广西《农田灌溉水利用系数测算规程》编制说明

附件2广西地方标准《农田灌溉水利用系数测算规程》（征求意见稿）编制说明一、项目来源根据自治区市场监督管理局《关于下达2020年第二批广西地方标准制定项目计划的通知》（桂市监函〔2020〕1832号）文件精神，由广西壮族自治区水利厅提出，广西壮族自治区水利科学研究院起草的广西地方标准《农田灌溉水利用系数测算规程》（项目编号2020-02041）。二、项目背景及目的意义广西是农业大省，农业灌溉水量占用水总量的60%以上，灌溉是农业生产发展不可替代的基础条件，是保障粮食安全的重要支撑。农业用水量大但用水效率不高，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，保障农业用水安全。我们用灌溉水有效利用系数指标来表示灌溉用水的效率，灌溉水有效利用系数是指灌入田间被作物利用的水量(净灌溉水量)与灌区从水源取用的灌溉总水量(毛灌溉水量)的比值，是衡量从水源取水到田间作物利用过程中灌溉水利用程度的一个重要指标，能综合反映灌区自然条件、工程设施状况、用水管理水平、灌溉技术水平等。2011年中央一号文件明确提出，实行最严格水资源管理制度，建立用水总量控制、用水效率控制和水功能区限制纳污“三项制度”；2012年，《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》（国发〔2012〕3号）明确要求，确立用水效率红线，到2030年，农田灌溉水有效利用系数提高到0.60以上，国家节水行动方案提到广西2022年灌溉水有效利用系数达到0.522。2012年，灌溉水有效利用系数被列入国家实行最严格水资源管理制度考核中用水效率考核的重要指标，开展灌溉水有效利用系数测算工作，摸清灌溉水有效利用系数现状及其变化情况，对于提高灌溉水的利用效率和利用效益，发展节水灌溉和建设节水型社会，实施国家节水行动方案，具有及其重要的意义。（1）为评价节水建设成效和制定发展规划提供决策依据。灌溉水有效利用系数作为评价灌区灌溉水利用效率的重要指标，是灌区水利工程建设及用水管理的基本参数，用来指导灌区发展节水灌溉和实施节水改造，是评价农田水利建设成效的重要指标，在农业节水工作中具有非常重要作用；因此，通过每年跟踪测算指标值及其变化规律，为区域水资源合理配置和制定节水灌溉发展宏观决策提供依据。（2）提高用水效率，解决水资源紧缺的需要。广西水资源总量丰富，但存在水资源供需矛盾突出、利用方式粗放、利用效率低下等问题，而农业灌溉用水量约占广西总用水量的60%以上，是最主要的用水大户，但灌溉水利用效率远低于全国平均水平，可以说，农田灌溉水的利用效率决定着整个国民经济发展的用水效率。在实施最严格水资源管理制度政策背景下，要实行总量控制、发展社会经济，必须提高灌溉水有效利用系数，这是广西建设节水型社会、缓解水资源供需矛盾和保障粮食生产安全的有效途径。（3）测算方法标准化。广西从2006年开始开展灌溉水有效利用系数测算工作，在长期的探索、推进和应用过程中，积累了丰富的测算经验，测算水平不断提高，组织能力逐年增强，逐步形成一套符合广西实际情况的测算方法，通过对多年测算经验进行归纳总结，形成一套测算标准，巩固测算成果，用于指导灌区及各级水行政主管部门开展灌溉水有效利用系数测算工作。（4）测算成果精准化。随着农业水价综合改革实施、用水量统计调查制度列入统计法，国家对灌区灌溉用水量数据精准化越来越重视；灌区灌溉水量、亩均灌溉水量等参数的测定是制定编制水资源公报、下达年度用水计划、加强灌区用水管理及分配的重要依据，农业用水过程复杂，灌溉水量测定方法多样，基层人员技术力量薄弱、技术水平不高，需要通过规范的测算方法获取精准、可靠的数据，为水资源管理和水量分配提供科学依据。(5)测算过程管理制度化。为保证测算过程规范、观测数据真实可靠、测算成果科学合理，需要对整个测算流程进行过程管理和质量控制，从组织管理、过程指导和监督、成果质量控制等方面操作进行规定，形成测算制度。综上所述，为进一步推进灌溉水有效利用系数测算的标准化，规范测算方法、过程管理、成果控制，保证测算成果的可靠性、科学性、合理性、实用性。以标准为抓手，统一规范灌区和区域的灌溉水量、灌溉水有效利用系数的测算方法，规范测算过程管理，为农业灌溉用水节约和管理，指导节水灌溉和评价水利建设成效、为区域水资源合理配置和制定节水灌溉发展宏观决策提供依据。三、项目编制过程（一）成立标准编制工作组广西地方标准《农田灌溉水利用系数测算规程》项目任务下达后，广西水利科学研究院成立了标准编制工作组，制定了标准编写方案，明确任务职责，确定工作技术路线，开展标准编制工作，具体标准编制工作由广西水利科学研究院相关人员配合。组成的标准编制工作组，下设三个组，分别是资料收集组、草案编写组、标准实施组。资料收集组负责国内外相关文献资料的查询、收集和整理工作，查阅国内外学者、科研机构对灌溉水有效利用系数测算的研究情况和研究进展。草案编写组负责起草标准征求意见稿和标准编制说明，包括后期召开征求意见会、网上征求意见，以及标准的修改和完善。标准实施组负责《农田灌溉水利用系数测算规程》地方标准在本单位的标准实施，并对实施情况进行总结分析，不断对地方标准提出修正意见。（二）收集整理文献资料标准编制工作组收集了国内有关灌溉水有效利用系数测算的相关技术文献资料。主要有：GB/T21303灌溉渠道系统量水规范GB/T28714取水计量技术导则GB/T50288灌溉与排水工程设计规范GB/T50363节水灌溉工程技术规范GB/T50600渠道防渗衬砌工程技术标准SL56农村水利技术术语SL13灌溉试验规范SL/Z364土壤墒情监测规范SL/Z699灌溉水利用率测定技术导则SLB2018广西农田水利工程标识牌暂行规定（三）研讨确定标准主体内容2020年4月，根据《关于征集2020年广西地方标准制修订项目的通知》（桂市监函〔2020〕633号）文件精神，本单位迅速组织开展了广西地方标准《农田灌溉水利用系数测算规程》项目申报和研制工作。2020年4月—6月，标准编制工作组收集和整理相关资料，召开了标准编制会议，对标准的整体框架结构进行了研究，并对标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究，标准的主体内容确定为灌溉水有效利用系数的测算方法、测算管理，规定灌区灌溉水有效利用系数测算方法、水量计量、毛灌溉水量测算、净灌溉水量测算、区域灌溉用水量测算、区域灌溉水有效利用系数测算管理的操作指示，描述灌溉水有效利用系数测算管理的方法。（四）调研及形成征求意见稿2020年7月—9月，标准编制工作组结合实地调研和国内外文献资料查阅，对灌溉水有效利用系数测算的现有研究成果进行系统总结，结合广西水利科学研究院多年在灌溉水有效利用系数测算中的实际经验，形成了标准的基本构架和内容，并对主要内容进行了讨论，对项目的工作进行了部署和安排。同时申报立项，并在9月30号根据《关于下达2020年第二批广西地方标准制定项目计划的通知》（桂市监函〔2020〕1832号）文件精神，批准立项。2020年10月—12月，在前期工作基础上，按照简化、统一等原则初步编制完成广西地方标准《农田灌溉水利用系数测算规程》（初稿）。2021年1月—9月，标准起草工作组再次到灌溉水利用系数测算代表市县调研，并征求有关工作人员、行业专家等各方的意见及合理要求，通过收集反馈的大量意见，标准编制工作组多次召开标准研制会议，对标准征求意见稿初稿进行了反复修改和研究讨论。形成了广西地方标准《农田灌溉水利用系数测算规程》（征求意见稿）和（征求意见稿）编制说明。四、标准制定原则1、实用性原则本文件中有关灌溉水有效利用系数测算内容及要求的规定，是在充分收集相关资料和文献，总结分析区内多年灌溉水利用系数测算经验成果，调研区内灌溉水有效利用系数测算实际情况的基础上，进行制定。符合当前区内灌溉水有效利用系数测算实际情况和需要，具有较强的实用性和可操作性。2、协调性原则本在标准编写过程中注意了与灌溉水有效利用系数测算相关法律法规、标准的协调问题，在内容上与现行法律法规、标准协调一致。3、规范性原则本文件严格按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求和规定编写本文件的内容，保证标准的编写质量。4、前瞻性原则本文件在兼顾当前区内灌溉水有效利用系数测算的现实情况的同时，还考虑到了灌溉水有效利用系数测算发展的趋势和需要，在标准中体现了灌溉水有效利用系数测算要求中个别特色性、前瞻性和先进性条款，作为对行业发展的引导。五、标准主要章节内容及确定依据广西地方标准《农田灌溉水利用系数测算规程》主要章节内容包括：规定了农田灌溉水有效利用系数的测算方法和测算管理的程序，规定了灌区灌溉水有效利用系数测算方法、水量计量、毛灌溉水量测算、净灌溉水量测算、区域灌溉水量测算、区域灌溉水有效利用系数测算的操作指示，描述了灌溉水有效利用系数测算管理的方法。（一）灌区灌溉水有效利用系数测算方法1.主要方法介绍灌区灌溉用水有效利用系数测算方法一般有两种：一种是系数连乘法，即用各级渠道水有效利用系数和田间水有效利用系数的乘积来表示，能够反映各级渠道输水利用效率状况。系数连乘法对于渠系简单、各级渠道测流条件较好、灌区灌溉面积统计不够准确或年际变化较大不易统计的灌区有较大测量优势，也适用于临时测定灌区灌溉水有效利用系数。但由于系数连乘法存在测定工作量大、测试条件要求严格、测试技术人员需求大、复杂渠系典型渠道测量结果代表性差等问题，在需要开展灌区灌溉水有效利用系数连续监测或大范围用于田间测试时不具有优势。另一种是首尾测算法，首尾测算法是根据灌溉水有效利用系数的定义提出的，是指直接测量统计灌区从水源取水用于灌溉的毛灌溉用水总量，通过典型田块亩均净灌溉水量测算得到田间实际净灌溉用水总量，田间实际净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值即为灌溉水有效利用系数，不必测定灌区输水、配水过程中的损失，从而求得灌溉水有效利用系数，与系数连乘法相比，可大大减少测定工作量。自2006年开始，国家水利部部署开展全国灌溉水有效利用系数测算分析工作，采用首尾测算法，跟踪分析评价全国及各省灌溉用水效率变化情况。按照水利部工作要求，广西利用首尾测算法持续10多年在全区范围内，选取75个县300多个样点灌区开展了灌溉水有效利用系数测算分析工作。通过在样点灌区布设水源取水、典型田块灌水监测点，委托观测人员按照规定方法观测、记录，获取水源毛灌溉水量、田间净灌溉水量，并计算灌溉水有效利用系数。多年测算工作成果表明，首尾测算法相对简单、容易操作，多年测算已形成以水行政主管部门为组织领导，技术支撑单位提供技术指导，灌区管理人员、村委村干或村民具体实施观测的上下联动工作机制，有统一的测算方法、有专业的测算队伍、有严格的考核机制，保障测算工作的顺利开展和测算成果质量。首尾测算法对于水源多、渠系复杂的灌区灌溉水有效利用系数测算，以及需要连续监测和全区范围内统一开展测算工作具有较大的优势。2、标准内容本标准中灌区灌溉水有效利用系数测算方法规定了首尾测算法、系数连乘法以及渠系水有效利用系数、渠道水有效利用系数和田间水有效利用系数的测算方法，规定了选择系数连乘法、首尾测算法测算灌区灌溉水有效利用系数的条件。（二）水量计量1.主要方法介绍（1）水源毛灌溉水量计量。量水设备是获取灌溉水量的重要途径，《灌溉渠道系统量水规范》（GBT21303-2017）规定了各种类型量水方法和适用条件，多年灌溉水有效利用系数测算工作中主要做法是，各样点灌区根据水源现状和经济条件，选择适合的量水设施，力求造价合理、便于观测和维护、观测精度高。目前，开展测算工作的样点灌区水源量测设施类型有自动水位流量计、水位尺、流速仪、量水堰等，测算方法有标准断面量水法、流速仪量水法、仪表量水法、量水堰槽量水法等。其中，标准断面量水法是常用方法，通过在渠道标准断面处安装水位尺，利用流速仪率定水位流量关系曲线，委托观测人员定期记录水位，查询对应的流量并计算灌溉水量，该方法一次性投入成本低，基本满足精度要求，主要用在自动量测设备缺乏的样点灌区水源，在灌区水源位置偏远、观测人员日常观测无法保证时，可安装图像采集识别流量水位计、简易式压力式水位计自动采集水位，造价低廉，适合大面积推广使用。自动水位流量计主要是国家水资源监控站点安装的量水设备，可通过水资源信息管理平台直接读取水源取水量数据，测定精度高，获取数据方便，仅用于已安装国控站点设备的样点灌区。管道输水主要使用水表、流量计等仪表量水。流速仪量水法一般用于率定水位流量曲线或者用于直接测定渠道流速；量水堰、量水槽一般用在小型灌区渠道。（2）田间净灌溉水量计量。根据作物种类选取合适的量水设备，播种面积10%以上的主要作物有水稻、蔬菜、甘蔗、玉米等作物，此外还有柑橘、火龙果、芒果等果树作物。有水层饱和灌溉的水稻及蔬菜田间净灌水量测定一般采用水深观测法，无水层非饱和灌溉的水稻和蔬菜、甘蔗、玉米、果树等田间净灌水量测定一般采用土壤含水率测定法、仪表计量法。水稻作物在泡田期、干旱期、晒田期的非饱和土壤入渗灌溉水量推荐使用测桶水深观测法测定。喷灌、滴灌作物田间净灌溉水量测定可采用土壤含水率测定法、仪表计量法、体积法等方法。2、标准内容本标准规定了灌区水源渠道、管道主要量水方法及适用条件，规定了小型渠道、土渠量水方法及注意事项，规定了田间灌溉水量主要量水方法及适用条件，规定了渠道、管道、田间计量点安装位置。（三）毛灌溉水量测算1.主要方法介绍毛灌溉水量测定是灌溉水有效利用系数测算的关键内容之一。灌区毛灌溉水量应测定全年从水源取水用于灌溉的水量，不包括灌区弃水量、退水量及其输水损失量，不包括工业、生活、生态、渔业、畜牧等非灌溉用水户供水量及其输水损失量。对多水源灌区，毛灌溉水量应包括从全部水源取用的用于灌溉的水量。广西属南方地区河网复杂、灌区水源数量多，取水及弃水点多，测定毛灌溉水量工作量非常大。因此，在灌溉水有效利用系数测算过程中，需要注意解决几个问题：一是当灌区水源众多（尤其大型灌区）无法测定所有水源灌溉水量时，可选择在占灌区取水量70％以上的主要水源取水口安装计量设备，测定主水源取水量并扣除所有非灌溉水量、弃退水量，通过主水源单位面积毛灌溉水量和灌区实际灌溉面积推算整个灌区毛灌溉水量。二是当灌区弃水、退水口分布点多面广无法集中计量时，可在灌区内选择水源相对独立、无弃水或弃水易统计的部分灌片，测定灌片水源取水量并扣除弃退水等非灌溉水量，测算该独立水源灌片的亩均毛灌溉水量，在此基础推算整个灌区毛灌溉水量；对于灌区弃水、退水有集中排放口的灌区要安装计量设备测定弃退水量。三是当灌区渠系纳蓄当地降雨产生的地表径流时，则应进行降水径流分析，将进入渠系并用于灌溉的水量计入年毛灌溉水量中。四是灌区内辅助水源串联的，如塘（堰）坝水源由灌区渠系补给，当年又从塘（堰）坝放出用于灌溉，此时塘（堰）坝供水量不应计入毛灌溉水量。五是对于土地属性没有改变临时种植果林的耕地，在灌区灌溉用水量相对较小不便单独计量时，将该部分水量计入灌区毛灌溉用水总量中。总的来说，毛灌溉水量的测定应结合灌区水源分布、灌区内各类取用户用水、弃退水实际情况，具体问题具体分析，按照灌溉水量不重不漏、取用水平衡原则进行测算和统计。2、标准内容规定了毛灌溉水量的概念、测算范围，规定了灌区向非灌溉用水户供水、多水源灌区、灌区塘（堰）坝蓄积降水径流灌溉、渠系蓄纳雨水灌溉、泵站提水灌溉、井渠结合灌溉等多种情况下的灌溉水量测算要求；规定了区域灌溉水量测算要求。（四）净灌溉水量测算1.主要方法介绍净灌溉水量是指灌入田间被作物吸收利用的水量，是灌溉水有效利用系数测算的关键内容之一。净灌溉水量测定方法有直接量测法、观测分析法、调查分析法等，广西在开展灌溉水有效利用系数测算中主要采用直接量测法。首先对于播种面积超过灌区总播种面积10%以上的作物，分别选择一定数量的典型田块，测定典型田块每次灌入田间的单位面积净灌溉水量。旱作物通过测定灌水前后土壤含水率变化来测算单位面积净灌溉水量；水稻等有水层灌溉作物除了测定灌前灌后土壤含水率变化外，还要测定田间水深变化来测算单位面积净灌溉水量；然后通过所有作物的单位面积年净灌溉水量、实际灌溉面积来测算灌区净灌溉水量。净灌溉水量测算方法的选择，根据多年测算经验，总结几点：一是根据作物种类、灌溉方式及有无水层灌溉选择相应的测量方法，土壤饱和状态下有水层灌溉的水稻和蔬菜作物净灌溉水量采用水深观测法测定，土壤非饱和状态下灌溉（泡田前期、干旱期、晒田期）的水稻采用入渗测桶水深观测法或土壤含水率测定法测定非饱和至饱和阶段的灌溉水量，土壤非饱和状态下（湿润灌溉）的蔬菜及旱作物净灌溉水量采用土壤含水率测定法测定；高效节水灌溉方式下的作物净灌溉水量采用土壤含水率测定法、雨量筒计量法或者仪表计量法测定。总的来说，净灌溉水量应结合作物种类、灌溉方式、有无水层灌溉等实际情况选择测定方法。测定方法尽量简单易操作，便于委托灌区管理员、村委村干或农户协助观测。2、标准内容本标准规定了净灌溉水量应通过田间现场实测统计取得，灌区净灌溉水量由典型田块各种种植作物的单位面积净灌溉水量与灌区相应种植作物实际灌溉面积的乘积累加计算得到。同时，规定了典型田块的选取方法和要求，规定了不同作物、不同灌溉方式的作物典型田块单位面积净灌溉水量的计算公式、灌区净灌溉水量的计算公式，规定了非节水灌溉灌区作物净灌溉水量的确定方法。（五）区域灌溉水有效利用系数测算1.主要方法介绍首先按市或县区域分析评价样点灌区的代表性，确定代表不同规模、不同水源类型的样点灌区，构建区域测算分析监测点。2012年，全区14个市全面启动灌溉水有效利用系数测算工作，各市根据本市灌区整体情况，选取18-30个代表不同规模和水源类型的样点灌区开展测算。截止2020年，全区建立了覆盖14个市四个分区78个县（市、区）302个样点灌区的监测网络，其中，大型灌区11个，涵盖现有全部大型灌区，中型灌区86个，占全区中型灌区总数25.7%，小型灌区205个，占全区小型灌区总数的0.4%。全区及各市样点灌区选取具有代表性。然后，采用直接量测法测定样点灌区净灌溉水量、毛灌溉水量，按照首尾测算法计算样点灌区灌溉水有效利用系数；测算区域大型灌区、中型灌区、小型灌区平均灌溉水有效利用系数及其相应的毛灌溉水量，进而分析推算区域灌溉水有效利用系数。市级区域灌溉水有效利用系数测算在本市各县样点灌区测算成果基础上进行，全区灌溉水有效利用系数测算在各市样点灌区测算成果基础上进行。2、标准内容本标准规定了区域灌溉水有效利用系数应由测算的区域内各灌区灌溉水有效利用系数以其毛灌溉水量为权重加权平均计算取得。当区域内灌区数量较多，不具备测算所有灌区灌溉水有效利用系数条件时，可选择一定数量的典型代表性灌区作为样点灌区，测算样点灌区灌溉水有效利用系数，以样点灌区灌溉水有效利用系数为基础计算区域灌溉水有效利用系数。规定了区域样点灌区选择原则和要求，规定了区域大型灌区、中型灌区、小型灌区以及区域的灌溉水有效利用系数测算方法和计算公式。（六）灌溉水有效利用系数测算管理1.主要方法介绍灌溉水有效利用系数测算工作涉及面广、技术要求高，为保证测算过程规范、观测数据真实可靠、测算成果科学合理，需要对整个测算流程进行过程管理和质量控制，从组织管理、过程指导和监督、成果质量控制等方面操作进行规定，形成测算制度，规范测算过程细节，保证测算结果科学合理。2、标准内容区域灌溉水有效利用系数测算管理主要对测算工作过程在组织管理、经费管理、样点灌区和典型田块管理、量水设备管理、观测数据采集管理、成果管理、标志牌管理、信息化管理等方面的规定。（七）附录规定了旱作物土壤含水率与净灌水定额测定方法，有水层（土壤饱和状态）、无水层（土壤非饱和状态）水田净灌水定额测定方法，泵站提水量测定的电量估算法；规定了测算成果表、观测记录表。六、国内外同类标准制修订情况及与法律法规、强制性标准关系1、国内外学者对灌溉用水效率的评价指标及其测算评价方法等，都进行了大量试验与理论研究。国外学者对灌溉水利用效率的测定方法大都理论性较强，主要在实验室开展研究，国外学者Angus等通过研究植物某部分在一特定的时间段内对CO2的吸收与蒸散比来分析评价灌溉用水效率；Molden基于水均衡的框架采用水分生产率、水分消耗百分率和水分有益消耗百分率对灌溉的用水效率进行综合评价；学者Tyteca采用最小水资源使用总量与实际使用水量比来描述评价用水效率。这些方法适用于实验研究或者小范围应用，在大区域范围内推广测定存在难度。2、经查阅，目前已发布与系数测算相关的国家和行业标准有《灌溉水利用率测定技术导则》（以下简称《导则》），于2015年由水利部发布实施，已实施满近5年，《导则》中规定的测算方法比较笼统、理论性较强，在实际中比较难操作或者需进一步细化，比如旱作物净灌溉水量测定方法、水稻非饱和灌溉水量测定方法需要根据广西测算条件进行改进，此外，《导则》缺少对测算过程质量控制的管理制度、考核制度，为保证测算成果的科学