1、全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则模板全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则全国农田灌溉水有效利用系数测算分析专题组2013年12月前言 11 测算分析工作总体框架与流程 22 灌溉水有效利用系数测算分析方法 42.1 灌区灌溉水有效利用系数测算分析方法 42.2 区域灌溉水有效利用系数测算分析方法 43 样点灌区选择 63.1 样点灌区选择原则 63.2 样点灌区数量要求 63.3 样点灌区调整条件 74 样点灌区灌溉水有效利用系数测算 84.1 典型田块选择 84.2 典型田块亩均净灌溉用水量观测与分析方法 104.3 样点灌区年净灌溉用水总量测算 164.4 样点灌区
2、年毛灌溉用水总量计算与分析 174.5 样点灌区灌溉水有效利用系数计算 185 省级区域灌溉水有效利用系数计算分析 205.1 省级区域大型灌区灌溉水有效利用系数计算 205.2 省级区域中型灌区灌溉水有效利用系数计算 205.3 省级区域小型灌区灌溉水有效利用系数计算 205.4 省级区域纯井灌区灌溉水有效利用系数计算 215.5 省级区域灌溉水有效利用系数计算 216 全国灌溉水有效利用系数计算 236.1 全国大型灌区灌溉水有效利用系数平均值计算 236.2 全国中型灌区灌溉水有效利用系数平均值计算 236.3 全国小型灌区灌溉水有效利用系数平均值计算 236.4 全国纯井灌区灌溉水有效
3、利用系数平均值计算 246.5 全国灌溉水有效利用系数平均值计算 24附录 25一、样点灌区基本资料调查表 26二、测算分析成果汇总表 36三、省级区域水量权重计算 41前言发展节水灌溉的目的就是要不断提高灌溉用水效率和效益。一直以来，国内外有许多表征灌溉用水效率的指标，说法也不统一。鉴于目前国内有关资料已广泛使用“灌溉水有效利用系数”表征灌溉用水效率，为与实际管理工作相衔接，本细则采用“灌溉水有效利用系数”作为灌溉用水效率的表征指标。灌溉水有效利用系数是在某次或某一时间内被农作物利用的净灌溉水量与水源渠首处总灌溉引水量的比值，它与灌区自然条件、工程状况、用水管理水平、灌水技术等因素有关。为跟
4、踪测算分析灌溉水有效利用系数变化情况，科学评价节水灌溉发展成效与节水潜力，根据水利部的要求，自2006年起，在各省（区、市）和新疆生产建设兵团的大力支持下，连续多年在全国范围内开展了灌溉水有效利用系数测算分析工作，取得的成果为有关部门研究制定相关政策和规划提供了依据。为统一测算分析方法，水利部农村水利司于2007年8月下发了全国现状灌溉水有效利用系数测算技术方案，2008年1月下发了全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指南，规范了各地灌溉水有效利用系数测算分析工作。为进一步做好灌溉水有效利用系数测算分析工作，适应节水灌溉发展新形势与国家有关部门新要求，专题组在总结各地测算分析工作实践经验的基础上
5、，对全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指南进行了修订，重点细化完善了典型田块选取、样点灌区选择及净灌溉用水量测算等内容，同时对附表数量和内容也作了调整和补充，形成全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则。本全国农田灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则的内容包括：前言、测算分析工作总体框架与流程、灌溉水有效利用系数测算分析方法、样点灌区选择、样点灌区灌溉水有效利用系数测算、省级区域灌溉水有效利用系数计算分析、全国灌溉水有效利用系数计算和附录等8部分。1 测算分析工作总体框架与流程灌溉水有效利用系数测算分析采用点与面相结合、实地观测与调查研究分析相结合、微观研究与宏观分析评价相结合的方法进
6、行。各省（区、市）和新疆生产建设兵团（以下简称“各省”或“各省级区域”）在对灌区综合调研的基础上，分类汇总分析灌区的灌溉面积、工程设施与用水状况等，选择能代表大型灌区（设计灌溉面积A30万亩）、中型灌区（1万亩A30万亩）、小型灌区（A1万亩）和纯井灌区等4种不同规模与类型、不同工程状况、不同水源条件与管理水平的样点灌区，构建相对稳定的省级区域灌溉水有效利用系数测算分析网络；收集整理样点灌区有关资料，选择样点灌区典型田块，测算样点灌区典型田块年亩均净灌溉用水量，分析计算样点灌区净灌溉用水量和灌溉水有效利用系数；以样点灌区测算结果为基础，逐级汇总分析，计算不同规模、不同类型灌区以及不同区域的灌溉
7、水有效利用系数。具体流程如下：第一，分析评价全省样点灌区的代表性，确定各规模与类型样点灌区；第二，测算分析样点灌区灌溉水有效利用系数，进而分析推算省级区域不同规模与类型灌区的灌溉水有效利用系数；第三，各省根据不同规模与类型灌区灌溉水有效利用系数，计算本省级区域灌溉水有效利用系数；第四，由各省水行政主管部门组织专家对测算分析成果进行评审后，上报水利部农村水利司；第五，水利部农村水利司委托测算分析专题组组织专家对各省上报成果进行分析复核，各省根据复核意见进行修改完善。测算分析专题组根据各省最终上报测算分析成果，计算全国灌溉水有效利用系数；之后，测算分析专题组组织专家对全国测算分析成果进行咨询，经进
8、一步完善后形成年度全国灌溉水有效利用系数测算分析评价报告。测算分析工作总体框架与流程如图1-1所示。图1-1 灌溉水有效利用系数测算分析工作总体框架与流程2 灌溉水有效利用系数测算分析方法2.1 灌区灌溉水有效利用系数测算分析方法根据灌溉水有效利用系数的定义，全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则（以下简称“细则”）采用“首尾测算分析法”，即直接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）的比值来计算灌区灌溉水有效利用系数，计算公式如下： （2-1）式中 灌区灌溉水有效利用系数； 灌区净灌溉用水总量，m3； 灌区毛灌溉用水总量，m3。为了能够
9、反映灌区灌溉水利用的整体情况，同时便于汇总分析，计算分析时段采用日历年（每年1月1日起至12月31日止）。2.2 区域灌溉水有效利用系数测算分析方法根据不同规模与类型样点灌区灌溉水有效利用系数，计算省级区域相应灌区的灌溉水有效利用系数，再根据省级区域不同规模与类型灌区灌溉水有效利用系数及其年毛灌溉用水量加权平均，得出该省级区域灌溉水有效利用系数。最后根据各省级区域及其不同规模与类型灌区灌溉水有效利用系数和毛灌溉用水量加权平均，分别得出全国灌溉水有效利用系数及全国不同规模与类型灌溉水有效利用系数。具体测算分析技术框架如图2-1所示。图2-1 灌溉水有效利用系数测算分析技术框架3 样点灌区选择3.
10、1 样点灌区选择原则样点灌区应按照具有代表性、可行性和稳定性等原则选择。在选择过程中，要考虑省级区域内灌溉面积的分布、灌区节水改造等情况，尽量使所选的样点灌区能基本反映省级区域灌区整体特点。（1）代表性。综合考虑灌区的地形地貌、土壤类型、工程设施、管理水平、水源条件（提水、自流引水）、作物种植结构等因素，所选样点灌区能代表省级区域范围内同规模与类型灌区。（2）可行性。样点灌区应配备量水设施，具有能开展测算分析工作的技术力量及必要经费支持，保证及时方便、可靠地获取测算分析基本数据。（3）稳定性。样点灌区要保持相对稳定，使测算分析工作连续进行，获取的数据具有年际可比性。所有大型灌区均作为样点灌区纳
11、入测算分析范围，中型灌区样点灌区应基本保持稳定，小型和纯井灌区样点灌区可根据测算条件变化做必要调整，但调整数量不能大于其样点灌区总数的5%。3.2 样点灌区数量要求 （1）大型灌区：所有大型灌区均纳入测算分析范围，即大型灌区的总数量即为大型灌区样点灌区数量。（2）中型灌区：按有效灌溉面积大小分为3个档次，即1万亩A中型（中型灌区有效灌溉面积，下同）5万亩（当灌区有效灌溉面积小于1万亩时，按实际数据填写灌区基本信息调查表）、5万亩A中型15万亩、15万亩A中型30万亩，每个档次的样点灌区数量不应少于本省级区域相应档次灌区总数的5%，各档次样点灌区有效灌溉面积不应少于本省级区域相应档次灌区有效灌溉
12、面积的10%。同时，每个档次的样点灌区中应包括提水和自流引水2种水源类型，且数量和有效灌溉面积选取比例应与省级区域该档次比例相协调。（3）小型灌区：由于小型灌区面积没有下限，为了便于实际操作，本细则规定单个小型灌区样点灌区的有效灌溉面积不小于100亩。一般情况下，小型灌区样点灌区数量与面积宜考虑以下因素：一是样点灌区数量按不少于全省小型灌区取样范围内（100亩10000亩）数量的0.5%，一般不超过100个，最少不少于10个；当省级区域内小型灌区数量不足10个时，按实际数量全部选取。二是样点灌区有效灌溉面积不应小于该省级区域全部小型灌区有效灌溉面积的1%。三是样点灌区应包括提水和自流引水2种水
13、源类型，不同水源类型的样点灌区数量和有效灌溉面积应与省级区域内同类型灌区有关指标比例相协调。（4）纯井灌区：以单井控制灌溉面积作为一个样点灌区。纯井灌区应区分土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种灌溉类型选择代表性样点灌区，具体要求如下：在上述5种灌溉类型中，同种主要土壤类型、同种主要作物至少选择2个样点灌区，且要在省级区域范围内分布均匀，作物种类应选择当地该灌溉形式下的主要类型。对于纯井灌区某种类型灌区有效灌溉面积占该省级区域纯井灌区有效灌溉面积30%及其以上时，该类型灌区样点灌区数量须按上述选取数量要求的2倍选取。3.3 样点灌区调整条件当省级区域内同种规模或类型
14、全部样点灌区连续3年的亩均节水改造投入平均增加值与省级区域同规模或类型灌区的亩均节水改造投入平均增加值相差20%以内时，参与测算分析的样点灌区不作调整，以保持稳定；当二者相差大于等于20%时，应经省级区域主管部门充分论证并复核确认后，对参与测算分析的样点灌区进行调整，使二者差值控制在20%之内；再以调整后的该规模或类型样点灌区的灌溉水有效利用系数测算分析值为基础，计算省级区域同规模或类型灌区的灌溉水有效利用系数。4 样点灌区灌溉水有效利用系数测算首先选取典型田块，然后依照一定方法测算分析典型田块年亩均净灌溉用水量，进而分析计算样点灌区年净灌溉用水量，最后，以样点灌区年净灌溉用水量、年毛灌溉用水
15、量为基础，分析计算样点灌区灌溉水有效利用系数。样点灌区灌溉水有效利用系数测算流程见图4-1。图4-1 样点灌区灌溉水有效利用系数测算流程4.1 典型田块选择典型田块要边界清楚、形状规则、面积适中；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、灌溉制度与方法、地下水埋深等方面的代表性；有固定的进水口和排水口（一般来说，水稻在灌溉过程中不排水，将排水作为特殊情况考虑，不选串灌串排的田块）；配备量水设施。对于播种面积超过灌区总播种面积10%以上的作物种类，须分别选择典型田块。大型灌区应至少在上、中、下游有代表性的斗渠控制范围内分别选取，每种需观测的作物种类至少选取3个典型田块。
16、中型灌区样点灌区应至少在上、下游有代表性的农渠控制范围内分别选取，每种需观测的作物种类至少选取3个典型田块。小型灌区样点灌区应按照作物种类、耕作和灌溉制度与方法、田面平整程度等因素选取典型田块，每种需观测的作物种类至少选取2个典型田块。纯井样点灌区应按照土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种类型进行选取，在同种灌溉类型下每种需观测的作物至少选择2个典型田块。典型田块选择数量参见表4-1。表4-1 典型田块范围与数量选取要求参考表灌区规模与类型样点灌区片区灌区主要作物种类（m）典型田块选取数量（N）典型田块总数量大型灌区上游作物13式中：m：某片区作物种类数量，种；n：
17、取值1、2、3，分别指上游、中游、下游；Nij：第j个片区第i种作物典型田块数量，块。作物233中游作物13作物233下游作物13作物233中型灌区上游作物13式中：n：取值1、2，分别指上游、下游；其他符号意义同上。作物233下游作物13作物233小型灌区作物12m：小型灌区样点灌区作物种类数量；Ni：小型灌区样点灌区第i种作物典型田块数量。作物222纯井灌区土质渠道地面灌作物12m：纯井样点灌区不同灌溉类型下作物种类数量；p：纯井样点灌区不同灌溉类型数量，取15，分别代表5种灌溉类型；Nik：第k种灌溉类型第i种作物典型田块数量。2防渗渠道地面灌作物122管道输水地面灌作物122喷灌作物1
18、22微灌作物1224.2 典型田块亩均净灌溉用水量观测与分析方法典型田块亩均净灌溉用水量优先采用直接量测法测量。暂不具备实测条件的灌区也可采用观测分析法，但应积极创造条件，尽早采用直接量测法。具体方法参见图4-2。图4-2 典型田块年亩均净灌溉用水量观测与分析方法示意图4.2.1 直接量测法在每次灌水前后按灌溉试验规范SL 13-2004有关规定，观测典型田块内不同作物年内相应生育期内计划湿润层的土壤质量含水率或体积含水率（或田间水层变化），计算该次亩均净灌溉用水量，得出该典型田块不同作物种类年亩均净灌溉用水量。4.2.1.1 旱作物灌水量根据典型田块灌溉前后计划湿润层土壤含水率的变化确定某次
19、亩均净灌溉用水量，计算公式如下： （4-1）式中 典型田块某次亩均净灌溉用水量，m3/亩； 灌水期内典型田块土壤计划湿润层深度，mm；典型田块H土层内土壤干容重，g/cm3；水的容重，一般可取1，g/cm3；某次灌水前典型田块H土层内土壤质量含水率，%；某次灌水后典型田块H土层内土壤质量含水率，%。或： （4-2）式中 某次灌水前典型田块H土层内土壤体积含水率，%；某次灌水后典型田块H土层内土壤体积含水率，%。其他符号意义同前。4.2.1.2 水稻灌水量（1）淹水灌溉根据典型田块灌溉前后田面水深的变化来确定某次亩均净灌溉用水量，计算公式如下： （4-3）式中 某次灌水前典型田块田面水深，mm；
20、某次灌水后典型田块田面水深，mm。其他符号意义同前。（2）湿润灌溉根据典型田块灌溉前后田间土壤计划湿润层土壤含水率的变化来确定某次亩均净灌溉用水量，计算公式同式（4-1）。在水稻育秧期，还应将育秧期某次灌水的亩均净灌溉用水量按秧田与本田的面积比例折算到本田，计入水稻年内生育期亩均净灌溉用水量。4.2.1.3 典型田块年亩均净灌溉用水量在各次亩均净灌溉用水量的基础上，推算该作物年亩均净灌溉用水量，即： （4-4）式中 某典型田块某作物年亩均净灌溉用水量，m3/亩； n 典型田块年内灌水次数，次；其他符号意义同前。4.2.2 观测分析法在灌溉水有效利用系数测算过程中，判断充分灌溉还是非充分灌溉是准
21、确获得典型田块年亩均净灌溉用水量的前提条件。首先，观测实际进入典型田块田间的年亩均灌溉用水量，再根据当年气象资料、作物种类等情况，依据水量平衡原理计算典型田块某种作物当年的净灌溉定额M。然后，对二者比较进行判断，得出典型田块年亩均净灌溉用水量。4.2.2.1 典型田块年亩均灌溉用水量的观测（1）渠道输水在典型田块进水口设置量水设施，观测某次灌水进入典型田块的水量。在有排水的典型田块，同时在田块排水口设置量水设施观测排水量，再根据典型田块灌溉面积，推算典型田块某作物种类年亩均灌溉用水量，计算公式如下： （4-5）式中 典型田块年亩均灌溉用水量，m3/亩；年内某次灌水进入典型田块的水量，m3；年内
22、某次灌水排出典型田块的水量（不包括因管理不当造成的退水量），m3； 典型田块的灌溉面积，亩。具体方法参见灌溉渠道系统量水规范GB/T21303-2007。（2）管道输水在管道出水口处安装计量设备，计量每次进入典型田块的水量。在有排水的典型田块，同时在田块排水口设置量水设施量测排水量，再根据典型田块灌溉面积，推算典型田块某作物种类年亩均灌溉用水量，计算公式同（4-5）。（3）喷灌在控制典型田块的喷灌系统管道上加装水量计量设备，计量喷头的出水量，然后推算典型田块某次灌水的灌溉用水量，计算公式为： （4-6）式中 喷洒水利用系数，应考虑灌溉期间典型田块处的喷头类型、风力、温度等条件，并参考有关试验研
23、究成果或资料确定；年内控制典型田块支管某次灌水的出水量，m3；其他符号意义同前。然后将不同灌水次数的灌溉用水量w相加，除以典型田块的面积A田，从而得到该作物类型全生育期的亩均净灌溉用水量Wi。（4）微灌对于滴灌、小管出流等灌溉类型，可在控制典型田块的支管安装计量设备，计量典型田块某次灌溉用水量，再根据典型田块灌溉面积，推算典型田块某作物种类年亩均灌溉用水量，计算公式同（4-5）。微喷可参考喷灌进行计算。4.2.2.2 典型田块净灌溉定额计算（1）旱作物净灌溉定额计算公式为： （4-7）式中 某种作物净灌溉定额，m3/亩；某种作物的蒸发蒸腾量，mm； 某种作物生育期内的有效降水量，mm； 某种作
24、物生育期内地下水利用量，mm；某种作物生育期开始时土壤体积含水率，%；某种作物生育期结束时土壤体积含水率，%。如按土壤质量含水率计算，则：。式中 某种作物生育期开始时土壤质量含水率，%；某种作物生育期结束时土壤质量含水率，%。（2）水稻净灌溉定额水稻灌溉定额包括秧田定额、泡田定额和生育期定额三部分。秧田定额计算公式如下： （4-8）式中 水稻育秧期净灌溉定额，m3/亩；a秧田面积与本田面积比值，可根据当地实际经验确定；水稻育秧期蒸发蒸腾量，mm；H1水稻秧田犁地深度，m；播种时H1深度内土壤体积含水率，%；H1深度内土壤饱和体积含水率，%；水稻育秧期田间渗漏量，mm；水稻育秧期有效降水量，mm
25、。泡田定额计算公式如下： （4-9）式中 水稻泡田期净灌溉定额，m3/亩；水稻泡田期蒸发蒸腾量，mm；H2水稻稻田犁地深度，m；秧苗移栽时H2深度内土壤体积含水率，%；秧苗移栽时H2深度内土壤饱和体积含水率，%；秧苗移栽时稻田所需水层深度，mm；水稻泡田期田间渗漏量，mm；水稻泡田期有效降水量，mm。淹灌水稻生育期净灌溉定额计算公式如下： （4-10）式中 水稻生育期净灌溉定额，m3/亩；水稻生育期蒸发蒸腾量，mm；水稻生育期有效降水量，mm；水稻生育期田间渗漏量，mm；秧苗移栽时田面水深，mm；hs水稻收割时田面水深，mm。淹水灌溉水稻净灌溉定额为： （4-11）式中 水稻净灌溉定额，m3/
26、亩；其他符号意义同上。计算方法详见灌溉与排水工程设计规范GB50288-99。对于湿润灌溉（无水层）的水稻，可采用旱作物净灌溉定额的计算方法计算其净灌溉定额。淹水和湿润交替灌溉采用的水稻则可分别采用淹水灌溉水稻和旱作物净灌溉定额的计算方法分段计算确定后相加，得出生育期的净灌溉定额。已经推广采用水稻节水灌溉模式的区域，可以直接采用水稻节水灌溉模式设计的亩均净灌溉用水量。在有灌溉试验成果的地区，可引用节水灌溉模式试验中所测得的节水灌溉定额作为净灌溉定额。4.2.2.3 典型田块年亩均净灌溉用水量的确定在获得典型田块的净灌溉定额M（M旱作或M水稻）和年亩均灌溉用水量w田后，将二者进行比较。当kw田M
27、时，为充分灌溉，w田净=M；当kw田M时，为非充分灌溉，w田净=kw田。其中，k为折减系数，对于旱作物，k可取0.90；对于水稻，k可取0.900.95。尚不具备直接量测和观测条件的小型灌区和纯井灌区，可通过收集与典型田块种植作物和灌溉方式相同的当地（或临近地区）灌溉试验站灌溉试验结果，或者灌区规划、可行性研究报告等资料中不同水平年的净灌溉定额，结合当地灌溉经验拟定复核当年降水年型的灌溉制度（灌水次数、灌水定额、灌溉定额等）。在此基础上对典型田块进行实地调查，了解当年的实际灌水次数和每次灌水量，通过与灌溉制度比较，推测典型田块年亩均灌溉用水量，并参考上述方法确定典型田块年亩均净灌溉用水量。对于
28、播种面积占总播种面积10%及以下的作物种类，可根据上述测算分析得出的同类作物亩均净灌溉用水量与其实际灌溉面积的乘积得出净灌溉用水量。4.3 样点灌区年净灌溉用水总量测算根据4.2中观测与分析得出的某种作物典型田块的年亩均净灌溉用水量，计算某灌区同区域或同种灌溉类型第i种作物的年净灌溉用水量，计算公式如下： （4-12）式中 样点灌区同片区或同灌溉类型第i种作物的亩均净灌溉用水量，m3/亩；同片区或同灌溉类型第i种作物第l个典型田块亩均净灌溉用水量，m3/亩；同片区或同灌溉类型第i种作物第l个典型田块灌溉面积，亩；同片区或同灌溉类型第i种作物典型田块数量，个。再根据灌区内不同分区不同作物种类灌溉
29、面积，结合不同作物在不同分区的年亩均净灌溉用水量，计算得出样点灌区年净灌溉用水总量，计算方法如下：（1）大、中、小型灌区样点灌区年净灌溉用水总量计算公式如下： （4-13）式中 样点灌区年净灌溉用水总量，m3；样点灌区j个片区内第i种作物亩均净灌溉用水量，m3/亩；样点灌区j个片区内第i种作物灌溉面积，亩；m样点灌区j个片区内的作物种类，种；n样点灌区片区数量，个；大型灌区n=3，中型灌区n=2，小型灌区n=1。（2）纯井样点灌区年净灌溉用水总量计算公式如下： （4-14）式中 样点灌区年净灌溉用水总量，m3；样点灌区第k种灌溉类型第i种作物亩均净灌溉用水量，m3/亩；样点灌区第k种灌溉类型第
30、i种作物灌溉面积，亩；m样点灌区第k种灌溉类型作物种类数量，种；p样点灌区灌溉类型数量，p=15，种；包括土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌。4.4 样点灌区年毛灌溉用水总量计算与分析4.4.1 样点灌区年毛灌溉用水总量计算灌区毛灌溉用水总量是指灌区全年从水源（一个或多个）取用的用于农田灌溉的总水量，该水量应通过实测确定。样点灌区年毛灌溉用水总量的计算公式如下： （4-15）式中 样点灌区年毛灌溉用水总量，m3；样点灌区第i个水源取水量，m3。 n 样点灌区水源数量，个。4.4.2 样点灌区年毛灌溉用水总量测算中几种情况处理（1）非农田灌溉用水情况的处理当灌区还向其他用户输水（包括工业、
