灌溉水利用率测算及分析研究技术报告

1、江苏省农业灌溉用水有效利用系数测算及分析研究技术报告江苏省农村水利科技发展中心河海大学二OO年一月1基本情况1.1 江苏省概况江苏省位于我国大陆东部沿海中心，介于东经1168 17，北纬305 20；地处江、淮、沂、沐、泗下游，东濒黄海，西连安徽，北接 山东，东南与浙江和上海毗邻。全省总面积10.26万km2，其中耕地面积7095.72万亩，有效灌溉面积 5740.43万亩（2008年底统计数字）。1.1.1 地形地貌全省地势西北高东南低，地面高程一般在240m （废黄河高程，下同）, 西北部最咼达45m左右，东南沿海及里下河腹部最低地面咼程仅 12m。地 形以平原面积辽阔、地势低平、河网稠密

2、、湖荡众多为特征。平原洼地面 积占全省总面积的 68.8%，主要由苏北黄淮平原和长江三角州平原组成； 低 山丘陵占 14.3%，主要分布在西南和北部地区，山势低缓，分布零散，高程 一般在200m以下；湖泊水面占16.9%,主要有太湖、洪泽湖、骆马湖等大 小湖泊以及石梁河、小塔山等大中小型水库。平原是江苏省农业地貌的主体。地面高程自西北部的 45m 逐渐至东南 部的2m左右。其中大部分高程在10m以下，5m以下面积的占总面积的58%。苏北黄淮平原：位于通扬运河以北，按沉积条件可分为沂沐河冲积平 原、徐淮黄泛平原、里下河淤积平原和滨海沉积平原四片。长江三角洲平原：位于镇宁扬山丘区以东，通扬运河以南

3、地区，包括长江冲积平原和太湖水网平原1.1.2 水文气象江苏省处于亚热带向暧温带的过渡性气候区，以淮河、灌溉总渠为界， 南部属湿润的亚热带季风气候区，北部属半湿润的暖湿带季风气候区。全 省具有明显的季风环流特征，四季分明，夏季暖日多雨，冬季寒冷干燥， 东部沿海地带具有一定的海洋性气候特点。光、热、水资源丰富，年平均 气温在15C左右，夏季最高达40C以上，冬季最低气温可达-20C。全年无 霜期200250d,如霜期在10月下旬至11月中旬，终霜期在3月中旬至4 月中旬。0C以上作物活动积温为49005600C。0C以上作物生长期的日照 时数平均为29002240h。多年平均干燥度，淮北地区为

4、1.11.3,中部在1 左右，南部在 0.90.95之间。全省年平均降雨量8001100mm但时空分布不均，从地域分布看，南 部多于北部，南部多年平均降雨量 1100mm,向北逐渐减少至800mm左右。 由于受季风气候的影响，年降雨量的季节变化较大，汛期（ 69月）降雨量 约占全年雨量的 6070，且多数集中于几场暴雨。降雨年际变化比较大， 全省面平均雨量丰水年可达 1254mm （1954年），枯水年仅549m,单站最 大达2253m （1965年大丰闸），最小为338m （1929年徐州）。全省多年平 均水面蒸发量9001100mm通南地区及本省南部较小，北部较大，大部分 地区在1000m

5、m左右。全省多年平均径流深246mm,仅为降雨量的1/4,年 际变化于150400mm之间，多年平均径流量 249亿m31.1.3 水资源状况（1）地表水资源全省多年平均降水量在8001100mm平均降水量均值为996mm,平 均径流深246mm,地表水资源量249亿m3,其中淮河流域（含沂沐泗）150 亿m3，长江（含太湖）流域99亿m3。（ 2）地下水资源全省地下水总补给量为151.77亿m3，矿化度小于2g/l的地下水淡水水 资源量为120亿m3，其中淮河流域75亿m3,长江流域45亿m3。地下水主 要消耗于潜水蒸发,约占 73%,开采量仅占 6%左右。全省淡水的可开采量 为78.83亿

6、m3，其中淮河流域48.38亿m3,长江流域15.97亿m3，太湖流 域 14.49 亿 m3。全省多年平均水资源总量为326.95亿m3 （若包括微咸水及咸水，则水 资源量为347亿m3）。人均水资源量为455 m3,亩均水资源量为492 n?，不 足全国人均占有量的五分之一。（ 3）外来过境水我省承受江、淮、沂沐泗上中游近200万kmi2的来水，入境水量比较丰 沛，多年平均入境水量10254亿m3,其中长江流域9815亿m3，占总量的 95.7%,淮河流域439亿m3,占4.3%。单位：亿m3水系(流域)长江淮河沂沐泗长江流域诸小河淮河流域诸小河全省多年平均值973030710685810

7、254(4)水资源特点表1-1江苏省入境水量统计表我省水资源分布特点：时空分布不均，表现为南部降雨量多，北部降雨量少，年际变幅大，多年平均降雨量8001100mm其中60%70%集中 在汛期69月的几场暴雨。旱年雨量常减少至 500-600mm,除田间直接 取用有效雨量外，由于平原地区拦蓄条件差，本地径流只能拦蓄利用10多亿m3。地下水主要分布于徐淮地区西部，可开采量约7亿m3。淮河、沂沐泗过境水总量不少，淮河最大年径流量达800亿m3，最小年径流仅28亿m3,相差28倍，由于年际年内来量变幅较大，加之我省调蓄湖库容量有限， 正常年景仅能利用来量的20%30%,约100130亿m3,干旱年景常

8、常断 流，因而这部分水资源常称为“可用不可靠”。长江水量丰沛且稳定，多年 平均径流达9730亿m3,最枯年份也有6320亿m3,是我省较稳定可靠的灌 溉水源。(5)现状水资源开发利用情况通过数十年水利建设，我省已形成较完整的蓄、弓I、提、调供水系统， 促进了全省国民经济的发展。江水北调工程，对发展淮北地区工农业生产 及国民经济的持续发展具有不可缺少和不可替代的作用。丘陵山区水库、塘坝的修建，改变了山丘区干旱面貌，提高了水资源的利用率。但由于国民经济的迅速发展，工农业用水量已明显增大，特别是工业发达地区的工 业用水量的比例已扩大，在偏丰和平水年份，淮河及太湖上游的入境水量 仍然是供水的重要组成部

9、分，干旱年份日益依赖于引江水补给。我省大部分为平原区，缺乏建造高坝、大库的条件，虽然境内水面积 比重很大，但水位变幅小，调节能力低，排涝时大量排水，干旱时又无水 可用，不能充分做到以丰补枯。地表水资源人均占有量低于全国人均占有 量的 1/4，同时，我省人口密集，土地利用率高，工业生产发达，目前水资 源供需矛盾仍很突出，需要进一步加强节水管理，更好地开发利用水资源。1.1.4 土壤状况江苏土壤种类繁多，根据利用特点，可归纳为水田土壤、旱地土壤、 林地土壤及荒地土壤等四大类。（1）水田土壤。主要分布在灌溉总渠以南。随着淮北地区旱改水的发 展，逐步向北扩大。水田土壤包括黄泥土、淤泥土、青泥土、黄白土

10、及盐 砂土等类型。黄泥土主要分布于太湖平原，淤泥土分布于沿江圩区，青泥 土分布于里下河及太湖洼地，黄白土分布于丘陵区的水稻田，盐砂土分布 于沿海地区水稻田。（2）旱地土壤。主要分布于淮北地区、沿海垦区和通南高砂土地区。 旱地土壤包括黄潮土、砂僵黑土、棕潮土、灰潮土、包浆、 黄僵土及黄刚 土等类型。黄潮土分布于废黄河冲积层。砂僵黑土主要分布于蔷薇河两岸 及邳苍边界洼地，棕潮土分布在骆马湖以北为沂沐河冲积土，灰潮土分布 于沿海垦区，包浆土、黄僵土和黄刚土分布于丘陵旱地。（3）林地土壤。主要有棕壤、淋溶褐土、黄棕及黄壤等。棕壤分布于 徐州东部山区，淋褐土分布于西部山区，黄棕壤分布于宁镇扬山丘区，黄

11、壤土分布于宜溧山区。（4）荒地土壤。主要有沼泽土和滨海盐土。沼泽土分布于湖荡洼地， 滨海盐土主要是海堤内外的重盐土。1.1.5 社会经济及农业生产概况据江苏省统计年鉴（2008底），全省设 13个省辖市， 52个县（市）， 54 个市辖区和 1039个乡镇。2008年底全省总人口 7676.50万人，其中城镇 人口 4168.48万人，乡村人口 3508.02万人。人口密度 748人/km2,是全国 人口密度最高的省份。全省在推进科学发展上取得明显成效,综合实力显著增强。 2008 年实 现地区生产总值 30312.61 亿元,比上年增长 17.72%。人均地区生产总值 39622 元。据 2

12、008年统计,全省粮食总产量 3175.49万吨,实现农业总产值 3590.64 亿元,农村居民纯收入 7357元。农业生产条件改善,水利工程建设进一步 加强,全省农田有效灌溉面积达 5740万亩；新增节水灌溉面积 18.27万亩； 年末全省农业机械总动力3392.0万kW,比上年末增长2.7%。1.2江苏灌区发展概况1.2.1灌区土地利用现状全省总面积10.26万km2,现有耕地7095.72万亩，其中水田面积4424.07 万亩，旱地面积2671.65万亩。全省有效灌溉面积达5740.43万亩，占耕地 面积的80.9%。农作物总播种面积11111万亩，复种指数1.79，其中水稻播 种面积3

13、342.11万亩；三麦播种面积3306.08万亩；经济作物及其它作物播 种面积4462.81万亩。图1-2江苏省灌区有效灌溉面积分布图截至2008年底，江苏省共有大中小型及井灌区 40538个，灌区有效灌 溉面积5707.72万亩。其中大型灌区29个，有效灌溉面积1069.39万亩， 占全省有效灌溉面积的18.7% ;中型灌区175个，有效灌溉面积1275 80 万亩，占全省有效灌溉面积的 22 4%;小型灌区26615个，有效灌溉面积 3287. 79万亩，占全省有效灌溉面积的 57. 6% ;纯井灌区13719个，有效 灌溉面积74. 74万亩，占全省有效灌溉面积的1.3%。如图1-2所示

14、。L大型灌区 厂中型灌区 I小型灌区 口纯井灌区121.1 大型灌区截至2008年底，江苏省被列入国家大型灌区续建配套节水改造规划的30万亩以上大型灌区为29处（全国大型灌区续建配套与节水改造规划报 告（水规计【2001】514号），设计灌溉面积为1326.5万亩，有效灌溉面 积为1069.39万亩。表1 3大型灌区基本情况表序号灌区名称所属县市区设计灌溉面积 （万亩）有效灌溉面积 （万亩）1三层灌区滨海76.234.02小塔山灌区赣榆30.330.33沿运灌区江都30.326.04楚州渠南灌区楚州66.553.45清水坝灌区盱眙39.831.86白屈港灌区江阴35.133.87石梁河灌区赣榆

15、40.635.08竹络坝灌区淮阴31.623.69阜宁渠南灌区阜宁56.246.010堤东灌区东台136.887.811城黄灌区泰兴32.030.612涟东灌区涟水32.431.313涟西灌区涟水30.826.514洪金灌区洪泽金湖35.834.215淳东灌区高淳31.029.316高邮灌区高邮63.258.917如海灌区如皋31.030.518淮涟灌区淮阴30.826.019来龙灌区宿豫49.438.420皂河灌区宿豫34.434.421运南灌区泗阳51.840.022周桥灌区洪泽32.025.923五岸灌区射阳45.021.024船行灌区宿豫32.031.425众程灌区泗阳34.127.3

16、26沐新渠灌区东海47.837.827沐南灌区东海48.045.828柴塘灌区沐阳42.435.029沂北灌区沐阳新沂79.263.4合计1326.51069.39122.2中、小型灌区中型灌区175个，有效灌溉面积1275 80万亩。其中提水灌区127个, 有效灌溉面积847.67万亩；自流灌区48个，有效灌溉面积428.13万亩。 其中我省79个重点中型灌区（530万亩）基本情况如表1-4所示。小型灌区是指灌溉面积不足 1万亩，且以地面水为水源的灌区。目前 江苏省有26615个小型灌区，有效灌溉面积 3287.79万亩，占全省有效灌 溉面积的57.6%，是江苏省灌区中数量最多，灌溉面积最大

17、的灌区。纯井灌区是指以井水为水源的灌区。我省纯井灌区主要分布在淮北地区，尤其是徐州的丰县、沛县以及新沂市，单个灌区的面积一般不大，多 采用节水灌溉模式。中型灌区基本情况表（530万亩）序号灌区名称所在县区取水形式耕地面积（万亩）设计灌溉面积（万亩）有效灌溉 面积（万亩）-一-淮安市168.91157.35135.511蛇家坝灌区清浦区自流10.7108.52顺河洞灌区清浦区自流12.111.59.73临湖灌区淮阴区提水21.042015.934渠北灌区楚州区自流29.529.526.35运西灌区楚州区提水21.7121.7119.46涟中灌区涟水县自流25.7221.218.387淮南圩灌区金

18、湖县自流16.4416.4414.88桥口灌区盱眙县提水11.610.88.39河桥灌区盱眙县提水8.66.25.410姬庄灌区盱眙县提水11.5108.8-二二连云港142.81138.53108.231涟中灌区灌南提水24.4224.4222.72古城站灌区赣榆提水8.17.263安峰山灌区东海提水12.510.754叮当河灌区灌云提水22.122.1175官沟河灌区灌云提水27.227.2226灌北灌区灌南提水18.7518.7513.197淮涟灌区灌南提水11.5510.49.668沂南灌区r灌南提水7.397.394.719柴沂灌区灌南提水553.0310柴塘灌区灌南提水5.85.3

19、74.94三宿迁市173.64152.53124.861嶂山灌区宿豫区提水7.96.54.32柴沂灌区沐阳自流22.5317.6211.873淮西灌区沐阳提水2624.124.14古泊灌区沐阳自流21.118.9614.875新北灌区沐阳自流12.712.712.56沙河灌区沐阳结合35.525.423.677龙河灌区宿城区提水5.554.58新华灌区泗阳提水21.6621.515.059重梅灌区泗洪提水88510蔡圩灌区泗洪提水12.7512.759四盐城市240.13216.86145.481江界河灌区大丰提水43.1829.0719.42滨海结合21.762014南干灌区3陈涛灌区滨海自

20、流23.9923.9920.84张弓灌区滨海提水26.612220.25黄响河响水提水262616.56大寨渠响水提水12.512.587六套干渠响水结合24.624.6138淮北干渠响水结合9.89.84.539渠北灌区阜宁结合11.999.28.710川南灌区大丰提水15.615.66.8511双南干渠响水结合24.124.113.5五扬州市140.38131.51112.591泾河灌区宝应自流13.4113.4192庆丰灌区宝应自流19.7119.7112.653永丰灌区宝应自流28.2920.9618.54塘田灌区仪征结合8.046.55.85汉留灌区高邮提水13.113.112.65

21、6三垛灌区高邮提水11.6311.6311.37向阳河灌区高邮提水16.1816.1814.568司徒灌区高邮提水19.8219.8218.839临城灌区宝应自流10.210.29.3六泰州市38.136.334.21黄桥灌区泰兴提水25.82421.92孤山灌区靖江提水12.312.312.3七徐州市210.46195.44157.981凌城灌区睢宁提水24.7224.7223.22苗城灌区丰县提水14.7514.2123邳城灌区邳州提水2117.116.34冠婴灌区沛县提水10.510.3710.325候阁灌区沛县提水14.514.2113.736邹庄灌区沛县提水10.19.989.987

22、高阿灌区新沂结合1210.57.38棋新灌区新沂结合17.7416.466.359庆安灌区睢宁提水24.152423.210大沙河灌区丰县自流1312.51211运南灌区铜山结合1912.46.612王山站灌区铜山提水292917八南通市56.4251.2247.311焦港灌区如皋提水22.420.617.82红星灌区海安提水9.029.037.563九洋灌区如东提水2522.5921.95九无锡市20.2415.2515.151宝寿河灌区宜兴提水11.117.97.82殷村港灌区宜兴提水9.137.357.35十镇江市54.6349.939.551长山灌区丹徒结合9.586.52北山灌区句容

23、结合16.515.213.53赤山湖灌区句容结合28.6326.719.55全省合计1245.721144.89920.86122 “ 一五”期间重点农田水利工程建设“ 一五”期间（截止2008年底）,全省重点农田水利工程累计投入 省以上资金32.98亿元，完成县乡河道疏浚土方69011万方、村庄河塘疏浚 整治土方60043万方；完成灌区续建配套及节水改造工程 56处；解决了农 村309万人的饮水不安全问题。2立项背景农业是江苏省第一用水大户， 其用水量占全省总用水量的 60%左右，农 业节水是建设节水型社会的首要内容。 农业用水中，97以上用于农田灌溉， 灌溉用水量是水资源规划与水利工程建设

24、必须考虑的主要因素。 在作物布局 确定的基础上，灌溉用水量主要取决于灌溉水利用系数( Irrigation Water Utilization Efficiency ，IWUE )，IWUE 是灌区规划、设计和水资源调配的 最基础数据之一。无论大型水利工程规模的确定，区域水资源的配置，乃至 一般灌溉工程的规划设计，无不需要 IWUE 作为基础资料，因此，准确测 定 IWUE 具有非常重要的现实意义和农村水利研究价值。IWUE 是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与渠首引进的总水 量的比值。 它反映全灌区渠系输水和田间用水状况， 是衡量从水源取水到田 间作物吸收利用过程中灌溉水利用效率的一个重

25、要指标， 能综合反映灌区灌 溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平。2.1 研究目的及意义2.1.1 IWUE 是国民经济和社会发展的重要指标之一中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要 将资源 利用效率显著提高作为经济社会发展的主要目标之一， 明确要求到“十一五” 期末全国农业灌溉用水有效利用系数提高到 0.5(预期性指标)。全国水利 发展“十一五”规划明确将节水灌溉作为 “十一五 ”水利发展的主要目标，确 定到 2010 年全国农业灌溉用水有效利用系数提高到 0.50左右。为适应“十一五” 期间乃至今后节水灌溉快速发展的新形势和节约型社 会建设的要求，科学评价“十一五”农业灌溉

26、用水效率与灌溉节水潜力，开 展 IWUE 测算分析具有十分重大的意义。2.1.2 开展 IWUE 测算分析是完成水利部工作任务的需要2006年 12月，水利部下发了关于开展“十一五”全国农业灌溉水利 用系数测算分析工作的通知 （水农【2006】617号），全面部署开展全国 “十 一五”农业灌溉水利用系数测算工作， 旨在摸清全国农业灌溉用水有效利用 系数现状并跟踪测算分析“十一五”期间变化情况，深入分析灌溉用水有效 利用系数的影响因素及其程度， 研究全国及分区灌溉的节水潜力， 提出对策 措施，为科学制订水利发展“十二五”规划提供基础依据。水利部明确要求此项工作历时 5 年，分两步完成。第一步，

27、2006 年 6 12 月，完成省级现状农业灌溉水利用系数分析成果报告；第二步，2007年 1月2010年 12月，跟踪分析 2007 2010年各年度 IWUE 变化情况并 最终完成省级 IWUE 测算成果报告。2.1.3 开展 IWUE 测算分析是新形势下江苏农村水利发展的要求我省农村水利基本建设一直在全国处于领先地位。自 1999 年以来我省 各级水利部门在党委、政府的正确领导下，广泛发动和组织群众，进行了大 规模的灌区改造和节水灌溉技术推广， 灌水方法有所改进， 渠系防渗率逐年 提高， 节水灌溉面积和作物的种植结构也有了明显变化， 农业灌溉水利用系 数已随之有了显著提高。原来零星测试的

28、 IWUE 成果已经不能满足当前灌 排工程和水资源规划的的需要， 迫切需要通过试验和实测提供科学数据。 因 此，开展农业灌溉水利用系数测算分析研究工作是十分必要的。2.1.4 IWUE 是我省农村水利建设绩效评估的重要指标我省农村水利建设近几年虽然取得了很大的成效， 但离全省发展需求、 确保粮食安全、发展现代农业、建设社会主义新农村还有一定的差距。据 统计，截止 2008 年底，全省节水灌溉工程控制面积 2135 万亩，仅占有效 灌溉面积的 37%；全省农村小型泵站 7.4 万余座，完好率不足 30%。因此 开展 IWUE 测算分析研究对于评价我省农村水利建设水平，科学评估我省 农业节水潜力，

29、准确指导各地今后农村水利建设方向具有十分重要的意义。2.2 IWUE 国内外研究现状2.2.1 IWUE 的影响因素IWUE 是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与渠首引进的总水量的比值（节水灌溉工程技术规范GB-50363）。传统的IWUE测定方法 是采用渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积确定。渠系水利用系数是指末级固定渠道输出流量（水量）之和与干渠首引 入流量（水量）的比值，也为各级固定渠道水利用系数的乘积。渠道输水 工程中的损失包括渠道渗漏损失、蒸发损失。渗漏损失与渠道长度、渠道 土壤及防渗形式、建筑物配套以及渠道调度有关。对于江苏省而言，配套 建筑物不足和老化导致的渠道、建筑物漏水

30、以及渠道水量调度不当导致的 渠道滞留水量渗漏，是渠系水利用系数不高的主要原因。田间水利用系数是指灌入田间被作物利用的水量与末级固定渠道放出 水量的比值。其主要受灌水技术影响，灌水技术包括工程技术和非工程技 术。工程技术对田间水利用系数的影响，主要是减少从农渠（或井）到作 物根部土壤之间输水过程中的渗漏损失，如井灌区管道输水技术、喷灌、 滴灌、膜上灌及波涌灌等新的灌溉技术。非工程技术是以减少根系深层渗 漏、棵间蒸发和无效蒸腾为目的的技术技术，包括各种农艺节水技术和管 理节水技术，如节水抗旱品种、覆盖保墒、非充分灌溉制度等。对于江苏 省而言，水稻灌溉是农业灌溉用水的主要消耗者，水稻节水灌溉是减少灌

31、 水定额，提高田间水利用系数的主要手段。而节水灌溉技术的推广，与管 理水平、水资源亏缺程度和水费征收有关。222 IWUE的研究现状IWUE测定一般包括两部分，一是田间水利用系数，二是渠系水利用 系数，IWUE是二者的乘积，这是国内外常用的计算方法。即二渠系渠系二干 支 斗 农式中：水、渠系、田分别表示IWUE、渠系水利用系数、田间水利用系数；干、支、斗、农分别表示干、支、斗、农渠的渠道水利用系数。渠系等于末级固定渠道放出的总水量与干渠渠首引进水量之比，反映了输配水工 程的质量，也反映了水源及渠系管理水平。上述方法提出于上世纪五、六十年代，研究分析的重点在测定渠系水 利用系数和田间水利用系数的

32、方法、计算公式修正等方面。特别是测定和 评价渠系水利用系数是研究确定 IWUE 的主要难点。不少学者对渠道越级 输水、并联渠系输水等情况下渠系水利用系数的计算分析与修正进行了研 究探讨。国内大部分文献资料认为，我国 IWUE 总体在 0.45 左右，其中渠 系水利用系数 0.5 左右，田间水利用系数 0.9 左右，而发达国家，如美国和 以色列等国家和地区， IWUE 一般在 0.7-0.8 之间。与其相比，我国 IWUE 明显偏低，尚有较大节水潜力。2.2.2.1 传统测算方法分析传统 IWUE 的测算是通过实测，获得不同级别典型渠道的渠道水利用 系数，加权平均得到灌区干、支、斗、农各级渠道的

33、渠系水利用系数，进 而得到渠系水利用系数；测量典型田块的田间水利用系数，采用系数连乘 的方法得出 IWUE 。该方法的优点是概念明确，还可以根据各级渠道的输 水效率，判断各级渠道用水情况，反映灌溉工程质量及灌溉用水管理水平， 确定节水潜力所在，可据此确定节水措施。但是该方法存在如下问题：1、测定工作量大一个灌区的固定渠道一般都有干、支、斗、农 4 级，大型灌区级数更 多，而每一个级别的渠道又有多条，特别是斗、农渠数量更多，计算某级 渠道的加权平均渠道水利用系数时，测定工作量很大。灌溉地块自然条件 和田间工程情况也存在差异，要取得较准确的田间水利用系数，需要选择 众多的典型渠道和田块进行测定，测

34、定工作量都很大。以目前的人力和设 备、资金水平，显然难以大规模实现。目前采用上述方法得出的 IWUE 差 异极大，有的灌区仅有 0.2，而有的高达 0.78，很多数据存在明显的错误。 在这种模糊的数字指导下，显然难以正确地制定各地区的水资源发展规划， 也无法对灌溉用水的节水潜力做出合理的评估，难以有针对性地指导节水 灌溉的发展。2、测试条件要求严格渠道水利用系数是渠系水利用系数测定的基础，一般采用动水法或静 水法测定。对于大型渠道，尤其是纵坡较大的渠道，只能采用动水法。即 通过某段渠道上下流量的差值进行计算。采用动水测试法，渠道要有较长 时间的稳定流量，测渠段中间无支流。目前一般采用流速仪或进

35、水建筑物 测定，若渠道断面不规整或者建筑物参数取值不当，流量测试精度会受较 大影响。实际运行中，由于量水建筑物配置不足，国内目前很多地方采用 进水建筑物量水，然后根据下级渠道进水流量之和来确定渠道水利用系数， 误差更大。3、对测试手段和技术人员要求高大多数灌区很少进行 IWUE 的测算，测流设备较少，掌握测流技术的 人员也较少。对于灌区来讲，进行一次全面的 IWUE 测量，需要对灌区的 多条干、支、斗、农渠渠道水利用系数进行测试测定，主要依靠基层技术 人员进行，需要消耗大量的设备和劳动力。尤其在存在越级取水时，需要 大量的现场调查和复杂的计算过程才能保证 IWUE 的合理性，这对于许多灌区是难

36、以达到的，其所获得数据的可靠性也有待提高4、理论上不够完善一般认为， IWUE 是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与水源 地灌溉取水总量的比值。实际测定过程中，计算某次灌溉水中被作物利用 的比例并不现实，一般采用该次灌溉后一定时段内（如 24h）储存于计划湿 润层中的水量作为有效水量。实际上，由于灌溉效果具有一定滞后效应， 某次超量灌溉造成的水量渗漏，虽然排出了计划湿润层，但仍可为后继生 育阶段所利用。以某一次灌水计算田间水利用效率理论上并不完善。通过 扩大测定时段，将测试时段扩大到整个生育期甚至更长，可以有效消除灌 溉的后效性，增加 IWUE 的可信度。崔远来等人认为，传统的 IWUE

37、测定忽视了回归水的重复利用，将供 水系统的出流全部视为损失，容易得出虚假的 IWUE 。如沈荣开等人的研 究表明，内蒙古河套灌区干、支、斗、农渠道全部防渗后，渠系水利用系 数可由 0.42提高到 0.70，灌溉水利用系数由 0.35 提高到 0.60，但去掉渠道 水面蒸发、尾水排泄、渠旁侧渗潜水蒸发后，补给地下水量甚微。而在局 部实行衬砌后， 地下水的重复利用率可增加 26.4%，灌溉水利用效率提高到 72.4%，灌溉水利用效率比全面推行渠道衬砌后提高了 12.4%。上述事例表 明了现有测试理论的不完善性。近年来，一些研究院所开始研究灌溉水利用系数的宏观测算分析方法 以及灌溉水利用效率评价的宏

38、观方法，中国灌溉排水发展中心提出的首尾 测算分析法， IWUE 定义为田间实际净灌溉用水量与毛灌溉用水量的比值，并强调以年为周期进行计算。其中毛灌溉用水量是指灌区从水源地实际取 水的测算统计值，不能忽视从灌区其他水源（塘坝或其他水库）的取水值。 另外，国内一些学者已经开始认识到灌溉水利用系数内涵的局限，也提出 了一些考虑回归水利用的指标。如蔡守华等综合分析了现有指标体系的缺 陷，提出用“效率”来代替“系数” ，并在渠道水利用效率、渠系水利用效 率、田间水利用效率之外增加了一个作物水利用效率。陈伟等认识到用现 有灌溉水利用系数等指标计算节水量的局限性，指出计算灌溉节水量时应 扣除区域内损失后可重

39、复利用水量，并提出了考虑回归水重复利用的节水 灌溉水资源利用系数的概念。但并没有明确计算中涉及的参数如渠系渗漏 水转化为地下水百分比、地下水开发利用率、扣除蒸发损失的系数等等如 何确定，在实际中难以操作。222.2 江苏IWUE研究现状分析江苏省共有大中小型及纯井灌区 40538 个，是本省粮油棉生产的主要 来源。灌溉用水，除少量城区绿化用水外，绝大部分是灌区灌溉用水，灌 区 IWUE 的高低，基本代表了江苏省灌溉用水技术与管理的总体水平。上世纪八十年代，结合防渗渠道建设，江苏省曾经在苏北一些灌区进 行过渠道水利用系数的测试，并采用传统方法，对灌区的 IWUE 进行了测 算。但基础数据主要由基

40、层技术人员测试，测算工作量大，测试口径不统 一，加上影响因素及机理不清等诸多问题，使数据可信度和可比较性降低。 如有的灌区高达 0.78 以上，而有的竟然低至 0.24，难以用于规划设计和宏 观决策。田间水利用系数是一个较难测定的参数。一般认为，采用计算出的净 灌溉定额，除以进入农田的实际灌水量即为田间水利用系数。但在实际测 定中，由于江苏省地下水为普遍较浅，如在淮河以南地区，地下水埋深一 般不足2m,对旱作物根系层的补给量远超过灌溉用水量，以现有的技术， 估算误差很大。至于采用彭曼公式计算作物需水量，采用水量平衡法计算 灌溉定额的误差更大,而且失去了实际测试的意义。对于水稻而言,由于 江苏省

41、大面积推广节水灌溉技术,干湿交替灌溉、控制灌溉被广泛应用, 水稻灌溉在一定时段内具有旱作物的特征。而且进入稻田的灌溉水,即使 超出设计灌溉定额,除了增加部分渗漏损失外,多出的部分仍然可作为需 水量的组成部分,且一般不会对水稻产量产生不利影响,因此按照某次灌 水确定田间水利用系数的方法不够合理。江苏省目前对田间水利用系数的 测定较少,一般限于旱作物某次或某几次灌溉的田间水利用系数测定,以 此作为标准计算 IWUE 的依据,目前多取 0.9-0.95,而水稻田间水利用系数 的研究成果很少。水稻是江苏省主要的耗水作物,对全省 IWUE 的影响很 大。另外,江苏省在计算 IWUE 时,未列入自流灌区中

42、尾部利用回归水灌 溉的面积,实际上忽略了灌溉回归水的再利用,计算出的数值可能偏小。 因此,目前得出的 IWUE 不够合理。3、技术路线3.1 总体思路选择不同规模（大、中、小、纯井灌区） 、不同取水类型（提水、自流 引水）、不同工程状况和管理水平的典型代表灌区作为样点灌区，通过调查 观测、计算分析，得出样点灌区 IWUE 。以样点 IWUE 测算成果为基础， 采用点与面相结合，调查统计与观测分析相结合，按不同分类灌区灌溉用 水量进行加权平均，推算我省 IWUE 均值。具体技术路径如图 31、图 3 2 所示：图 3 1技术路径流程图一64推算全省灌溉水利用系数推算四种类型灌区灌溉水利用系数测定

43、样点灌区的灌溉水利用系数确定典型样点灌区灌区基本情况调查技术路径流程图二图3-23.2样点灌区选择江苏省灌区数量超过4万个，数量巨大。IWUE测定人力、财力耗费巨大，难以也无需对所有灌区全面展开测定。本次测定主要采用抽样法进行，抽样法的核心是样本特征能代表总体特征。本次样点灌区的选择原则 主要考虑代表性及测量条件两个方面：一、保证所选择的样本具有代表性 。即样本的特征能够反映总体特征， 这是开展IWUE量测的必备条件。对于样点的代表性，根据 IWUE的影响因 素分析，本次样点灌区的选择主要考虑以下因素：1、灌区所在区域的代表性区域代表性主要影响灌区降雨量、土壤类型等自然因素，进而影响作 物的种

44、植比例、灌水习惯。另外，江苏省经济水平呈现明显的南北地域特 征差异，从苏南向苏中和苏北经济发展水平逐渐下降，农田水利工程建设 水平也相应存在差异。在样点灌区选择时，将全省分为苏南、苏中和苏北 三个大区，在各区内分别选点，保证地域上的代表性。2、灌区面积的代表性IWUE 具有明显的尺度效应，灌区面积影响分析尺度，而且从实际管 理来看，灌区面积影响到灌区管理组织的完善程度，在一定长度上反映了 管理水平的高低。本次测试按照大、中、小灌区进行了分类。各规模等级 内，均取一定数量的灌区作为样本。3、灌溉水源的代表性灌溉水源的差异影响取水的难易程度和农民灌水习惯。对于自流取水 灌区，由于目前尚未实施按量计

45、费，灌水定额和灌溉定额普遍偏高，对节 水灌溉的投入 相对较少， IWUE 一般偏低。相反，对于提水灌区，由于成 本较高，衬砌和其他节水灌溉的投入较大， IWUE 较高。因此，在按照面 积分类的基础上，本次测试按照自流灌区、提水灌区和纯井灌区进行了分 类。4、灌区管理水平的代表性 在评价灌区管理水平时，本次研究主要考虑了以下因素：（1）硬件的建设水平。包括渠道防渗率、渠系建筑物配套率、节水灌 溉工程覆盖面积率。（2）组织管理机构。包括灌区管理人员的配备、技术人员数量、规章 制度、基层用水协会组织数量等。（3）节水灌溉技术推广状况。水稻为主的灌区，主要是水稻节水灌溉 模式、节水模式推广面积及其比例

46、；旱作物为主的灌区，考虑田间节水灌 溉模式，沟、畦规格和灌水习惯（主要考察灌水定额） 。（4）管理水平。按照好、中、差进行评估，每个档次均抽取一定数量 的灌区进行测试，保证样本的均匀分布。二、量测条件IWUE 测算需要消耗大量人力，而且组织协调任务繁重，单独依靠科 研院所的力量是难以完成的，必须联合灌区管理单位、灌溉试验站和水利 站的技术力量。1、IWUE 测试具有较强的技术性，参研人员必须是长期从事农水科学 研究、灌区管理工作的专业人员，这样才能确保完成相关指标和参数的测 试。2、灌溉试验站需具备一定的试验场地和试验设施3、样点灌区的基础设施建设需满足测量要求。 流速和流量的准确测定， 需要

47、封闭的沟渠、一定数量的控制建筑物或具备适于安装量水设施的条件。3.3 样点灌区的数量与分布3.3.1 测试单位组织与分布根据样点灌区的代表性和组织管理要求，在组织管理方面，考虑地域 要求，课题组从苏南、苏中和苏北三大分区中共选择 8 个综合实力较强的 农田水利试验站（所）参与测试。其中在苏南地区布置了昆山、常熟 2 个 站，在苏中地区布置了如皋、东台、宝应 3 个站，在苏北地区布置了徐州、 射阳、涟水 3 个站，进行课题协作研究。上述 8 个水利科研站（所）早在上世纪 60 70年代就已建站，长期从 事农田水利灌溉和排水的试验研究，皆承担过水利部和省重大农水科研课 题，具有较强的灌溉试验技术力

48、量和灌溉试验设施条件。 8 个水利科研所站 共有 94 人，其中拥有水利、农业工程师以上的技术职称有 43 人。3.3.2 样点灌区的数量与分布江苏省灌区数量众多，类型丰富，样点灌区的选择主要根据江苏省气 候、土壤、作物和管理水平，分别在苏南、苏中和苏北地区选择典型样点 灌区。所选择的灌区必须有独立的灌排系统，对于灌排结合的渠道，应有 渠道引水量资料以及其下级渠道在该渠道放水及非放水期间的提（引）水量资料按不同的灌溉规模，将灌区分为大型（30万亩以上）、中型（1-30万 亩）、小型（1万亩以下）和纯井灌区四种类型。研究采用逐年推进的方法 进行。其中2006年及2007年分别选取了 88个灌区进

49、行测算。2008年，根 据前2年经验总结，认为大、中型灌区的建筑物配套较好，便于测试，而 且组织机构和人员较为完备，因此 2008年测试工作增加了大中型灌区的数 量。共选取了 29个大型灌区、19个中型灌区、56个小型灌区、11个纯井 灌区，共115个灌区作为样点灌区，开展IWUE测试测算分析工作。各年 度灌区基本信息详见表3 3表3 5。表3-3江苏省样点灌区分布表（2006）序号市别灌区类型数量灌区名称一一一南京市11小型灌区1马塘山灌区二无锡市61小型灌区6龙延灌区、前洲石幢灌区、青阳桐岐灌区、 严家桥灌区、大新灌区、于桥南灌区三三徐州市121小型灌区6沙庄灌区、擂鼓山灌区、双楼灌区、郭

50、林灌 区、张集镇水口灌区、张集镇杨洼灌区2纯井灌区6王沟乡田楼村灌区、沛县河口村灌区、沛县 毛寨村灌区、港上镇王李庄喷灌区、睢宁梁 集村灌区、睢宁高作村灌区四常州市31中型灌区2沙河水库灌区、大溪水库灌区2小型灌区1新浮水库灌区五苏州市71小型灌区7古里镇陈宅灌区、新港新闸村城外灌区、尚湖 常兴村南庄西片、严林灌区、松陵节水示范区、 庆安丰产方灌区、鹿北丰产方灌区六南通市41大型灌区1如海灌区2小型灌区3兴东镇土山南村灌区、骑岸镇圣桥村灌区、四 安镇温桥村灌区七连云港111小型灌区6中寨站灌区、南辰站灌区、张谷灌区、讲习水库灌区、北涧水库灌区、大岭一级灌区2纯井灌区5新王村灌区、石寨村灌区、五联村灌区、小埠 子灌区、桃北村灌区八淮安市91大型灌区3洪金灌区、周桥灌区、淮涟灌区2中型灌区6涟水涟中灌区、蛇家坝灌区、东灌区、河桥灌 区、运西灌区、渠北灌区九盐城市21大型灌区1五岸灌区2小型灌区1大寨圩灌区十扬州市111中型灌区6仪征嵇山灌区、泾河灌区、临城灌区、永丰灌 区、庆丰灌区、沿运灌区2纯井灌区5蔡湖关塘组灌区、金营村孔庄组灌区、蔡湖村 新庄组灌区、蔡湖村农科组灌区、农科组灌区十一镇江