灌溉用水效率（精选9篇）
灌溉用水效率 篇1
1 灌溉用水技术效率概述
在我国, 有关专家经过调查分析, 对我国农业灌溉用水效率做出了估算, 经过估算发现我国农业灌溉用水效率偏低, 平均只有0.49, 而且地区差异非常大。而研究发现, 农业灌溉用水效率的影响因素比较多, 要想提高农业灌溉用水效率也可以采取多种措施, 例如降低种植消耗水资源较多的农作物、改变地表灌溉的方式、优化灌溉装置, 提高灌溉技术、提高农业水资源管理水平等。
2 灌溉用水技术效率的影响因素
2.1农户受教育程度与节水意识
教育研究表明农民的学历越高, 所受的教育越多, 对于灌溉效率的研究也就越多, 但效果不是很明显, 从理论上讲, 农民的文化程度越高, 掌握农业生产技术的情况也越好, 也将更加有助于农业生产力的发展, 但是, 在实践中, 需要一些必不可少的指导, 以提高农业技能, 形成比较优势的多元化生产环境, 这样农民有更多的时间和精力, 从事更高的投资回报率的农业项目中, 对灌溉效率的影响意义也就不大了。从水资源短缺的现实情况看, 环境的影响还是很大的, 缺水的程度越大, 人们对于节水的观念和认识越强, 更加理解灌溉效率高的重要性, 水危机意识也更强, 在行为上, 也会更为谨慎的利用水资源、保护水资源, 这一点是加强灌溉水的重要, 可以减少灌溉水资源的浪费, 因此, 对农民进行合理的建议, 将有助于提高农业灌溉的效率。
2.2农业机械力的运用
农业机械力的运用对于灌溉效率具有重要的意义, 农业机械化的程度越高, 灌溉的效率也就越高, 随着越来越多取代人力的机械化的农业工作不断展开, 这将不可置疑地促进农业生产劳动力的地位在智能农业发展工作中降低, 并在提高农业灌溉中发挥了巨大的作用。
2.3农业灌溉面积
扩大农业灌溉的面积, 对于灌溉效率有积极的影响, 随着灌水量的增加, 灌溉效率也得到了一定的加强, 鉴于当今我国农村山地较多, 机械化效率不高这一现象, 在当前的农业生产中, 灌溉效率依然不高。但是, 随着农业劳动力短缺, 日益严重的老龄化, 这一现象是不符合当前的农业生产现状的, 所以要加强整合农业资源, 提高农业生产效率, 这也会在一定程度上促进灌溉用水效率的提高。
2.4农业的收入
在小农经济的农业中, 农民从农业上得到的收入在总收入中的比重越来越低, 对于灌溉水的利用效率也不讲究, 但是, 大规模的种植农业中, 多表现为科学的多样化的农业生产, 为了增加收入, 会不断的改进生产设备和生产方法, 减少水资源的浪费, 进行精细化处理, 而没有较高收入的农业家庭, 农业生产往往是非常落后的, 也进行着没有管理的自由生长, 水资源利用效率没有提高。
2.5灌溉方式
在灌溉方式的选择上, 利用自然湖泊的水灌溉, 可以提供用水效率, 这对农业生产也是有利的, 如果有可能, 应该首先考虑。因为在农田灌溉中, 如果灌溉源比如灌溉井和灌溉作物的距离比较近, 输水损失相对较小, 农民可以根据作物类型和灌溉方式以及作物的不断增长的需求来改变灌溉量, 这也对减少灌溉浪费起到积极作用, 同时易于植物吸收水分。
2.6节水技术
节水灌溉技术, 对于提高效率有着积极影响, 特别是结合当地特点的节水灌溉方式, 可避免在灌溉水的损失, 比如新疆的坎儿井, 南方的移动喷灌技术的实现, 起到了很好的节水作用, 在灌溉领域知名度很高。在推广节水灌溉技术过程中, 政府应该为农民提供一定的财政补贴。
3 提高灌溉用水效率的建议
3.1提倡农业规模化生产
未来的农业生产中, 机械化、规模化农业是农业发展的必然, 为了提高农业资源的综合利用, 要进行合理的规模化生产, 这样可以有效地进行效率的提高, 还有在规模化的发展过程中, 更多的耕地将被合理规划, 农产品的需水性将会被科学衡量, 也可以进行搭配种植, 同时也增加了农业劳动力的技术水平的提高, 带动周边农业地区的共同发展, 如果这些生产要素可以充分和适当的利用起来, 将有助于有效地利用生产资源, 其效率也会提高。大规模生产有利于农业科学方法对粮食产量的指导, 对于农业生产是有利的, 而且这对于提高灌溉农业的可持续发展具有很重要的意义。
3.2发展高精准节水灌溉技术
近些年来, 节水灌溉技术得到政府的大力支持, 因而得到很大推广, 并且在部分地区得到试点运作, 这对该技术的宣传起到了一定的作用。从我国目前情况来看, 节水灌溉技术一般都是围绕低压管道与渠道防渗技术展开, 但是微灌和喷灌这种高精准的节水技术发展依旧比较之后, 而导致这个现象的原因主要是受到资金投入不足和家庭联产承包责任制的制约。喷灌等灌溉节水技术需要投入的资金比较大, 但是家庭联产承包责任制属于自给自足的生产方式, 家庭个人生产投入资金不够, 农户的积极性也不高, 小规模的生产模式根本就不能为高新技术提供合适的环境, 这需要政府的大力扶持和资金投入。
3.3改革灌溉水价机制
价格是一种对于水资源浪费的非常有效的措施, 在利用水资源进行农业灌溉的过程中, 水资源是不收费的, 或者是根据公顷进行收费的, 这一点无法唤起农民的节水意识, 同时节水灌溉的基础设施也相对薄弱, 农民对水的利用没用一个节点, 所以, 改革水价机制就非常关键, 或许可以起到釜底抽薪的作用, 用水的收费标准是根据各地区不同的情况而定的, 如果水资源严重不足, 可以提高水价成本, 虽然以水资源作为基础进行议价, 不能充分反映商品价值, 但是可以进行水资源的利用调节, 所以必须充分发挥水价机制, 进行水价改革, 让水资源的作用深入人心, 在促进公平与效率的灌溉收费时, 不能让农民感觉无法承受, 农民的生产成本必须考虑在内, 也要考虑他们意愿支付的价格, 在经营高成本的灌溉和排水系统时, 要通过相应的财政补贴对农民进行帮助, 但是也要让农民只能使用限额内的水量, 采取措施逐步控制用水量。
3.4提高农户节水意识
没有节水意识的水的使用会造成很大的问题, 尤其是在缺少水资源的地区, 小农经济的低效和靠天吃饭的意识严重影响灌溉水资源的利用。导致水资源浪费, 再次让水资源短缺的问题更加严重。因此对这些农民进行水资源的教育十分有意义, 让他们意识到水资源短缺的问题、水资源的现状和其战略意识。
4 结束语
用水效率问题是农业灌溉的关键部分, 农业灌溉用水效率偏低严重阻碍着我国建设节约型社会的发展。我国的水资源虽然比较丰富, 但是我国淡水资源却是世界上水资源比较紧张的国家, 尤其是在绝大部分灌溉区域, 大水漫灌与输水损失量大的问题非常严重, 农业灌溉水利用率几乎不到50%, 这与发达国家相比有着很大的差距。所以水资源短缺问题的解决迫在眉睫, 必须不断提高水资源利用率, 提高农业灌溉用水效率, 这对促进农业发展有着重要的作用, 对于构建节约型社会也有着深刻的意义。
摘要：水资源问题随着社会的进步和经济的发展变得越来越严峻, 提高水资源的利用效率成为当今社会实现节约的重要保证, 其中提高农业灌溉用水效率是根本。在我国, 农业灌溉是用水的主要部分, 所以必须精确计算农业灌溉的用水效率, 根据灌溉用水效率制定相应的符合实际的灌溉用水政策, 从而将灌溉用水效率不断提高。本文对灌溉用水技术效率及其影响因素进行探讨分析, 希望能够给在提高灌溉用水方面提供一定的参考价值。
关键词：农业灌溉,用水技术,效率,影响因素
参考文献
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[4]王晓娟, 李周.灌溉用水效率及影响因素分析[J].中国农村经济, 2005 (7) :11-18.
灌溉用水效率 篇2
乙方：
一、据《中华人民共和国合同法》及有关规定，为明确双方
各自的权利、义务和经济责任，甲乙双方本着友好协商，互惠互利的原则，签订本合同。
二、合同双方应认真履行合同规定之内容。
三、本施工合同为**镇**村村内管网改造工程，乙方应完
成的工作内容包括：
(一) 村内管网改造，包括对管道沟(水表井以上部分)
的破路、土方开挖、管道铺设、管道沟回填、水表井、截门井、排气井、泄水井、消防井的砌筑、管道冲洗、打压。
(二) 村内入户段工程(水表井以下至入户墙外壹米)。
包括水表井以下部分至入户墙外壹米的土方开挖、管道沟回填等。该村合同户数为**户。
四、乙方负责提供村内供水管网至入户墙外壹米的农民改水工程所需各种管材管件及材料费的筹集(该材料费由区财政补贴给甲方，待工程完工后由甲方拨付给乙方 元)。甲方负责提供改水中发生的居民差价;管道施工费用;主干管、分支干管破路、开挖、回填费用;水表井以下部分至入户墙外壹米的土方开挖、管道沟回填等。甲方出资费用总计为 元。
五、乙方在施工当中应严格按照施工规范要求施工，听从驻地监理要求，如有违反施工要求造成返工、原材料浪费等问题，后果由乙方自行负责。
六、甲方在施工工程竣工验收后，一次性拨付给乙方工程费款 。
七、施工期间，沙河镇政府应同该村村委会签订安全协议书，明确安全责任。由镇政府委托该村协调具体施工事宜。
八、施工期间，乙方应注意施工安全，如发生施工安全事故，由乙方自行负责。
九、本合同自签订之日起生效，乙方自签订合同后，应立
即组织施工人员进场进行施工，本合同施工工期为**天，如逾期未完成施工任务，应写出书面原因。
十、本合同一式二份，双方各执一份。
甲方：(签字) 乙方：(签字) 盖章 盖章
灌溉用水效率 篇3
2015年伊始,“中央一号”文件提出: 建立健全国家水资源督察制度和建设水资源论证项目,全面实施高效节水灌溉技术,加大水生态保护和水污染防治力度。近几年我国水资源污染严重,约六成水质较差或极差; 同时,由于我国农业用水比重过大,造成四大用水结构的矛盾进一步突出。因此,有效提高农业灌溉用水效率是缓解当前四大用水矛盾的有效举措。
新疆为“绿洲经济、灌溉农业区”,水资源尤其匮乏。2013年新疆水资源供水总量为588. 05亿m3,仅占全国供水总量的9. 5% ; 人均用水量2594m3,高于全国平均水平; 农业用水、工业用水、生活用水、生态用水分别占用水总量的94. 8% 、2. 3% 、1. 8% 、1. 1% 。为了保证生态 用水,国际通用水 资源开发利 用率为50% ,新疆是干旱半干旱地区,不宜超过60% ,而新疆当前水资源利用率为61. 5% ,长此以往生态环境将遭到严重破坏,因此提高农业灌溉用水效率对减少农业用水具有非常重要的意义[2]。
本文对新疆叶尔羌河流域典型灌区莎车县、泽普县、叶城县的农业灌溉用水效率进行了分析,通过对农户的调研数据,采用随机前沿生产函数测算生产技术效率和农业灌溉用水效率,以此找寻影响农业灌溉用水效率的主要因素,为今后水资源高效利用提供有力依据。
2叶尔羌河流域水资源用水效率现状分析
2.1研究区概况
叶尔羌河流域平原灌区总人口为234. 9万人,其中少数民族人口有211. 06万人,占总人口 的89. 85% 。如表1所示,2012年该流域的GDP总值为223. 62亿元,第一、二、三产业的生产总值分别为109. 0亿元、39. 88亿元、74. 70亿元,对GDP的贡献分别占48. 76% 、17. 83% 、33. 4% 。目前,流域的经济社会发展水平较低,2012年人均GDP仅为9520元,是新疆平均水平( 33909元) 的28. 1% ,是当年全国平均水平 ( 38354元) 的24. 8% ,属于新疆贫困地区。当前和今后流域所承担的首要工作就是脱贫与发展,改善当前农业用水管理现状,提高灌溉用水效率。即通过改善单方灌溉水的生物产出量和经济产值来提高农作物的水生产率,这对减轻流域农业缺水程度、缓解生态环境压力和脱贫至关重要。
注: 数据来源于 2008—2012 年喀什地区水资源公报。
叶尔羌河流域位于塔里木盆地的西缘,多年平均径流量66. 1亿m3,现已发展成为我国第四大灌区,是塔里木河水系的主要源流之一。叶尔羌河流全长约1281km,流域总面积为8. 58万km2,其中,山区面积约5. 104万km2,占66. 9% ; 平原区面积约3. 5万km2,占33. 1% 。主要为冰川融水补给性河流,年内分配极不均匀是叶尔羌河流域最突出的表现。根据喀群水文站 ( 叶尔羌河第一级引水枢纽) 的四季变化看,春季( 3— 5月) 水量占7% ,夏季( 6—8月) 占68. 3% ,秋季( 9— 11月) 占18. 5% ,冬季( 12—2月) 占6. 2% 。其中,夏季约占2 /3,特别是汛期最大的四个月( 6—9月) 占年水量的79. 9% ; 一年之中长达8个月的其他季节仅占20. 1% ,冬、春枯水期有时甚至不足总量的10% ,但却承担着包括莎车、叶城、泽普、麦盖提、巴楚县、岳普湖县一部分和14个农场四大用水的重要使命,最终汇入塔里木河[3]。
2.2样本区四大用水结构分析
叶尔羌河典型灌区用水结构在逐年变化,其趋势是工业用水、生活用水、生态用水呈逐年降低,其构成见表1。
根据我国缺水标准,低于3000m3为轻度缺水,样本区多年来人均水资源量为2655m3,属轻度缺水灌区。尽管新型工业化进程在大力推进,但以大农业为主的区域工业发展缺乏支柱产业与技术支撑,推进乏力,部分城市工业不景气,出现工厂减产或停产,因此工业用水量所占比重最低,且几年内变化不大。资料显示,灌区连续五年的农业用水比重均在95% 以上, 比全国近五年( 2009—2013年中国水资源公报) 农业用水占比的63. 4% 高30% 以上,而灌区农业用水中用于农田灌溉则高达75% 以上。由此可知,样本区农业用水量大,处于低效生产配置状态。一方面存在很大的节水潜力,另一方面农业用水部分挤占生态用水的态势仍然严重。尤其值得关注的是,提高上游灌区灌溉用水效率,对叶尔羌河下游荒漠区( 河岸生长着约13. 33万hm2荒漠林) 有着积极的意义,对维系叶尔羌河流域及塔里木盆地良好生态环境具有十分深远的影响。
注: 农田灌溉包括水田、菜田、水浇地。
2.3样本区历年灌溉用水效率分析
关于农业用水与灌溉用水效率的研究,国内外学者从不同学科领域、不同视角做了大量研究。王晓娟、 李周等认为,灌溉用水的效率实质上就是灌溉用水的生产技术效率[7]; 李绍飞、余萍、孙书洪等系统地构建了灌溉用水效率的评价指标体系,在此基础上分析了各种指标的优劣评价等级。在水价和产出价格不变的情况下,农作物的最优灌溉效率表现为: 同时达到农作物产量的最大化和水资源耗损的最小化,即用最少的水产出最多的食物[1]。本文结合国内外学者的研究, 确定了以下指标: 农作物单位面积用水量、净灌溉用水量、毛灌溉用水量、渠道水利用系数、单方水作物产量、 单方水经济产值等指标。
农田灌溉用水效率: 在选定灌溉用水效率指标基础上,结合2009—2013年《新疆统计年鉴》、喀什地区水资源公报等方面资料,测算出2008—2012年叶河典型灌区( 泽普县、莎车县、叶城县) 农田灌溉用水效率 ( 即每公顷用水量) ,结果见图1。
典型区域农田灌溉用水量有较明显的差距,介于13035—20325m3/ hm2之间,各灌区用水效率在不断提高,其中变化最大的是莎车县,泽普县次之,最后是叶城县。莎车县、泽普县用水量在缓慢中攀升,且两灌区均在2010年单位面积的耗水量达到峰值,分别为20325m3/ hm2、19680m3/ hm2,2012年又分别急剧下降到13035m3/ hm2和14640m3/ hm2,灌溉用水效率逐年增高。究其原因可能是: 1自2010年以来,莎车县、泽普县水利部门加大了对高效节水灌溉技术的推广,在一定程度上扭转了农户节水意识普遍偏低的状况,使用高效节水技术的愿望不断提高; 当地政府对灌区种植业布局进行了优化,减少了高耗水农作物的种植面积,增加了抗旱作物的种植面积,制定灌溉定额制度等,起到了较好的效果。2叶城县灌区用水量波动不大,且以2011年为节点有反弹趋势,可能是渠道防渗率偏低,以及受部分高原气候、酷暑等极端天气的影响,作物棵间蒸发强烈,单一灌溉方式和种植制度致使农业耗水率居高难下。在现有的状况下,如果不重新考虑种植结构的优化布局、灌溉方式与灌溉制度方面的调整,随着耗水量的进一步提高,灌溉用水效率偏低的状况在今后一段时期内将会更加严重。样本区灌溉效率水平与农田作物灌溉定额相比,高出灌溉用水量3300—5850m3/ hm2标准约4倍,分别高于杨小柳、刘戈力、甘泓等研究中所测得南疆、北疆、东疆以及新疆农作物灌 溉用水量 的12810m3/ hm2、8220m3/ hm2、 12810m3/ hm2、10725m3/ hm2[5]。样本区水资源的利用效率仍有很大的提升空间,节水潜力巨大。
调研发现,致使农业灌溉用水效率不高的原因主要是: 1在犁地、播种、收割等环节基本实现机械化的同时,灌区仍有30% —40% 的非高效节水灌区,浇水是农户劳动力较集中的一个重要环节。由于水价低廉,且水存在硬性指标供应量,在春冬漫灌期间一般会持续供应,农户在夜间浇水过程中存在懒散、疏于管理等现象,造成跑水严重,不但蒙受经济损失,而且严重浪费水资源。2由于样本区处于流域中游地带,水资源相对丰裕,叶河水从冰山雪水融化到山谷奔流而下的第一站便是泽普县、叶城县、莎车县灌区。这些区域较少出现干旱与缺水状况,同时有地下水补充,导致当地居民缺乏节水意识,缺少高效利用水资源的经验和知识,浪费水资源的现象严重。3由于部分灌区属于经济相对落后区域,高效节水灌溉面积仅占60% — 70% ,农户采用滴灌、洼灌、沟灌等方式的节水意愿不强,认识不到位。目前仍以地面灌溉为主,且土地平整度较差,加之灌区部分土地盐碱化严重,通过大水浇灌进行压碱洗盐,以确保适宜农作物生长,这些都增加了农业耗水量,是导致南疆灌溉用水效率低于北疆、东疆的主要原因之一。
不同作物的灌溉用水效率: 为了进一步了解灌区具体农作物的灌溉用水效率,我们特选取叶河流域典型灌区具有代表性的农作物棉花、小麦、玉米作为研究对象,从农作物播前用水量( 若灌区是盐碱地,则净灌溉用水量必须考虑压碱洗盐水量,但不考虑洗碱过程中的漫溢水量) 至作物成熟的整个生命周期净灌溉用水量。即农田灌溉有效水量和流域水从源头( 源头仅指叶尔羌河第一级引水枢纽) 至农田达到农田灌溉有效用水量所需的毛灌溉用水量。
以往研究仅单方面注重单方水产量,或注重单方水的经济产值,考虑到每年农作物的价格存在波动,单一使用净灌溉用水的农作物产量或经济产出不能很好地体现当地农业灌溉用水的效率,本文同时采用两个指标衡量灌溉用水效率,弥补单一指标测算灌溉用水效率的不足[4,5,6]。通过实地调研获得的数据,测算出样本区2011—2013棉花、小麦、玉米的单方水产量与经济产出,结果见表2。
由表2可见,一方面2011—2013年净灌溉用水玉米的平均产量为1. 56kg /m3,远大于净灌溉用水棉花产量的0. 15kg /m3; 另一方面,玉米净灌溉用水的产值平均为1. 48元/m3,与棉花相同。由于作物功能不同、价值不一,为追求同样经济价值可减少水资源投入成本,农户可能更倾向于种植棉花。因此,既注重净灌溉用水农作物的产量,又注重净灌溉用水农作物的产值来探讨不同农作物的灌溉用水效率,才能从深层次找出影响农业灌溉用水效率的因素[8,10]。2011—2013年棉花、小麦、玉米平均净灌溉用水量效益为2. 9kg / m3,毛灌溉用水量效益为1. 41kg /m3,两者效益比值为0. 486,可表示为灌溉用水效率; 毛灌溉用水量效益为2. 14元 / m3,净灌溉用水量效益为4. 41元/m3,同样灌溉用水效率为0. 485,最后得出典型灌区代表性农作物平均灌溉用水效率为0. 483。另一方面通过计算田间水利用系数,即灌溉到田间的有效水量( 包括叶面蒸腾和棵 间蒸发) 与农渠放 入田间的 水量比值: η 系 = η 水 / η 田 = 净灌溉用 水量 /毛灌溉用 水量 = 0. 485,灌溉水利用系数不高,反映出田间斗渠、农渠的防渗效率和灌水技术水平低,加之随着极端气候的变化,如酷暑期增多等,致使渠道水蒸发较强烈。所以,如何最大限度地由毛灌溉产出向净灌溉产出转移, 最大限度地节约水资源,是当前流域提高效率的核心。
3典型区农业灌溉用水效率实证分析
本文利用所获得的农户微观面板数据,通过随机前沿分析方法,运用Battese and Coelli效率损失影响模型[4],测算农户农业灌溉用水效率。
3.1模型选择与介绍
技术效率模型测定: 运用随机前沿生产函数测定微观农户生产技术效率,假设Ym为第m( 1,2,3…) 个农户的农业产出,Wm为第m个农户的灌溉用水量, xmn为第m个农户的第n种投入要素,而vm表示农业生产中不可抗力因素( 测量误差、经济波动、环境气候等) ,um表示管理误差,这样随机前沿生产函数可表示为:
这里假设没有效率损失,um= 0,则TEm= 1,农业产出为 Ŷm,说明农户处于完全技术效率状态,这种情况实际生产中不可能达到,因此我们认为农户的生产技术效率0 < TEmn< 1,为技术非效率,即生产点位于生产前沿面下。根据式( 1) 该农户m的平均技术效率TEm为:
计算出的实际产出与可能实现的最大产出之间有偏离。为了得到Kopp所定义的灌溉用水效率,需构建C - D生产函数形式的随机前沿模型,公式为:
灌溉用水效率模型测定: 灌溉用水作为与其他投入要素一样,假设农业产出在一定条件下的最小灌溉用水量为,产出水平对应式( 3) 的有效产出可表示为:
假设式( 3) 和式( 4) 相等,得出:
则式( 5) 可计算出农户灌溉用水效率公式为:
3.2调研方式与数据来源
为了全面了解农户农业生产中灌溉用水效率,结合种植业特征,本文选择具有代表性的小麦作物的灌溉用水作为研究对象,于2014年10月至2015年3月在喀什地区泽普县、莎车县、叶城县实地调研点对个体农户的小麦灌溉用水行为进行调查,总共发放问卷1000份,其中泽普县图呼其乡、赛力乡260份; 莎车县托木吾斯塘乡、喀群乡、荒地镇、依盖尔其镇400份; 叶城县喀格勒克镇、伯西热克乡、依力克其乡340份,回收有效问卷968份,问卷回收率达96. 8% 。
结合调查单位查询档案资料、走访水利局水文站、 征求水管部门意见、与农户座谈等形式获得第一手资料并汇总,通过查阅2011—2014年《喀什地区水资源公报》、2010—2014年《新疆统计年鉴》获得有关核心指标数据。
3.3数据的描述统计
本文以小 麦的单位 面积产量 为产出变 量Y( kg / hm2) ,以灌溉用水投入W( m3/ hm2) 、劳动力投入L( 人·天/m2) 、化学投入F( 元/hm2) 、机械投入M ( 元/hm2) 、种子投入S( 元/hm2) 作为主要投入要素, 投入—产出的描述性统计见表3。表3中,产量最大值为9200kg /hm2,最小值为4100kg /hm2; 种子投入为1800元 / hm2,化肥投入为5400元/hm2。机械投入主要包括犁地、播种、收割等环节,平均为2750元/hm2。 其中,仅收割成本达1800元/hm2,占总机械投入的60% —70% ; 其次是播种和犁地投入,平均值为1750元/hm2; 灌溉用水投入均值为5750m3/ hm2,最大值为6000m3/ hm2,最小值为3996m3/ hm2。
注: 数据来源于调研数据,经计算整理得到。
3.4参数估计与结果分析
根据式( 3) 可得出:
运用Frontier 4. 1软件对以上生产函数进行估计参数见表4。从表4可得,γ = 0. 9213,五个投入要素系数均为正,并通过显著性检验,符合经济学意义,说明生产点位于生产前沿面下,主要是由技术非效率引起的。就每个单一要素而言,投入增加有利于产量增加,而化学投入、机械投入和灌溉用水投入在1% 水平下显著。这是由于样本区采用节水灌溉技术,水肥技术的发挥更有利于作物生长,增加其投入可带来收益的显著提高; 而增加种子投入和机械投入对效益产值影响不大,这可能与近几年来机械化的大规模采用有关,小麦基本上实现了从犁地、播种到收割的机械化运作,机械替代了人工,可能是导致种子投入与劳动力投入不显著的原因。
注: 1W 表示灌溉用水量,L 表示人工费用,M 表示机械投入,F 表,S 表示种子投入; 2***、**、* 分别表示在 1% 、5% 和 10% 水平下显著。
本文运用随机前沿分析方法,对农户的生产技术效率、灌溉用水效率进行了测算,得到农户的生产技术效率平均值0. 6608,灌溉用水效率平均值0. 4788( 表5) 。样本区在5年间灌溉用水效率提高不显著,这些除了受到当年气候变化的影响外,与当年种植结构的特征相关,也可能与当地农户多年来形成的用水习惯、 对水资源缺乏性认识不够有关。灌区农户过度依赖水资源等,导致农业灌溉用水效率较低,与随机前沿面的差距较大。
就技术效率而言,近几年有所提高,但与孙昊测算的全国2001—2010年平均生产技术效率为0. 86的差距较大[9]。造成差距的原因可能是: 1灌区近几年来以红枣、核桃等为主发展特色林果业,而在种植前5年一般多套种小麦,这部分小麦难采用机械化作业。与我国小麦主产区相比,这些地区自然禀赋较好,地势平坦,有利于良种小麦的生长,以及机械化耕地、播种、收割,因此技术效率比全国水平较低,仅为0. 6608。2灌区农户因受教育程度、管理水平和种植小麦关键技术的掌握程度不同,如病虫害防治技术、品种的选育、 化肥的投入等,造成技术效率较低,因此样本区技术效率的提高具有较大改善潜力。3不同的种植结构,如高耗水作物棉花等,以及不同的灌溉方式漫、沟、 畦、格田灌溉都会对技术效率带来差异,虽然呈现不显著,但随着产业布局的优化,灌溉制度的改善,水资源利用率的提高等,将会有效提高作物的生产技术效率和水资源产出效益[5,6,7],因此水资源产出效益与技术效率之间存在协调作用。技术效率的提高是水资源产出效益提高的重要保障,灌溉用水效率的提高反过来又促进技术效率的提高。技术效率的提高不但与灌溉用水有关,而且与关键种植技术、化肥投入、品种选育、 受教育水平、是否采用套种、机械化程度、农户的管理水平等密切相关。
4结论与对策
灌区的水资源在时间分配和空间分布上不均匀, 春、冬两季节水量极少,且农业用水占比高达96% 以上,生态用水五年均值不足水资源总量的4% 。近年来随着灌区人口的逐年增长、工业生产的日益发展,四大用水供需矛盾尤为突出。典型灌区农业灌溉用水效率为0. 483,单方灌溉水棉花产量为0. 07kg、小麦产量为0. 58kg、玉米产量0. 76kg,单方灌溉水总产值平均为2. 25元/kg。只有最大限度地减少无效蒸发,加快渠道防渗改造工程进程,合理调整种植结构,大力推广节水灌溉制度,才从根本上提高农业灌溉用水效率。
2009—2013年灌区农户生 产技术效率 平均为0. 6608,略高于灌溉用水效率0. 4788。随着种植技术水平的提高,高效节水工程规模的扩大,当地农户接受和采纳新技术的意愿增强,对高效节水技术的“适应性”增强,可带来农业生产技术效率的提高。
依据“水十条”计划,以改善水环境质量为核心,按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”原则,分区域、分阶段推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。目前农民参与用水者协会是促进农户用水效率的提高有效方法之一,可执行责任到人的管理体制,田间水利工程谁使用谁管理,通过百姓对水利工程设施自我维护意识的增强,进一步促进农业灌溉用水效率的提高; 通过管理与制度的创新,水管部门设立农户用水“明白卡”公开制度,将灌区农户灌溉用水情况,如用水量、灌溉面积、浇灌日期等进行公示,形成农户之间相互监督,杜绝水资源浪费行为。通过优化布局种植结构,改变单一低效灌溉方式,合理配置水资源高效利用,才是解决南疆乃至新疆地区经济发展中水资源严重短缺带来的根本性问题。
摘要：南疆属极端干旱区,以绿洲灌溉农业为主,随着水资源短缺,过度开采地下水造成水位下降、土壤盐渍化加剧等问题日益严峻,如何最大限度地提高灌溉用水效率是目前亟待考虑的问题。对叶尔羌河流域四大用水结构和农田灌溉用水效率进行分析,选取典型灌区2009—2013年的微观面板调研数据,运用随机前沿生产函数对1000农户小麦生产技术效率与用水效率进行测算。研究发现:1不同作物单方灌溉水产出具有差异,平均为2.25元/m3;典型区农田灌溉用水量差异明显,介于13035—20325m3/hm2之间。2农户的平均灌溉用水效率仅为0.483,生产技术效率为0.6608。3源流区水资源的相对丰裕造成普遍节水意识缺乏,灌溉方式相对单一,农户对节水技术采纳与接受的意愿较低,这些是造成当前农业用水效率不高的主要原因。通过提高农户的节水行为,进一步推广节水灌溉技术,优化种植结构,提高农户对关键种植技术的掌握与管理水平,是实现技术效率与水资源产出效率有效提高的主要途径。
灌溉用水效率 篇4
马智平陇县段家峡水库灌溉管理处 邮编721200 李国强 宝鸡君安建筑安装有限责任公司第三分公司 邮编721200
摘要：我国灌溉管理在行政上由各级政府的水行政主管部门负责，大多数大中型灌区是实行专业管理机构与农民集体管理相结合。改革开放以来，随着经济体制改革逐步深入，为了发展民主管理，激发农民参与管理，结合我国国情，吸收借鉴国际先进经验，创造有中国特色的用水户参与灌溉管理（如用水者协会）。讨论了用水者协会参与管理的试点情况、存在的有关问题及其发展前景。
关键词：灌区 灌溉管理 用水者协会 前景
陇县段家峡水库灌区是一个国营县办中型自流灌区，灌区由水库枢纽、总干渠和渠首引水枢纽、南北干渠及田间工程组成。灌区位于县境内千河两岸一、二级黄土台塬阶地上，西起曹家湾镇段家峡村，东至东风镇林梨河，全长40公里，灌区涉及8个乡镇60个自然村，240个村民小组，18338户。灌区总人口8.93万人，其中农业人口8.1万人，耕地面积14.64万亩，人均耕地1.64亩。设施灌溉面积12.46万亩，有效灌溉面积6.69万亩。灌区属北温带季风气候，多年平均降雨量600毫米，蒸发量1101毫米，主要作物有小麦、玉米、油菜、辣椒、烤烟等，农作物复种指数165%,粮食平均亩产710公斤。
1该灌区灌溉存在的问题及用水户参与灌溉管理试点情况
随着农村联产承包责任制的推行，原来村组用水单位的格局被打破，水管单位的服务对象变成了千家万户，管理难度骤然增加，改革开放后，用水户在如何科学用水、合理灌溉、降低费用以及提高用水、交费透明度等方面，要求愈来愈迫切。所有这一切，对水管单位的管理提出了新的挑战，而灌溉管理中存在的矛盾日益突出，其主要包括管理体制不顺、运行机制不活、管理权、责、利不相统一，工程配套不全，老化失修，供水价格形成机制不合理，水费回收率不高，资金短缺，难以保证扩大再生产，水资源优化配置差，水量浪费严重，用水户参与监督灌溉管理不够，农民用水负担重，致使田间工程破坏严重，灌溉面积锐减，效益滑坡。
一九九八年为了认真贯彻省政府“关于五小水利产权体制改革意见”，在段家峡灌区进行了以斗渠为改制单位的拍卖试点工作，这种改制模式把斗渠系统运行和管护的权利与责任在一定时期转交给个人，管理处与经营人员签定经营合同，明确了双方的权利和职责。从几年的运行实践看，这种改制模式存在着一个关健性的问题，就是忽略了用水户在灌溉用水中的知情权、参与权和决策权，很不符合用水户“广泛参与、民主监督”灌溉管理这一基本要求。
为了解决上述问题，我们在灌区部分地区成立了2个农民用水者协会，让用水户参与灌溉管理，减少中间环节，减轻农民负担。用水户参与灌溉管理的经验做法及优点 2.1用水户参与灌溉管理的经验做法
2.1.1筹建农民用水者协会。首先对灌区农民及乡、村、组工部进行广泛宣传发动，共同认识和明白建立农民用水者协会的目的、意义、方法和步骤。然后由灌区管理单位向当地政府出具申请报告，取得政府同意。
2.1.2编制灌区改革方案。一般采用“灌区管理单位＋用水者协会＋用水户”的模式。即骨干工程归灌区管理单位管理，支渠（不含支渠）以下归农民用水者协会管理，减少行政干预。用水户通过协会实现自主管理、良性运行。建立起一种新型的供用水关系。
2.1.3成立农民用水者协会。农民用水者协会代表人数一般以用水组为单元，每个用水组最少一名代表，代表组成农民用水者协会代表大会，代表大会要有3／4以上的代表出席，代表大会选举产生协会主席和执委会，并表决通过协会章程和工程管理、灌溉管理、水费征收、财务管理等制度。协会要到民政部门登记注册，成为具有民事地位的集体法人，受法律保护。
2.1.4农民用水者协会的运行管理。农民用水者协会的运行管理在实践中创造了许多做法和经验，一般包括：
2.1.4.1制定执行细则；
2.1.4.2成立灌溉服务小组或工程维护小组等；
2.1.4.3实行水务公开。用水量指标公开、水价格公开、实用水量公开、财务帐目公开。农民用水者协会向用水小组公开，召开会议并在显要地方张榜公布。用水小组向用水户公开并在显要地方公布用水户的用水、收费情况。
2.2 用水户参与灌溉管理的优点
组建农民用水协会体现了用水农户当家作主的民主意识，有利于渠道的维修管理，发挥农民建设水利的积极性，有利于维护好正常的用水秩序，减轻农民负担，有利于减少水资源的浪费，提高利用率。
一是用水户参与灌溉管理保证了支渠以下水利设施的所有权与使用权归全体受益农户所有，与原体制容易接轨，大多数农民能够接受。农民用水者协会是一个集体的概念，能更有效地保证各用水户享受公平、合理的灌溉排水服务。
二是农民用水者协会是具有法人地位的社团组织，其工作具有长期性、连续性和计划性。它实行定价到户，计量到户，按照谁用水谁掏钱,这一等价交换原则供水、用水。在灌溉季节，把段、斗、村多层管水改为送水到田头，开票到户，灌溉收费中间环节水费乱加价、搭车现象减少，使农民用及时水，交明白钱，从而建立公开透明的供水收费体系。
三是农民用水协会是具有独立法人资格的农村合作用水组织，依照国家法律，法规及协会章程运作，并对管理设施、财产和灌溉服务负法律责任。农民用水者协会容易与地方各级政府机构协调，并得到广大用水户的信赖。
四是用水户参与灌溉管理有利于田间工程的维护和改造。协会是不以营利为目的服务性经济实体，向用水户提供灌溉供水和技术服务，维护用水户的灌溉利益，同时，它也是一个经济实体，它与灌区专管机构是灌溉水的买卖关系。其水费收入除支付买水的水源费外，将全部用于协会的工程维护、运行和管理费用开支，任何组织或个人不得挤占挪用。
五是用水户参与灌溉管理的核心是参与，参与的过程就是监督的过程。农民用水者协会不仅要监督水管单位的行为，还要接受政府、水管理单位的监督，更重要的是接受农户的监督。运行管理过程中存在的几个问题
一是农民用水者协会人员素质教育问题。由于灌区农村经济、文化比较落后，加之受传统习惯的影响，农民用水者协会从主席到工作人员的基本素质急需培训提高。内容包括：法制教育、灌溉业务培训、服务意识和服务观念的教育等。今后要采取多种途径，加大培训教育的力度，不断提高协会人员素质。
二是用水户参与灌溉管理的配套政策问题。用水户参与管理的改革涉及农村管理和经营中的许多方面，需要政府出台相关的法律和政策规定。如协会办公无场地，管理费用培训费用落而不实的问题。
三是尽快配套完善灌溉工程问题。就是不能把破损的工程设施交给用水户自己修复、完善。由于历史原因，相当多的现有工程设施完好程度低，影响了农民用水者协会的建立。今后要结合灌区续建配套与节水改造项目、农业综合开发项目、节水灌溉项目，加大对灌溉工程的投入。
四是协会规模问题。灌区农户经营土地规模太小，一个用水者协会常由几百乃至上千个农户组成，选举、协商等工作量繁杂，影响了效率，有时也影响了民主管理的效果。今后要在总结各地经验的基础上，针对灌区具体情况，研究相应的办法。
4用水户参与灌溉管理工作的发展前景
推行用水户参与灌溉管理，是当今国际上特别是发达国家在灌溉管理方面的通行做法和潮流，是成熟的经验。用水户参与管理在中国的试点也取得了较好成效。中国已经加入WTO，政府职能将做较大的转变，这将为灌区逐步建立在政府公共财政扶持和宏观指导、监督管理下，实现自主管理、民主管理和良性运行机制的形成创造有利的政策条件。近几年国家对大中型灌区的更新改造和续建配套建设也为灌溉管理改革提供了良好的工程条件和物质基础。今后，我们应继续加大力度，积极探索有地方特色的用水户参与灌溉管理的模式，来保障灌区改造的成果和灌区的持续发展。
总之，组建农民用水协会组织参与灌溉管理在段家峡灌区还是一个实践探索阶段，我们只有切实加强领导，认真做好这项工作，发挥协会作用，增加水价、量、费透明度，减轻水费负担，才能调动广大用水户的积极性，提高管理水平和单位效益的增加。
姓名：马智平年龄：35 专业：水利
工作单位：陇县段家峡水库灌溉管理处 邮编：721200 联系电话：*** 职称：助理工程师 拟晋升职称：工程师近年工作主要业绩：
2004-2005年陇县段家峡水库除险加固工程的项目管理工作
浅析农业灌溉用水系数测算 篇5
以各样点灌区数据资料为基础, 结合理论计算, 测算分析出各年度全县大、中、小型灌区和纯井灌区以及全县平均灌溉用水有效利用系数的变化情况。
1 测算分析技术路线
全县灌溉用水有效利用系数采用点与面相结合、调查统计与观测分析相结合、微观研究与宏观分析评价相结合的方法进行测算分析。
在对全县灌区综合调研的基础上, 选择代表不同规模与类型 (大、中、小型灌区和纯井灌区, 下同) 的典型灌区作为样点灌区, 搜集整理样点灌区有关资料, 并开展必要的田间观测, 通过综合分析, 采用统一的首尾测算分析法 (见后) , 得出样点灌区灌溉用水有效利用系数;以此为基础, 得到不同规模与类型灌区的灌溉用水有效利用系数平均值;最后, 分析全县灌溉用水有效利用系数平均值。
2 灌溉分区
由于裕民县自然条件复杂, 为使典型样点灌区的选择具有较好的代表性, 比较准确地确定灌溉用水有效利用系数测算分析中有关技术参数与作物的净灌溉定额, 需要对全县进行灌溉分区。
裕民县总的地形东南高西北低, 最高峰海拔3 252m, 最低处海拔390m, 境内自然条件复杂多样, 形成了不同的垂直地貌带。根据县境内大的地貌轮廓和构造特征, 以及沉积物特性, 可分为巴尔鲁克山区、土壤为;暗栗钙土、普通钙土、淡栗钙土;山前丘陵沟壑区、土壤为;黑土和栗土;山前倾斜平原区、土壤为;普通棕钙土和灌溉棕钙土;北部冲积平原区等4个地貌区土壤为;含碱性砂石底沙土、灰砂土、砾质黄沙土。
3 样点灌区选择结果与分布
3.1 大型灌区
裕民县现有大型灌区1处, 为自流灌区, 设计灌溉面积33万亩, 有效灌溉面积28.9万亩。按照大型灌区样点选择要求, 所有大型灌区均纳入样点灌区测算分析范围, 即大型灌区的总个数即为样点灌区个数。
3.2 中型灌区
裕民县现有中型灌区4处, 54%以上为自流灌区, 设计灌溉面积50.08万亩, 有效灌溉面积45.7万亩。其中, 5万亩~15万亩中型灌区3处, 占中型灌区总数的75%, 设计灌溉面积27.13万亩, 有效灌溉面积27.13万亩, 15万亩~30万亩中型灌区1处, 占中型灌区总数的25%, 设计灌溉面积22.95万亩, 有效灌溉面积22.95万亩。
按照中型灌区样点选择要求, 选择2处中型灌区, 有效灌溉面积30.12万亩, 分别占中型灌区数量和有效灌溉面积的50%和60%。5万亩~15万亩中型灌区选1处, 有效灌溉面积7.17万亩, 分别占该类中型灌区数量和有效灌溉面积的33%和14.3%;15万亩~30万亩中型灌区选1处, 有效灌溉面积22.95万亩, 分别占该类中型灌区数量和有效灌溉面积的33%和46%。
首尾测算分析法:
首尾测算分析法是指直接测量统计灌区从水源引入 (取用) 的毛灌溉用水总量, 通过分析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用水有效利用系数, 计算公式如下:
为了能够反映灌区灌溉水利用状况的整体情况, 要求以日历年作为计算时段。小麦等跨年度作物, 在一年内分两个时段进行计算。
通过统计灌区年灌溉用水总量、各种作物的实灌面积, 根据计算分析、典型调查与观测确定作物实际净灌溉定额, 以作物净灌溉定额近似替代亩均净灌溉用水量, 即可用下式计算灌区该年度的灌溉用水有效利用系数ηw:
式中, Mi——灌区第种作物净灌溉定额, m3/亩;
Ai——灌区第种作物实灌面积, 亩;
N——灌区作物种类总数;
Wa——灌区全年毛灌溉用水总量, m3。
4 毛灌溉用水总量确定
毛灌溉用水总量Wa是指灌区全年用于农田灌溉的从水源地引入 (取用) 的总水量, 其值等于从水源地取水总量扣除由于工程保护、防洪除险等需要的渠道 (管路) 弃水量。
当农田灌溉供水与城市、工业或农村生活供水使用同一渠道或管路时, 还应扣除相应的城市、工业或农村生活供水量。
年毛灌溉用水总量根据灌区从水源地实际取水测量值统计取得, 而非其它如计收水费等目的收费计量水量数值。
5 净灌溉用水总量确定
确定样点灌区净灌溉用水总量是本项工作的重点和难点。净灌溉用水总量确定的关键是确定不同作物的净灌水定额和净灌溉定额。
6 结论
农业灌溉用水还存在着很大的浪费。提高水的利用率, 发展节水农业是解决未来农业水资源短缺的根本出路, 也是现代农业的基本要求, 如完善管理体制和技术服务体系, 农业水资源立法, 农业供水水价的合理调整等, 从而提高农业用水的管理水平, 提高田间作物水的利用率。
参考文献
[1]武华光.山东省灌溉水资源利用管理研究[D].山东农业大学, 2006.
新疆棉花产业用水灌溉研究 篇6
关键词：农业用水,节水灌溉,发展思考
随着全球气候变暖,人类面临的第一个生态问题就是水的亏缺;水分亏缺是干旱半干旱地区农业生产最具威胁的限制因素;在各种自然灾害中,旱灾居于首位,由缺水造成的粮食减产超过其他因素所导致产量损失的总和[1]。新疆是一个水资源相对贫乏的内陆干旱区,虽然人均水资源占有量位居全国前位,但单位面积产水量却位居全国倒数第三[2];新疆是干旱农业灌溉区,水资源是农业发展的关键,对水资源的需求也在不断的增长,然而水资源是有限的,过多的开发利用,只能是夺取生态用水量,造成生态环境的恶化。因此,发展节水农业,是新疆节水的主攻方向。为满足日益扩大人工绿洲的用水需求和保护天然绿洲的生态环境,新疆棉花产业的发展采取了各种形式的节水方式,主要从田间和输水过程来达到节水目的。在田间节水方面,采用喷灌、滴灌、波涌灌、膜上灌等技术;在输水过程节水方面,采用不同形式的防渗明渠、暗渠和管道、管网输水等节水技术[3]。而对于生物节水的认识还相对薄弱,需进一步挖掘农艺节水的生产潜力,使水分生产效率达到一个更佳的状态,从而实现节水农业的真正内涵。
1 新疆棉花生产灌溉现状
新疆拥有2700万人口,土地总面积166万km2,占国土面积的1/6,全区农用地面积为6 306.667万hm2;现有耕地410.71万hm2,人均占有耕地0.2hm2,为全国人均数的2.1倍;另有可垦荒地486.667万hm2,占全国可垦荒地的13.9% ;后备耕地1486.667万hm2。新疆水资源量约占全国的3%,共有大小河流570条,地表水年径流量884亿m3(其中伊犁河165亿m3,塔里木河150亿m3,额尔齐斯河117亿m3),人均水资源量5500m3,是全国人均数的2.25倍。地下水可开采量252亿m3。冰川面积2.4万km2,占全国的42%[4]。但是由于新疆地处亚欧大陆腹地,气候干旱,水资源受季节因素影响,时空分布极不均衡,地表水蒸发量大,致使一些地方水资源不足 ,农业生产形成了独特的“荒漠绿洲,灌溉农业”格局。由于农业灌溉技术的进步,目前新疆绝大多数农田灌溉均由过去漫灌、沟灌方式,转变为节水潜力很大的实现水资源节约和优化配置水的灌溉技术。常采用的节水灌溉方式有膜下自压软管滴灌、膜下有压滴灌和棉花地下滴灌3种方式;随着节水灌溉技术的不断发展,灌溉工程能力增强,灌溉质量逐步提高。新疆棉花产业的主要灌溉方式如下。
1.1 地面灌(沟灌)
全生育期灌水3~4次,灌溉定额5 400 m3/hm2,灌溉均匀度差,田间灌水效率低,水量损失严重,灌水量大,易产生深层渗漏。肥料淋湿严重,利用率低,易造成地下水污染。土地利用效率较低,人工投入量大,水分生产率较低。地面灌易造成土壤含水量较多,抑制作物根系呼吸,影响植物叶绿素合成及正常的生长。目前新疆约有88.2%的灌溉面积仍采用地面灌溉[5]。因此,根据新疆农牧区的经济条件,仍应把改进地面灌溉方法作为主要的工程节水措施。
1.2 膜下自压软管灌
全生育期一般灌水6~7次,灌溉定额4 200 m3/hm2,它除灌水定额较大及灌溉均匀度较差外,滴灌所具有的优点它也基本具备,相比膜下自压软管灌条田的0~6 cm的土壤水分亏缺,饱和比地面灌缓和。总之,该技术的优点是投入成本低,灌溉方式造价低廉,使用方便,对水质要求不高, 适应性广,适合在全区大多数农田推广应用。缺点是灌溉均匀度稍差, 但控制好可与增压滴灌效果相同。
1.3 膜下滴灌
棉花膜下滴灌技术是在地膜栽培和滴灌技术的基础上,将滴水毛管 (滴灌 带)铺设于膜下实施局部灌溉 ,水滴直接滴入作物根区土壤 ,使传统的“浇地”变成“浇作物”,降低 了株间蒸发,有利于调节根系活动层的土壤温度和水分状况等。该灌溉方式能为棉花生长发育提供一个比较好的土壤环境。滴灌每次灌水量小,灌次多(每次20~25m3/hm2,生育期灌溉10~12次),灌溉总额3300m3/hm2,灌水均匀,基本无旱涝不均的现象,土壤中水、气比较协调,土壤酥松,不板结,土壤团粒结构保持较好,有利于棉花根系生长发育。膜下滴灌在灌水、施肥、排盐、灭虫、控制棉花生长等方面已总结出一套相当成熟的技术[6]。但在棉花关键需水期,由于滴水量不足、滴水间隔时间过长等原因,引起棉花落蕾、落铃,造成减产。
1.4 地下滴灌
全生育期共滴水10次,灌溉定额3100m3/hm2左右,和膜下滴灌相比,地下滴灌进一步减少了水分蒸发,提高了灌溉水的利用率。地下滴灌是极为先进的节水灌溉技术。与膜下滴灌技术相比,减少了每年春季铺设连接,秋季回收管道和管件的繁琐工序。更加节水、省工,土地利用率、水分生产效率更高,棉花生育期提前,吐絮集中。通过对田间土壤水分变化过程和实际应用效果的监测分析,地下滴灌比膜下滴灌节水5.17%,增产5.12%;与常规地面灌相比,节水36.6%,增产45.63%,节水增产效果极为显著[7]。
2 新疆棉花产业灌溉面临的问题
新疆棉花灌区分布于天山南北气候区,属干旱、半干旱地区,气候炎热,降水量少,蒸发量大,东疆灌区多年平均气温14.1℃,年降水量16~202 mm,年蒸发能力1 638~2 845 mm;塔里木盆地灌区,年平均气温13.4℃,年降水量在33~65 mm,年蒸发能力2 100~2 600 mm;伊犁河灌区是新疆区相对温暖湿润的地区,多年平均气温6.35℃,年降水量250~590 mm,年蒸发能力953~1 614 mm;准噶尔盆地灌区年平均气温4.8℃,年降水量98~289 mm,年蒸发能力159~7 000 mm。新疆有河流总数570条,河川径流总量为882.4亿m3,其中,国内产流794亿m3,国外来水88亿m3,多年平均水量239.6亿m3,平原区地下水总补给量352亿m3,其中天然补给量为65亿m3,地下水可开采量约201亿m3,因此,新疆地表水地下水总量为947.4亿m3。新疆河流绝大多数属内陆河流,以降水和融冰、雪水为主,年际变化较小,年内水量分配悬殊。冬春水量小,春季只占年度水量的10%,满足不了春灌要求,夏季水量高达70%,多造成洪水灾害。
有研究[8]表明,新疆全区现状地表水可利用量与目前实际引水灌区的地表水基本相当,除国际河流外,新疆地表水已基本无开源潜力。同时,由于水资源时空分布不均,加之水利工程建设滞后,管理薄弱,更加加剧了国民经济发展与生态环境保护用水的矛盾,干旱缺水已成为制约新疆棉花产业发展的主要因素。
3 新疆棉花灌区用水灌溉未来发展的思考
由于新疆属于内陆干旱地区,水资源总量相对紧缺,新疆广大河流灌区由于长期灌量大,地下水位偏高,农业灌溉只能做到增产不增地,增地不增水,因此对于棉花产业节水发展必须有新的想法和思路。
3.1 广泛推行新型节水灌溉
加大政府对节水灌溉设施的投入,广泛推行滴灌、喷灌等节水灌溉方法,从灌溉方式上减少水资源浪费。新疆不同区域的节水模式都在广泛推行,取得显著的节水效果。如塔里木节水农业区:开展高效节水农业,合理确定可开采利用的地下水; 以灌区防渗作为主要水源的建设措施,采取非充分灌溉的办法,引用先进的节灌技术,大力发展间作套种,选用节水耐旱的作物品种,减少灌溉用水量。
3.2 大力提倡发展生物节水
农业节水是一项系统工程,包括:水资源时空调节,充分利用自然降水,高效利用灌溉水,以及提高植物自身水分利用效率多个方面。说到节水,人们直感和熟悉的多为通过渠道衬砌防渗、管道输水、喷灌微灌、覆盖保墒等工程性措施以减少输水中的渗漏、灌水中的浪费和地面蒸发的损失,而往往忽视包括作物根系从土壤中吸水、传输、蒸腾和同化物合成的生物性水消耗过程。所谓生物性节水,是指利用和开发生物体自身的生理和基因潜力,在同等水供应条件下能够获得更多的农业产出[7]。在各种节水措施中,生物节水的潜力很大。
选育栽培高产和高效利用有限水分的优良品种,是一项投资少,见效快,效益广泛的可持续发展农业关键措施。只有提高生物的自身水分利用效率,才有可能取得节水的新突破。节水灌溉工程已经有了较大的发展,如小麦优化灌溉,水稻浅显灌溉,棉花膜下滴灌以及控制性作物根系分区交替灌溉等技术得到了广泛应用,但是对于水的流失,渗漏和蒸发的到有效控制之后的重要节水技术——生物节水,即提高作物水分利用效率和耐旱性就显得很重要。因此生物节水技术是实现进一步节水增产的关键环节和最终潜力,生物节水将在以后的节水农业中占有重要地位。
参考文献
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[7]贾大林,司徒淞,庞鸿宾.节水农业与区域治理[M].北京:中国农业科技出版社,1992.
水田灌溉用水量还原计算 篇7
1 水田灌溉用水量试验
1.1 试验场地选择与布设
根据有关规范要求, 选择了一块供水与排水工程完善、地势平坦、周边无高杆作物的小面积灌区作为水田灌溉用水量实验场。并在实验场内, 布设流量观测断面5处, 降水量观测场1处, 水面蒸发观测场1处, 田间蒸发观测场1处, 田间蒸腾量观测场1处, 地下水埋深观测井1处, 土壤含水率观测场1处。
1.2 观测项目安排
在流量测验断面上利用流速仪实测地表水引用量, 地下水开采量。用小浮标实测田间回归水排放量。用自记雨量计和直径为20 cm的普通雨量计实测降雨量。用E601蒸发皿和直径为20 cm的普通蒸发皿实测水面蒸发量和田间蒸发量。用1.0 m×1.0 m的观测筒观测水稻植株蒸腾量和棵间蒸发量, 采用人工方式定时观测地下水深埋及土壤含水率等项目。
2 水田灌溉用水量计算
2.1 资料采用
降水资料, 采用自记雨量计实测值;地表水引用量, 采用流速仪实测值;地下水开采量, 采用流速仪实测值;田间渗透量, 采用经验值 (日渗透深度3.5 mm/d) ;回归水排放量, 采用小浮标实测值;渠系损失量, 采用计算值 (实测出渠系有效利用系数后, 通过公式计算) ;植株蒸腾量和棵间蒸发量, 采用实测值。
2.2 水稻生长期划分
根据试验区内水稻生长发育的实际情况, 水稻生长可划分为5个生长期。 (1) 泡田期, 5月5—10日, 计6 d; (2) 返青期, 5月11—27日, 计17 d; (3) 分蘖期, 5月28日至7月11日, 计45 d; (4) 孕穗抽穗期, 7月12日至8月11日, 计31 d; (5) 成熟期, 8月12日至9月14日, 计34 d。水稻总生长期为133 d。
2.3 灌溉用水量计算
灌溉用水量计算方法: (1) 试验区灌溉面积确定。采用平板仪实测, 测得面积为295 000 m2。 (2) 渠系有效利用系数确定。试验区引水工程在二级渠道组成。采用流速仪在两级渠道的入水口和出水口设测流断面, 分别进行进、出口流量实测, 得到渠道有效利用系数为0.731。 (3) 灌溉用水量计算。采用分式W用=W降+W地表+W地下计算。获得平均用水量为13 617 m3/hm2 (表1) 。其中, W用为年灌溉用水量;W降为降水量;W地表为地表水引用量;W地下为地下水开采量。 (4) 水稻生长需水量。水稻生长需水量包括植株蒸腾量、棵间蒸发量和田间渗漏量等3个部分水量。通过对试验资料的统计得到水稻生长需水量为10 710 m3/hm2 (表1) 。 (5) 灌溉用水损失量计算。灌溉用水损失量包括渠系渗漏量和田间回归水排放量2个部分[3,4,5]。这2个部分损失的水量在灌溉过程中是不可避免的, 由于各灌区的土质不同, 渠系工程质量不同, 损失量也有一定差距[6]。在试验中根据测出的渠系有效利用系数, 计算出地表水引用量在渠道运行的过程中年损失量为1 858.5 m3/hm2。田间回归水排放量为625.5 m3/hm2。2项总损失量为2 484.0 m3/hm2。
3 资料分析
此次试验灌区选择在黏土结构的平原区。试验前灌区土壤含水率为19.4%, 地下水埋深为9.23 m。从表1中可以看出, 水田年总用水量为13 617 m3/hm2, 水稻生长需水量为10 710 m3/hm2, 总损失量为2 484 m3/hm2。水稻生长需水量与总损失量之和比总用水量少423 m3/hm2。这部分水量在水稻成熟后还保持在原田间的土壤。
(m3/hm2)
注:水稻成熟期为8月12日至9月2日, 停止灌水阶段为9月3—14日。
从表1中还可以明显看出, 从水稻生长发育情况来看可划分5个用水期;从各用水期的特点看可划分为3个用水阶段:一是集中灌水阶段。泡田期为集中灌水阶段, 各灌区在该阶段各自发挥其优势, 集中向田间灌水, 使田间的水量尽快达到饱和并保持供插秧和幼苗生长需要的水层。二是需要灌水阶段。此阶段时间较长, 主要分布在水稻返青期、分蘖期、孕穗抽穗期和成熟期的前半期。此阶段是根据水稻的生长的实际需要有计划地向田间灌水, 以满足水稻生长的需水量。三是停止灌水阶段。成熟期后半期, 水稻发育基本成熟, 田间土壤含水量能够满足水稻成熟的需要, 因此各灌区停止灌水。为了保证收割的顺利进行, 遇有降水随时排出, 从而看出此次试验符合水稻生长的用水规律和用水的实际情况。
4结语
试验结果表明, 水田灌溉用水量主要来源于天然降水、地表水和地下水。灌溉过程和各时期灌水量由人工掌握并合理分配。据测定计算, 水稻生长年用水量为13 617 m3/hm2。水稻生长实际耗水量为10 710 m3/hm2。如果采用节水的方法进行灌溉, 平均可以节约用水625.5 m3/hm2, 在渠道上加入防渗设备还可以进一步节约用水, 最多达1 858.5 m3/hm2。从而看出节约用水是充分利用水资源使其发挥最大效益的最好办法。
参考文献
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浅析农业灌溉用水管理模式 篇8
一、加强农业灌溉用水管理制度的意义
随着工业和城市化的发展, 城市生活与工业用水越来越多, 而农业用水则不断下降。近年来, 农业节水灌溉技术和设施的采用, 对于加强农业灌溉用水的管理有很大作用, 但要想调动起农民节约用水的积极性, 就必须从根本上解决农业用水日益短缺, 加强农业灌溉用水管理, 这对促进我国水资源的可持续利用具有非常重要的意义:
缓解水资源紧缺的压力。水资源现在面临水环境恶化、洪涝灾害、干旱缺水等问题, 成为制约国民经济发展的瓶颈之一, 农业灌溉用水作为用水大户的, 进行科学管理能维护粮食和农业用水安全, 为城市生活、工业和生态环境等用水节约部分水资源, 缓解水资源紧缺。
有利于维护粮食安全。目前农业灌溉用水有效利用率低, 如果不节约用水, 粮食安全则很难保证。因此, 加强对农业灌溉用水管理对保证粮食安全具有十分重要的作用。
增加灌区农民收益, 有利于提高农业灌溉用水的经济效益通过加强其管理, 可以提高农民的节水意识, 使灌区农民支付的水费有所减少, 节约出一定量的水资源, 再通过各种途径转让给工业或城市, 对农业用水进行一定的补偿, 能增加灌区农民的收益, 提高农业灌溉用水的经济效益。
有利于水资源的生态平衡和可持续利用。水资源的紧缺使许多地方为了保证用水, 出现以牺牲环境为代价, 造成生态环境问题, 给当代人带来危害的同时, 更重要的是影响到子孙后代的利益。所以, 加强农业灌溉用水管理对促进社会经济和生态环境的协调发展, 促进水资源的可持续利用具有非常大的意义。
二、农业灌溉用水管理模式
农业灌溉管理模式必须有科学的理论指导。其基础是产权理论和行为科学理论。
1、在灌溉管理改革中的应用产权理论
产权包括所有、使用、处分并获取相应收益的权利, 是以所有权为基础, 具有以下三层含义:资产的所有权、法人财产权、股权和债权。
在现实的经济生活实践中, 产权所具有的各种属性, 需要一定的制度保障才能实现。在复杂的社会关系中, 经济人所追求的是效益的最大化。为了社会的健康发展, 采取必要的措施——制度, 是解决冲突, 能够生存的必然抉择。制度是一个体系, 它随着社会的发展不断地发生变化。产权制度是人类社会发展到一定历史时期的必然产物, 用来约束、鼓励、规范人们产权行为, 是协调生产关系、社会生产力相互关系的结果。它影响国民经济的发展, 也影响人们的各种经济行为, 其基本的功能主要表现在:激励功能, 使经济行为在经济活动中具有内在推动力;制约功能, 规定了产权主体不能作为的空间范围;高效率配置稀缺资源功能, 通过产权交换, 使交换双方都获得经济效益, 最终增加了社会总效益, 使稀缺资源得到有效配置。
灌区现行管理体制的最大弊端是产权不清、责任不明。“国有”这种体制使资产的具体所有者和对资产负责的主体模糊不清, 带来的问题是工程老化失修, 工程坏了找国家要钱修, 用水者只管用水。灌区体制改革的关键, 就是要既对资产所有者负责, 又有相对独立的经营管理的自主权。因为没有好的管理体制与运行机制, 水利工程就不能充分持久地发挥作用。
灌区推行用水户参与管理, 资产所有权与经营管理使用权分开。应明确界定灌区资产所有权, 明确所有权的目的与企业不同, 把灌区的具体经营管理权交给用水者, 改善现在用水户只管用水, 被动参与管理的状况。为了保证灌区有必要的运行维护经费, 用水户自己协商研究, 保证大多数用水户公平合理得到灌溉排水服务的权利。随着国家经济体制改革的深入, 水管单位体制改革势在必行。
2、行为科学理论在灌溉管理中的运用
随着科学技术的不断进步, 水利在农业增产中的作用愈来愈显著, 在灌区推行参与式管理, 重要的是要积极吸引用水户的参与, 把灌溉管理的部分或全部责任和权利从专管机构或政府部门的手中转移到用水户身上。用水户参与灌溉管理, 是一种科学的管理制度和管理方法, 实际上是行为科学理论在灌溉管理中的具体运用, 是灌溉管理体制的一场变革。
三、农户参与式灌溉管理模式
农户参与式灌溉管理基本思路是以参与式灌溉管理建设为切入点, 积极推进农业用水制度改革和管理模式创新, 发挥市场机制的调节作用, 建立和完善用水市场, 提高农业用水的组织化程度和灌溉效率, 强化农民参与灌溉管理。
参与式灌溉管理基本模式由供水单位或供水公司两部分组成。负责管理水源工程、骨干输水渠道和供水, 或者是农民用水协会, 负责支 (斗) 渠及其以下渠系工程与灌溉管理。两者各自独立, 不是行政上的隶属关系。
参与式灌溉管理是让灌区的广大用水户在政府的宏观调控扶持下, 以“主人”身份参与灌区建设与管理, 充分考虑灌区的特殊要求, 按市场经济的一般原则经营管理灌区。推进参与式灌溉管理是一种科学的灌溉管理模式, 是现代管理科学在灌区的具体运用, 有利于节约用水, 有利于增强用水户的责任感, 缓解水资源紧缺矛盾, 调动他们维护管理灌区积极性, 增加农民收入, 提高管理效率。用水户参与灌溉管理是灌区改革的关键组成部分。它意味着用水户参与灌溉管理的核心是政府管理权力的转移或移交, 部分管理权力的下放或移交。
用水户协会是参与式灌溉管理组织体系中最基本的组织机构。开展用水户参与灌溉管理改革要注意抓好“业主”到位, 组建用水户协会, 协会是互助合作、自主管理的服务组织, “业主”是法人, 具有受法律保护的合法权益, 要理顺用水户协会与外部的关系, 要实行内部民主管理, 为用水户提供公平、高效、周到的服务, 帮助农民提高对水费改革的承受能力, 提高水的利用率、经济效益、生态环境效益。
参考文献
[1]李代鑫:《中国灌溉管理与用水户参与灌溉管理》, 《中国农村水利水电》, 2002, 5。
灌溉用水效率 篇9
灌区灌溉用水有效利用系数是反映灌区灌溉管理效益的重要指标之一,是渠系输水效率的一个主要参数,也是反映田间管理水平的主要参数,是水资源开发利用管理、灌区节水改造规划设计、灌区管理的一个主要参考指标。双牌灌区的灌溉用水有效利用系数采用首尾测算分析法进行测算。
2 双牌灌区灌溉用水有效利用系数计算过程
双牌灌区灌溉水有效利用系数选用首尾测算分析法测算。首尾测算分析法是指直接测量统计灌区从水源引入(取用)的毛灌溉用水总量,通过分析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用水有效利用系数,计算公式为
式中w———灌溉用水有效利用系数;
Wj———净灌溉用水总量,m3;
Wa———毛灌溉用水总量,m3。
计算分析时段以测算分析年的日历年为准,以2013年为例,测算时间段为2013年1月1日—12月31日;对于跨年度的作物油菜进行了分段计算,上半年取灌区前一年所种植油菜的灌溉数据,下半年取当年所种植油菜的灌溉数据。
2.1 毛灌溉用水总量的确定
毛灌溉用水总量是指灌区全年从水源地等灌溉系统取用的用于农田灌溉的总水量。双牌灌区是利用双牌水库水源与灌区结瓜塘堰坝联合灌溉供水的灌区,灌区的毛灌溉用水总量等于从双牌水库取用的农田灌溉总水量和从灌区内基础水利设施山塘、堰、坝等取用的农田灌溉总水量之和,同时考虑灌区集雨量。
a.2013年从双牌水库取水量23000万m3,灌区放水前结瓜塘库调查基础水量1536万m3。
b.灌区放水期间山塘、堰、坝等灌区内基础水利设施系统中集雨量按径流系数法计算,公式为
式中W———年内山塘、堰、坝总集雨量,万m3;
a———年径流系数;
P———年降水量,mm;
F———山塘、堰、坝集水面积,km2;
η———山塘、堰、坝蓄水系数,考虑蒸发、渗漏、弃水等。
根据灌区内水文气象资料可确定:a=0.52,P=1465.2,F=145.15,η=0.51,则
则2013年度双牌灌区毛灌溉用水总量计算值为:
2.2 净灌溉用水总量确定
双牌灌区主要作物为水稻,其他作物主要有棉花、花生、油菜、红薯。故灌区净灌溉用水总量取水稻、棉花、花生、油菜、红薯净灌溉用水总量之和计算。以水稻为例说明测算过程。
水稻净灌溉需水量包括泡田期灌溉用水量、生育期蒸腾蒸发量以及必要的渗漏水量、育秧需水量四部分,由于育秧需水量计算较复杂,用水量很小,在实际计算水稻全生育期净灌溉定额时忽略不计。水稻全生育期(包括泡田)净灌溉定额计算公式为:
式中Me———水稻净灌溉定额,mm;
Etc———作物需水量,mm;
Pe———水稻生育期内的有效降水量,mm;
Fd———水稻全生育期渗漏量,mm;
M0———插秧前的泡田定额,mm,
Ge———水稻全生育期地下水的利用量,mm。
2.2.1 作物需水量Etc确定
作物需水量是指作物在适宜的土壤水分和肥力水平下,经过正常生长发育,获得高产时植株蒸腾、棵间蒸发以及构成植株体的水量之和,采用按参考作物法计算,公式为
式中Et0———第i阶段参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;
Kci———第i阶段作物系数。
2.2.1. 1 作物系数Kc的确定
双牌灌区因缺乏试验实测资料,作物系数的取值计算参考《湖南省农作物作物系数推荐值表》。2013年作物系数取值以早稻为例,分阶段取值,灌溉前期平均数在0.8左右,灌溉中期在1.05左右,灌溉后期在1左右。
2.2.1. 2 参考作物蒸发蒸腾量Et0计算
参考作物蒸发蒸腾量Et0采用彭曼-蒙蒂斯方法计算,公式为
式中Et0———参考作物蒸发蒸腾量,mm/d;
Δ———水汽压关系在T处的切线斜率,k Pa/℃
Rn———净辐射,MJ/(m2·d);
ed———实际水汽压,k Pa;
G———土壤热通量,MJ/(m2·d);
r———温度表常数,k Pa/℃;
U2———2m高处风速,m/s;
Td、Td-1———第d、d-1天的日平均气温,℃。
由于Et0计算复杂,使用湖南省灌溉用水有效利用系数分析测算信息管理系统计算,计算时将灌区所在的永州国家一级站气象站资料导入计算系统后,软件自动计算出Et0。
2.2.2 水稻泡田水量M0及渗漏量Fd计算
双牌灌区泡田水量根据历史资料和灌溉经验确定,具体为:早稻45mm,中稻80mm,晚稻60mm。水稻全发育期渗漏量采用经验数据。
2.2.3 有效降雨量Pe计算
从水稻灌溉定额计算分析表中分析得出,计算公式为
2.2.4 地下水补给量Ge计算
双牌灌区属丘陵山区,地下水埋深较低,不采用地下水灌溉,故取Ge=0。
2.2.5 净灌溉用水总量计算
由湖南省灌溉用水有效利用系数分析测算信息管理系统计算得出水稻等作物净灌溉定额,同时调查统计出2013年度灌区种植面积。2013年度灌区实灌播种面积和灌溉定额如下:
A早稻=21.67万亩(223.75m3/亩),A单季稻=1.61万亩(426.94m3/亩),A晚稻=21.03万亩(371.51m3/亩),A花生=1.37万亩(299.85m3/亩),A红薯=1.33万亩(441.84m3/亩),A棉花=0.36万亩(355.51m3/亩),A油菜=3.37万亩(190.86m3/亩)。净灌溉用水总量Wj由下式计算:
式中N———灌区播种作物种类总数;
Mi———第i种作物净灌溉定额,m3/亩;
Ai———第i种作物实灌面积,万亩。
代入数据得
双牌灌区2013年灌溉用水有效利用系数为
3 双牌灌区灌溉用水有效利用系数影响因素分析
双牌灌区灌溉用水有效利用系数从2005年开始进行测算,系数总体呈现上升趋势,2015年已上升至0.5010。
3.1 工程改造后输水能力大幅上升
双牌灌区对长达73.26km的渠道进行了升级改造,减少了渠水的渗漏量,渠道输水能力增强,扩大了灌区有效灌溉面积,目前有效灌溉面积从改造前的24.3万亩增加到31.2万亩。
3.2 加强管理对灌溉用水有效利用系数的影响
管理因素对提高灌溉用水有效利用系数至关重要。从双牌灌区的运行管理经验来看,主要取决于两个方面:
a.科学调度灌溉用水。双牌灌区管理人员通过走访灌区充分了解灌区的用水需求,并依照用户的用水需求科学制定供水方案,严格按照方案配水。同时,基层管理所控制斗渠放水流量,推行节水灌溉。
b.农民用水户协会建设。双牌灌区范围内有32个农民用水户协会,协会内的斗渠、农渠有人养护,结瓜塘库有人管理,农民用水有人协调,极大地减少了灌溉用水在末端渠系的沿程损失和浪费。同时,灌区管理单位能及时了解用水户的实际情况,进行精确配水。
4 结语
综合来看,渠系工程改造使渠道水渗漏量大幅减少,输水能力上升,对提升灌溉用水有效利用系数立竿见影。加强灌区管理工作,增加水资源分配合理性,是发挥灌溉效益的根本保障。
摘要：本文分析了测算双牌灌区灌溉用水有效利用系数的意义,系统阐述了灌溉用水有效利用系数的测算方法,探讨了影响灌溉用水有效利用系数的具体因素。研究成果可为灌区灌溉用水有效利用系数的测算和灌区的水管理提供理论依据。