天津市2021年小型灌区灌溉水有效利用系数测算分析_张艳芬.pdf
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1、2023.No.3收稿日期:20220618作者简介:张艳芬(1984),女,硕士,工程师,主要从事农田水利、节水灌溉工作。摘要:选取天津市20个小型样点灌区、101个典型地块,采用直接量测法测算分析得出小型灌区灌溉水有效利用系数,并进行年际间对比分析,认为小型灌区系数对全市灌溉水有效利用系数水平占主要影响程度,应加大小型灌区节水工程建设和田间管理,以实现天津市灌溉水有效利用系数稳步提升。关键词:小型灌区;灌溉水有效利用系数;测算分析;影响程度;天津中图分类号:S274.4文献标识码:A文章编号:1004-7328(2023)03-0087-06DOI:10.3969/j.issn.1004-
2、7328.2023.03.024天津市2021年小型灌区灌溉水有效利用系数测算分析张艳芬,李胜楠,万莹(天津市水利科学研究院,天津300061)灌溉水有效利用系数是指灌溉面积上作物实际有效利用水量与渠首进水的总水量的比值1,2,是表征灌溉用水效率、灌溉效益的重要指标,直接反映该地区节水灌溉工程技术水平、管理水平和农田用水效率,与地区国民经济发展用水效率息息相关,是制定农业用水计划、编制农田灌溉相关规划、政府部门制定宏观政策和调整决策、加强用水管理的重要依据3,4。同时,农田灌溉水有效利用系数是落实 国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要 和水资源管理“三条红线”的一项重要考核指标5,做好天津市
3、农田灌溉水有效利用系数测算与分析是积极响应党中央和国务院实施最严格水资源管理考核一项重要内容。2021 年天津市小型灌区(6.67667 hm2)有效灌溉面积占全市的47.26%,实际灌溉面积占全市的44.85%,毛灌溉用水量 24 108.57 万 m3,占全市的28.8%。相对于其他大、中、纯井类型灌区,小型灌区灌溉面积及毛灌溉用水量等基础数据在全市占比最大,因此开展天津市小型灌区灌溉水有效利用系数测算及变化规律分析非常必要,特别是小型灌区灌溉水有效利用系数对全市灌溉水有效利用系数成果的影响程度值得探讨和研究,以便于为“十四五”期间全市灌溉水有效利用系数稳步提升提供技术指导,为全市不同类型
4、灌区相关节水管理措施和上层政策倾向性制定提供科学依据6,7。1天津市小型灌区概况与测算方法1.1小型灌区概况1.1.1小型灌区基本情况近年来,天津市大多数灌区在人员、机构、经费、运行管理等方面发生了很大变化。2020年12月,天津市水务局从灌区边界、运行管理以及实际发展变化情况出发,对全市不同类型灌区进行了重新调整布局。调整后,2021年天津市共有灌区9 136处(涉及天津市10个涉农区),全部为提水灌溉。灌区有效灌溉面积29.91万hm2,实际灌溉面积24.52万hm2,农业毛灌溉用水量 83 718.24 万 m3,节水工程面积26.34万hm2。其中,小型灌区1 035处,有效灌溉面积1
5、4.14万hm2,实际灌溉面积11.00万hm2,毛灌溉用水量24 108.57万m3,节水灌溉面积12.30万hm2;小型灌区有效灌溉面积占全市比重 47.26%,实际灌溉面积占全市比重 44.85%,毛灌溉用水量占全市用水量比重 28.8%,节水面积占全市节水比重46.71%,与其他大、中、纯井类型灌区比较,有效灌溉面积以及实灌面积占全市比重最大,是全市主要类型灌区。2021年,小型灌区渠道防渗面积1.45万hm2,低压管灌面积10.61万hm2,喷灌面积0.15万hm2,微灌面积0.09万hm2,低压管道灌溉面积占小型灌区节水面积的86.24%,表明小型灌区主要为低压管道节水型式。1.1
6、.2小型样点灌区选择与代表性分析从天津市小型灌区实际情况出发,综合考虑地形地貌、灌区分布、工程设施、种植作物、水源条件、海河水利872023年3月面积数量比例、管理水平等各种因素,2021年选择具有一定代表性和可行性的小型样点灌区 20 个:所选样点灌区布局合理,分布覆盖范围广,位于天津市东、南、西和北部,涉及天津市蓟州区、宝坻区、宁河区、武清区、静海区、滨海新区 6个农业大区;所选样点灌区种植作物种类多样,涉及水稻、小麦、玉米、棉花、西瓜、豆类、葡萄等;所选样点灌区节水工程主要包括低压管道和防渗渠道;所选单个样点灌区有效灌溉面积不小于6.67 hm2,样点灌区数量 20 个、不少于天津市小型
7、灌区数量(1 035个)的0.5%,样点灌区有效灌溉面积0.46万hm2、不小于天津市小型灌区有效面积(14.14万 hm2)的1%,面积和数量比例均满足全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则4要求;所选样点灌区配备了量水设施,具备能开展测算分析工作的技术支持。1.1.3典型田块选取综合考虑作物种类、灌溉方式、畦田规格、地形、土地平整程度、土壤类型、地下水埋深等因素,从20个小型样点灌区分别选择典型田块,选择结果详见表1。序号1234567891011121314151617181920样点灌区毛毛匠灌区倒流灌区李茂灌区大麦沽灌区于潮灌区俵口灌区东淮沽灌区桑梓镇小潘庄村杨津庄镇黄津庄村
8、至马庄村灌区下窝头镇青甸村至永乐村灌区台头灌区1#台头灌区2#陈官屯灌区1#陈官屯灌区2#唐官屯灌区1#唐官屯灌区2#大北灌区1#大北灌区2#前沽村灌区后沽村灌区典型田块数量/个24444644449999392263种植作物及典型田块面积/hm21、水稻面积分别为0.44、1.321、棉花面积分别为0.06、0.062、玉米面积分别为0.13、0.041、玉米面积分别为0.08、0.062、冬小麦面积分别为0.08、0.061、棉花面积分别为0.08、0.062、玉米面积分别为0.13、0.111、棉花面积分别为0.03、0.142、玉米面积分别为0.14、0.011、冬小麦面积分别为0.2
9、7、0.382、玉米面积分别为0.27、0.063、水稻面积分别为0.23、0.351、玉米面积分别为0.13、0.112、棉花面积分别为0.13、0.111、冬小麦面积分别为0.13、0.052、玉米面积分别为0.13、0.051、冬小麦面积分别为0.05、0.122、玉米面积分别为0.05、0.121、冬小麦面积分别为0.05、0.202、玉米面积分别为0.05、0.201、冬小麦面积分别为0.52、0.52、0.522、西瓜面积分别为0.12、0.12、0.123、玉米面积分别为0.52、0.52、0.521、冬小麦面积分别为0.44、0.44、0.442、西瓜面积分别为0.12、0.1
10、2、0.123、玉米面积分别为0.44、0.44、0.441、冬小麦面积分别为0.99、0.99、0.992、玉米面积分别为0.99、0.99、0.993、大豆面积分别为0.9、0.9、0.91、冬小麦面积分别为0.88、0.88、0.882、玉米面积分别为0.88、0.88、0.883、大豆面积分别为 0.42、0.42、0.421、大豆面积分别为0.78、1.79、1.851、冬小麦面积分别为0.78、0.78、0.782、玉米面积分别为0.78、0.78、0.783、大豆面积分别为0.78、1.17、1.171、水稻面积分别为1.6、1.61、水稻面积分别为0.45、0.521、葡萄面积
11、分别为0.01、0.01、0.01、0.01、0.01、0.011、葡萄面积分别为0.01、0.01、0.01所在镇、村东棘坨镇毛毛匠村苗庄镇倒流村丰台镇李茂村板桥镇大麦沽村岳龙镇于潮村俵口镇俵口村丰台镇东淮沽村桑梓镇小潘庄村、马道村杨津庄镇大扈驾庄村、杨津庄村下窝头镇青甸村台头镇民生村台头镇新力村陈官屯镇西长屯陈官屯镇王官屯唐官屯镇良辛庄村唐官屯镇鲁辛庄村大北镇独立村大北镇马鞍子村茶淀街前沽村茶淀街后沽村灌溉工程类型土渠管灌土渠土渠管灌管灌管灌管灌管灌管灌管灌管灌管灌管灌管灌管灌渠道防渗渠道防渗渠道防渗管灌管灌表12021年小型样点灌区典型田块选择情况张艳芬,李胜楠,万莹:天津市2021年小
12、型灌区灌溉水有效利用系数测算分析882023.No.31.2小型灌区灌溉水有效利用系数测算方法1.2.1典型田块作物年亩均净灌溉用水量测定2021年天津市典型田块作物年亩均净灌溉用水量获取方法主要为直接量测法,即在典型田块灌溉前后,用TDR土壤剖面水分测量仪直接测定某次典型田块作物计划湿润层内土壤体积含水率,按照灌溉试验规范(SL 13-2015)规定,通过相关公式计算得出典型田块作物某次亩均净灌溉用水量,进而累加各次用水量得出该典型田块不同作物年亩均净灌溉用水量。实测过程中,不同作物测定深度不同,计划湿润层根据不同作物取40或80 cm内土壤,小麦、玉米、棉花、豆类等作物测定深度在 080
13、cm,蔬菜测定深度在 040 cm。TDR 土壤剖面水分测量仪配套田间测管分别安装在典型田块首部、中间、尾部的3个位置,每个典型田块装23根测管,为确保测管不被耕种破坏,一般布置在畦埂上。灌水前后分别在20、40、60、80 cm土壤深度测定土壤体积含水量。1.2.2小型样点灌区年净灌溉用水量测算基于以上计算得出的某种作物典型田块年亩均净灌溉用水量,根据灌区内不同作物种类实际灌溉面积,计算得出小型样点灌区年净灌溉用水总量。1.2.3小型样点灌区年毛灌溉用水量测算小型样点灌区毛灌溉用水量是指灌区全年从水源(一个或多个)取用于农田灌溉的总水量,该水量主要通过直接量测法或以电折水系数折算法确定。天津
14、市20个小型样点灌区中,有3个采用直接量测法和以电折水系数折算法相结合方法获得毛灌溉用水量,即蓟州区桑梓镇小潘庄村至马道村灌区、蓟州区杨津庄镇黄津庄村至马庄村灌区、蓟州区下窝头镇青甸村至永乐村灌区;其余17个采用以电折水系数折算法获得毛灌溉用水量。1.2.4小型样点灌区灌溉水有效利用系数测算样点灌区灌溉水有效利用系数直接采用灌入田间可被作物吸收利用的水量(净灌溉用水量)与灌区从水源取用的灌溉总水量(毛灌溉用水量)的比值。以2021年112月的灌区净灌溉用水量、毛灌溉用水量,对天津市小型灌区灌溉水有效利用系数进行测算分析。2结果与分析2.1小型样点灌区灌溉水有效利用系数测算成果通过测算每个小型样
15、点灌区不同作物年亩均净灌溉用水量,结合播种面积、实灌面积,分别计算得出20个样点灌区净灌溉用水量,再根据样点灌区毛灌溉用水量,计算得出20个小型样点灌区灌溉水有效利用系数成果,结果详见表2。最后,以20个小型样点灌区灌溉水有效利用系数为基础,采用算术平均法得出天津市小型灌区灌溉水有效利用系数为0.746 6。2.2成果对比分析2.2.120个小型样点灌区2021年20个小型样点灌区灌溉水有效利用系数在0.702 70.829 7。结合实际调研,具体分析如下:最高为宁河区李茂灌区的0.829 7,该灌区节水工程占有效灌溉面积比例为88.5%,以管道灌溉为主,节水工程完好率100%,主要种植玉米、
16、棉花,全年仅灌溉1次;宁河区东淮沽灌区为0.769 2,节水工程占有效灌溉面积比例为 100%,2000年建成管道灌溉节水工程,工程完好率 50%,主要种植玉米、小麦,全年仅灌溉 1 次;蓟州区 3 个灌区在0.779 80.799 4,节水工程占有效灌溉面积比例为100%,管道灌溉工程完好率 80%,种植玉米、小麦,小麦灌 3 次,玉米不灌;静海区唐官屯 1#、2#灌区分别为0.762 7、0.762 8,节水工程占有效灌溉面积比例为 100%,管道灌溉,工程完好率 68%,种植玉米、小麦,小麦灌 3 次,玉米灌 1 次;静海区台头 1#、2#灌区分别为 0.710 0、0.709 9,节水
17、工程占有效灌溉面积比例为 100%,管道灌溉工程完好率 40%,种植西瓜、玉米、小麦,西瓜灌5次,小麦灌3 次,玉米灌 1 次;宁河区倒流灌区为0.711 7,节水工程占有效灌溉面积比例为91.6%,2020年建成防渗渠道灌溉工程,种植玉米、棉花,各灌 1 次;宁河区俵口灌区为 0.702 7,土渠灌溉,种植水稻、玉米,水稻全年灌50次以上;滨海新区前沽、后沽灌区分别为0.742 8、0.716 3,节水工程占有效灌溉面积比例为 100%,管道灌溉,工程完好率分别为 80%、60%,种植葡萄,需灌水 5 次,其中大水灌溉压盐 1 次。可见,小型样点灌区灌溉水有效利用系数高低与灌区节水工程建设面
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