湖北省农田灌溉需水量研究.pdf

第 4 2卷 第 l 8期 2 0 1 1年 9 月 人 民 长 江 Ya n g t z e Ri v e r Vo 1 42， No 1 8 S e p， 2 011 文 章编 号 ： 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 1 ) 1 8 0 0 3 1 0 3 湖北省农田灌溉需水量研究 孟 晓 亮， 常 景 坤 ( 湖北省水利水 电规划勘 测设 计院， 湖北 武汉 4 3 0 0 6 4 ) 摘要 ： 湖北省耕地面积存在 着统计 亩和标准亩两种统计 口径 问题 ， 为 了真 实反映农 田灌溉 需水量 ， 提 出了需水 扩 大系数 的概念 。同时针 对灌 区内不 同类型 的水 源工程 ， 拟 定不 同的 灌溉水利 用 系数 ， 通过分层调 算来计 算 农 田灌溉 需水量。经预测 ， 湖 北省 2 0 2 0年和 2 0 3 0年农 田灌溉 需水量分别为 2 3 4 7亿 m 和 2 1 5 3亿 m ， 综 合 灌溉水利 用 系数 分别要达到 0 6 0和 0 6 5 。根据 湖北省水利发展 十二五规划 ， 2 0 1 0年全省灌溉水利用 系数 为 0 4 6 3 。 到 2 0 1 5年要提 高至 O 5 l 。分析认 为： 要 完成规 划 目标 除 了要加 大大 中型灌 区续建 配套与节水 改造 力度外 ， 还要加强 小农水 工程 的建设步伐。 关键词 ： 统计亩 ；标准亩 ；需水扩大 系数 ； 灌溉水利 用 系数 中图法分类 号 ： T V 2 1 1 文献标志码 ： A 湖北 省 国土 面 积 1 8 5 9 万 k m ， 除 1 4 0 0 k m 属 桐 柏山北麓 的淮河流域外 ， 其它大部分属长江流域 。境 内平原宽广 ， 土质肥沃 ， 是我 国重要 的粮 、 棉 、 油 、 水产 品 生产基 地 和粮食 主产 区 ， 农 田灌 溉 用 水 量 占整 个 国 民经济用水量的比重较大。 由于历史的原因， 湖北 省在耕地 面积统计上存在 着两种 口径 ， 即统计亩和标准亩的问题 ， 在计算农 田灌 溉需水量时如何正确反映这一 问题显得尤为重要 ， 否 则 可能会 导 致需 水量 预测 不 准 ， 影 响粮 食 生 产 和 农 业 发 展 。同时 ， 灌 区 内有 不 同类 型 的水 源 工 程 ， 小 至 塘 堰 ， 大到大型水库和大型泵站等 ， 其渠道水利用系数是 各不相同的， 因此， 如何 拟定全灌 区灌溉水利用系数 ， 也是 预 测农 田灌 溉需 水 量 的关 键 。本 文试 图对 这些 存 在的问题进行分析和研究 ， 以期得 到符合湖北省实际 情 况 的农 田灌溉 需水 量 。 1 耕地及灌 溉面积预测 1 1 耕地面 积预测 湖北省耕地面积存在着两种统计 口径 ， 一种是统 计局的统计 口径 ， 为统计 亩也称 习惯 亩( I亩为 8 0 0 ， 1 0 0 0 ， 1 2 0 0 n l 等 ， 各 县市均不相同 ) ， 也即每年统计 年鉴的数据 ， 另一种则为国土资源部门土地普查 口径， 为标准亩( 1 亩 ：6 6 7 m ) ， 土地普查不是每年都进行。 按照长江流域水资源综合规划技术细则 ， 耕地面积应 以 1 9 9 6年国土资源部公布的数据为基础 ， 按 国土资源 部发布的 2 0 0 0年数据分解 到各水资源分 区和行政分 区 。两 种 口径基 准年 耕地 面积 比较见 表 1 。 表 1 基准年两种统计 口径耕地面积比较 万亩 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 5 3 O 作者简 介： 孟晓 亮， 女 ， 副总工程师 ， 教授级 高级 工程 师 ， 主要从事 水利 水电规 划设计 工作。Em a i l ： m x l h b s y 9 0 1 8 1 2 6 c o rn 3 2 人 民 长 江 由表 1可知 ， 湖北省各地统计亩与标准亩相差较 大 ， 最大的为武汉市 ， 相差 1 8 2倍 ， 最小 的为黄冈市 ， 相差 1 3 2倍 ， 全省平均相差 1 5倍。 耕地面积预测主要依据历年湖北省和各市州的耕 地变化情况 ， 参照湖北省 国土资源厅编 制的 湖北省 区域土地利用 、 湖北省基本农 田保护区规划 、 湖 北省土地利用现状及潜力分析 及 1 9 9 72 0 1 0年湖 北省土地利用 总体规划 来 进行全省 耕地 面积 的预 测 。在预测水平年耕地面积时， 考虑了基本农 田的保 护 以及 未来 发展对 耕 地 的需 求 ， 并参 照 中 国农 业科 学 院和农业 资源与农业 区划 研究所对湖北省 的预测成 果 。各水 平 年耕地 预测 成果 见表 2 。 表 2耕地面积预测成果 ( 标准 亩) 万亩 1 2 有效灌溉面积预测 基准年有效灌溉 面积来 自湖北 省农村统计年 鉴 ( 湖北省统计局 ) ， 其统计 口径 为统计亩( 习惯亩) ， 全 省 为 3 5 4 3 8 9万 亩 。 有效灌溉面积预测以县级行政区为单元进行。根 据各县级行政区现状及历史有效灌溉面积情况， 参照 灌 区续 建配 套与 节水 改造 以及各 县级 行政 区灌 溉 面积 发 展规 划 ， 预测各 县 级行 政 区不 同水 平年 的有 效 灌 溉 面积 ， 各 地级 行政 区 汇总成果 见 表 3 。 2 0 2 0和 2 0 3 0年全省有效灌溉面积 均为3 7 3 9 2 6 万 亩 。 2 农田灌溉净定额分析 ( 1 )灌溉制度及灌溉净定额。作物的灌溉制度是 指作物播种前及全生育期 内的灌水次数 、 每次 的灌水 日期和灌水定额及灌溉定额。 湖北省主要种 植作 物有水 稻 ( 早 、 中、 晚稻 ) 、 小 麦 、 棉花、 玉米、 油菜 、 薯类 、 大豆、 花生、 蔬菜等 ， 大致可 分为水稻和旱作物两类。水稻灌溉方式采用节水的灌 溉模式 ： 即“ 薄 水插秧 、 浅水返青 、 薄湿分 蘖、 晒天蹲 苗” ， 是在全国逐步推广的一种节水灌溉方式。 表 3有效 灌溉 面积预 测成 果( 统计亩 ) 万亩 旱作物主要采取畦灌 ， 根据不同的作物 ， 分析确定 其计划湿润层 、 土壤适宜含水率、 地下水补给量等灌溉 制度参数。 根据 收集 的全 省 7 6个 气 象 站 的逐 日降雨 与 蒸 发 资料 ， 以及上述各种作物的灌溉制度参数 ， 经计算可得 出全省主要作物多年平均灌溉定额为 ： 早稻 1 8 7 2 3 8 m 亩 ， 中稻 2 2 53 3 8 I l l 亩 ， 晚稻 2 3 63 1 4 m 亩 ， 蔬菜 2 2 05 3 7 1 1 3 亩 ， 棉花 3 19 1 11 3 亩 ， 小 麦 1 0 7 6 m 亩 。 ( 2 )综合净灌溉定额 。根据作物种植结构及单种 作物的灌溉定额 ， 即可求出综合净灌溉定额 ， 各代表站 的综合净灌溉定额见表 4 。 表 4代表站多年平均综合定额 1 11 亩 3 农 田灌溉需水量预测 农田灌溉净需水量为有效灌溉面积与综合灌溉净 定额 的乘积 ， 农 田灌溉毛需水量为净需水量除以灌溉 水利用系数。 ( 1 )农 田灌 溉 净 需 水 量 预 测 。由前 述 可知 ， 湖北 省在耕地面积统计上存在着两种 口径 ， 即统计亩和标 第 1 8期 孟晓亮 ， 等： 湖北省农 田灌溉 需水 量研 究 3 3 准亩 ， 且标准亩是统计亩的 1 5倍 ， 而灌溉面积则为统 计亩 。农作物灌溉净定额为标准亩 ， 存在着计算 口径 不一致的问题 ， 因此在计算净需水量时需考虑这一 因 素 ， 否则有 可 能造 成农 田需 水量 预 测不 足 ， 影 响工 程 的 总体布局 ， 从而影 响到湖北省的粮食安全 。根据湖北 省以往在水资源规划 、 灌区规划 ( 包括全 国中长期 供 水规划) 等方 面的工作经验 ， 在计算净需水量 时用 灌 溉面积乘 以灌溉定额的基础上要再考虑一个需水扩大 系数 。需水扩大系数理论上应是标准亩与统计亩的比 值 。在本次水资源综合规划中， 经多次协商 ， 最终全省 平均需水扩大系数取 1 3 4 4 。预测结果见表 5 。 表 5 规 划 水 平 年 净 需 水 量 预 测成 果 亿 m 由表 5可知 ， 全省 2 0 2 0和 2 0 3 0年多年平均净 需 水量分别为 1 4 1 8亿 I n 和 1 4 1亿 m ， 变化不大。 ( 2 )农 田灌 溉 毛需 水量 预测 。农 田灌 溉 毛需水 量 的预测在很大程度上取决 于灌溉水利用系数的拟定 ， 而灌溉水利用系数不是全省简单拟定一个数 ， 而是要 根据全省各灌 区不同条件分别拟定 。 灌溉水利用系数 ( r 灌)是指作物 田间需水量与渠 首引进的相应水量的比值 ， 是集中反映灌溉工程质量 、 灌溉技术水平、 灌溉用水管理水平 的一个重要指标 ， 主 要 由渠 系水 利 用 系 数 ( 叩 渠)和 田 间水 利 用 系 数 ( r 口) 两部分组成 ， 计算公式为 ： 灌 =r 渠叩口 ( 1 ) 田间水利用系数根据不同水平年的田间工程实施 情况分别选取不同的田间水利用系数 ， 取值范围基 准 年 为 0 7 50 8 0 ， 2 0 2 0水 平 年 为 0 8 5 0 9， 2 0 3 0水 平年为 0 9 0 9 5 。 湖北省的灌 区按水源来分有水库 自流引水灌 区、 涵闸引水灌 区、 泵站提水灌 区， 按 大小来分有大 型灌 区、 中型灌区和小型灌 区， 而每个灌区 内部又有塘堰 、 大中小型水库 、 泵站 、 涵 闸等水源工程 ， 每个水源工程 的供水范围不同、 渠道长短不 同， 其渠系水利用系数是 不相 同的。根据全省不 同情 况 ， 共划分 了 2 4 6个灌区 计算单元 ， 在每个计算单元里又按水源工程划分计算 层 ， 计算层的划分按从小到大的顺序划 ( 如塘堰、 小型 水库 、 中型水库 、 大型水库 等) ， 对每个计算层拟定 不 同的水利用系数 ( 基 准年根据实 际情况拟定 ， 规划 水 平年根据灌区续建配套与节水改造情况拟定 ) 。对每 个计算单元 ， 按照确定的供水次序对不 同水源工程进 行分层调算 ， 可计算得每个计算单元 的总需水量 ， 对每 个计算单元进行汇总可得全省的总需水量 ， 成果见表 6。 表 6 规划水 平年毛需水量预测成果 亿 m 综合表 5和表 6， 湖北省 2 0 2 0年和 2 0 3 0年综合灌 溉 水利 用 系数 分 别 为 0 6 0和 0 6 5 ， 农 田灌 溉 需 水 量 分别为 2 3 4 7亿 m 和 2 1 5 3亿 m ， 随着灌溉水利用 系数的提高 ， 农 田灌溉需水量呈递减趋势 。 ( 3 )流域 规划成 果 对 比。农 田灌溉 需水 量规 划成 果 对 比见表 7 。 表 7农田灌溉需水量 比较 亿 m 由表 7可知 ， 湖北省的综合规划与长江流域 的综 合规划相比， 2 0 2 0年和 2 0 3 0年 5 0 年份农 田灌溉需 水量分别相差 4 1 8亿 m。 和 3 O 4 3亿 m 。分析原 因， 主要是湖北省考虑了耕地面积统计 口径不 同， 在需水 量计算 中考虑了需水扩大系数 。 4 结 语 ( 1 )湖北省国土部门统计 的耕地面积为 7 3 8 2 5 5 万 亩 ， 而 统 计 部 门统 计 的耕 地 面 积 为 4 9 2 4 4 4万 亩 ， 两者相差 1 5倍。这给规划设计部门进行水资源规划 带来了难题 ， 如果按照统计部门的计算 ， 有可能使预测 的水量偏小 ， 因此引入 了需水扩大系数的概念 ， 本次水 资源综合规划 ， 全省平均考虑需水扩大系数为 1 3 4 4 。 ( 2 )经预测 ， 湖北省 2 0 2 0年和 2 0 3 0年农 田灌溉 需水量分别为 2 3 4 7亿 m 和 2 1 5 3亿 m ， 综合灌溉 水利用系数分别要达到 0 6 0和 0 6 5 。根据 湖北省 水利发展十二五规划 ， 2 0 1 0年全省灌溉水利用