灌区灌溉水利用系数计算与分析

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

目 录

摘要 ............................................................................................................................................ 2 第一章 绪论 .............................................................................................................................. 3

1.1研究意义 .................................................................................................................. 3 1.2研究现状 .................................................................................................................. 3 1.2.1常用测算方法简介 ........................................................................................... 3 1.2.2现有测定方法存在的问题 ............................................................................... 7

第二章 研究目标和研究内容 .................................................................................................. 9

2.1研究目标 .................................................................................................................. 9 2.2研究的主要内容 ...................................................................................................... 9 第三章 宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析 ................................................................ 10

3.1宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算 ........................................................................ 10 3.1.1宝鸡峡灌区基本概况 ..................................................................................... 10 3.1.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数测算步骤 ......................................................... 11 3.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数的影响因素分析 .................................................... 22 3.2.1社会经济状况的影响 ..................................................................................... 22 3.2.2种植结构的影响 ............................................................................................. 23 3.2.3灌区管理状况的影响 ..................................................................................... 24 3.2.4灌区工程地质地理位置的影响 ..................................................................... 25 3.2.5灌区节水灌溉措施的影响 ............................................................................. 26 3.2.6不同水文年份的影响 ..................................................................................... 26

第四章 存在问题及解决措施 ................................................................................................ 27

4.1存在的问题 ............................................................................................................ 27 4.2解决办法 ................................................................................................................ 27 4.2.1确定毛灌溉用水总量 ..................................................................................... 28 4.2.2计算净灌溉用水量 ......................................................................................... 28 4.2.2计算灌溉水利用系数 ..................................................................................... 29

第五章 结论 .......................................................................................................................... 32 参考文献 .................................................................................................................................. 34 附 录 ...................................................................................................................................... 35 致 谢 ...................................................................................................................................... 45

第 1 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

指导老师：王密侠 作者：陆通

摘 要：本文以陕西省宝鸡峡灌区为研究对象，通过对灌区进行实地调查、收集资料，利用灌区灌溉用水管理资料、气象资料、流量资料、灌溉试验，依据灌区渠首每日引水量（退水量），结合灌区各支渠配水水量及斗口引水资料计算灌区各干、支渠利用系数及灌区灌溉水利用系数；渠首到斗口的利用系数利用灌区历年实际配水资料获得；灌区斗渠，农渠，毛渠渠道水利用系数和田间水利用系数借鉴灌区灌溉实践经验，利用调查资料分析计算获得；最后利用渠首到斗口的水利用系数和斗口到田间的水利用系数计算全灌区的灌溉水利用系数。通过研究灌区灌溉水利用效率状况，分析灌溉水有效利用系数的影响因素，探索提高灌溉水有效利用系数的节水措施，对目前灌溉水利用系数测算分析方法及存在问题进行分析研究。

关键词：宝鸡峡灌区 ；渠系水利用系数；田间水利用系数；农业节水

Calculation and Analysis of Typical Irrigation District Water Use

Coefficient

Abstract：In this paper, Shaanxi Province’s Baojixia Irrigation district is the research object . Full use of Irrigation Water Management Information 、Irrigation experiments 、Meteorological data, flow data observation data ,Learning from the experience of irrigation practice ,calculated and analyzed the water use coefficient of this irrigation district. According to the daily amount of water used in Irrigation District (return flow), combing branch canal irrigation water and the water diversion iformation at each mouth of lateral canal, the canal water use coefficient of branch canals and lateral canals were calculated. The water use coefficient from canal head to each lateral canal mouth is got from water distribution information. Canal water use coefficient and field water use coefficient is calculated using survey information. Use of canal water use coefficient and the field water use coefficient for irrigation water use coefficient. By studying the status of irrigation water use efficiency, analyzed the affecting factors of irrigation water use coefficient and the current irrigation water use coefficient calculation method and its existing problems，in order to explore means to save irrigation water.

Key words: Baojixia Irrigation District; canal water utilization coefficient; field water use

第 2 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

第一章 绪论

1.1 研究意义

随着我国经济的快速增长，人口的逐步增加，水资源紧缺问题日益严重，水资源的合理开发和充分利用尤为重要。据相关资料显示，目前我国农业灌溉用水占70%以上，如何提高灌溉水利用系数，减少灌溉用水，是目前节水工作的首要任务。灌溉水利用系数是衡量一个灌区节水工程技术措施、节水农业技术措施和节水管理技术措施等节水措施的评价指标。对任何一种节水技术措施进行分析、比较和评价都涉及到灌溉水利用系数，灌溉水利用系数是集中反映灌溉工程质量、灌溉技术水平和灌溉用水管理水平的一项综合指标。它是评价农业水资源利用、指导节水灌溉、大中型灌区续建配套及节水改造健康发展、灌溉水量宏观调控的重要依据。

我国灌溉用水节约潜力很大，研究分析灌区灌溉水利用系数，正确认识、探讨灌区灌溉水利用系数的测定和计算方法，对了解我国灌区灌溉水利用水平的现状和存在问题，提高灌溉水的利用率，促进水资源的持续利用有着积极的意义。

1.2研究现状

目前灌溉水利用系数的确定方法主要有经验系数法、经验公式法与实测法三类 。生产实际中对于已建成灌区灌溉水利用系数的确定应用的方法主要有首尾测定法、典型渠段测量法和综合测定法等，鉴于测算所需时间长，计算过程、数据繁杂，以及对灌溉统计数据利用不够充分等缺点，采用投入少、见效快的灌溉水利用系数的测算方法是我国目前需要研究的课题。目前急需采用计算机技术对灌溉水利用系数进行分析测算，以推求各灌区科学合理的灌溉水利用系数，评价、指导节水灌溉的发展。

1.2.1常用测算方法简介 1.首尾测定法：

测定作物净灌溉水量和渠首总供水量，不必测定中间过程中的输、配水损失量，从而求得灌溉水利用系数。这样可以明显的减少灌溉水利用系数的测定工作。

某次灌溉水利用系数η可用下式计算：

??mA/W （1-1）

式中：m为作物的净灌溉定额，A为作物的实际灌溉面积，W为渠首引水总量。 对于大型灌区而言，灌区年度净灌溉水量等于该年度所有作物的净灌溉水量之和。因此，可以在灌区中选择典型区域，确定各种作物的总灌溉定额。通过灌区渠首年度总引水量，各种作物的实际灌溉面积，可以利用下式计算年度的灌溉水利用系数ηl:

第 3 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

n?l??MiAi/Wj （1-2）

i?1式中：mi为第i种作物的净灌溉定额，Ai为第i种作物的实际灌溉面积，Wj为渠首引水总量，n为灌区作物种类。

该方法克服了传统测定方法工作量大等缺点，适用于各种布置形式的渠系，但只是单纯为了确定灌区的灌溉水利用系数,不能充分反映渠系输水损失和田间水利用情况。对于渠道改造工程不能提供有效的指导作用。

2.典型渠段测量法：

首先选择具有代表性的典型渠道及测流断面，测流段应基本具有稳定规则的断面；其次选择测量方法，测定时尽量采用流速仪表、量水建筑物测流。测定时，应在实际灌溉运行条件下测定流量及水量。测段内分水口正常分水，测量时段内渠道 (渠段)流量应尽可能保持稳定。测量典型渠段长度，流量小于1 m3/s时，渠段长度不小于1km；流量为 1～10m3/s时，渠段长度不小于3km；流量为10～ 30 m3/s时，渠段长度不小于 5km；流量大于30 m3/s时，渠段长度不小于10km。

a.动水测定法

根据渠道沿线的水文地质条件，选择有代表性的渠段，中间无支流，其长度应满足以下要求：流量小于lm3/s时，渠道长不小于lkm；流量为1～l0m3/s时，渠道长不小于3km；流量为10～30m3/s时，渠道长不小于5km；流量大于30m3/s时，渠道长不小于l0km。观测上、下游两个断面相同时段的流量，其差值即为损失水量。

（1）渠道水利用系数

渠道水利用系数等于该渠道同时期放入下一级渠道的流量(水量)之和与该级渠道首端进入的流量(水量)的比值。可分别用下式计算：

η渠道=W净/W毛 （1-3）

式中：W净为下一级渠道水量，m3；W毛为上一级渠道渠首水量，m3；η为渠道水利用系数。 （2）渠系水利用系数

灌溉渠系的净流量与毛流量的比值称为渠系水利用系数,用符号ηq表示。农渠向田间供水的流量就是灌溉渠系的净流量,干渠或总干渠从水源引水的流量就是渠系的毛流量。各级固定渠道的渠道水利用系数的乘积值称为渠系水利用系数。渠系水利用系数反映了从渠首到农渠的各级输、配水渠道的输水损失，表示了整个渠系灌溉水的利用率。即

第 4 页

渠道

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

ηq=ηgηzηdηn （1-4）

式中：ηq为渠系水利用系数；ηg、ηz、ηd、ηn分别为干、支、斗、农渠的加权平均渠道水利用系数。

3)田间水利用系数

田间水利用系数是实际灌入田间的有效水量(对旱作农田,指蓄存在计划湿润层中的灌溉水量;对水稻田,指蓄存在格田内的灌溉水量。)和末级固定渠道(农渠)放水量的比值,用下式表示

ηt=Wj/Wt=mjAj/Wt （1-5）

式中：mj为设计净灌水定额(m3/hm2)；Aj为末级固定渠道控制的实灌面积(hm2)；Wt为末级固定渠道放出进入田间的总水量(m3)。

4）灌溉水利用系数

灌溉水利用系数是实际灌入农田的有效水量和渠首引入水量的比值,用符号η0表示。它是评价渠系工作状况、灌水技术水平和灌区管理水平的综合指标,可按下式计算:

η0 =

Amn （1-6） Wg或： η0=ηtηq=ηgηzηdηn （1-7）

式中:A为某次灌水全灌区的灌溉面积(hm2)；mn为净灌水定额(m3/hm2)；Wg为某次灌水渠首引入的总水量(m3)。

对于井渠结合灌区应分别算出井灌水利用系数和渠灌水利用系数，然后根据井灌的地下水利用量与渠灌的渠首引水量进行加权平均：

η=(W1η1+W0ηq)/(W1+W0) （1-8）

式中：W1为灌溉时井灌的地下水利用量，m3；η1为井灌灌溉水利用系数。 b.静水测定法

选择一段具有代表性的渠段，长度50～l00m，两端堵死，渠道中间设置水位标志，然后向渠中充水，观测该渠段内水位下降过程，根据水位变化即可计算出损失水量和渠系水利用系数。

（1） 损失水量的计算

第 5 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

W损失?W首-W尾-?Wi??W渠 （1-9）

式中：W首为测量时段内典型渠段首部测量断面累计水量；W尾为测量时段内典型渠道尾部断面累计水量，∑Wi为测量时段内正常运行的下级渠道测量断面的累计水量；△W渠为测量始末典型渠道内的蓄水量的变化，增加的情况取“-”，减少的情况取“+”。

（2）渠道水利用系数

首先计算典型渠段的输水损失率δ上游断面的累计水量之比：

典型

，δ

典型

为典型渠段测量时段内损失水量与渠段

δ

典型

=W损失/W首 （1-10）

典渠道

其次计算典型渠道单位长度的输水损失率σ。实际的渠道在运行过程中存在很

大的差异，在计算渠道水利用系数时，必须进行修正。典型渠段选定后，影响渠系水利用系数的主要因素有流量变化，沿程分水情况及典型段选择的位置情况，因此，引入三个修正系数：

σ

式中：L

典渠道

=[k2+k3（k1-1）（1-k2）] δ

典型

/L典渠段 （1-11）

典渠段

为典型渠段的长度，k1为输水系数，k1=Qc/Qo，Qo为渠首流量，Qc为

渠尾流量；k2为分水系数，k2=0.5*（1-1/6*ΔB/B）,B为渠道控制区的平均宽度，ΔB为控制区宽度呈线性变化的假定下，首部于尾部的宽度差，如果为均匀分水，即上下游控制面积区别不大，则k2=0.5。k3为位置修正系数，k3=0.5+L1/L，L1为典型渠段中心点到该渠道渠首距离，L为典型渠道的长度。

渠道单位长度的输水损失率δ进行加权平均的计算值，即：

σ

渠道

渠道

等于所选该级各典型渠道输水损失率按渠道长度

=∑σ

典渠道i

L典渠道i/∑L典渠道i （1-12）

某级渠道的输水损失率为：

δ渠=σ渠道L渠 （1-13）

式中：L渠为该级渠道的平均长度（km），即该级渠道的总长度除总条数。 因此，某级渠道的渠道水利用系数η渠为：

η渠道=1-δ渠 （1-14）

（2） 灌溉水利用系数 首先计算田间水利用系数：

第 6 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

η田间=mA/W农净 （1-15）

式中：η

田间

为田间水利用系数；A为渠道控制的灌溉面积（hm2）；m为灌区某次

灌水定额定额（m3/ hm2）；W农净为农渠放水量（m3）。

3.综合测定法：是将首尾测定法、典型渠道测量法及对灌溉水利用系数的修正等综合考虑的一种方法。克服了传统测量方法中工作量大，需要大量人力、物力才能完成的缺点，又弥补了只测量典型渠段而引起较大误差的不足。在我国目前及今后相当长一段时期内具有重要的实用价值。

综合测定法的步骤：首先确定灌区测量渠道的数量、测量方法、典型渠段及其长度；其次，计算出典型渠段的单位长度输水损失率；然后，确定输水系数、分水系数及典型渠段位置修正系数，计算出典型渠道的单位长度输水损失率；第4步，进行典型渠道非等效并联修正；第5步，进行同级渠道土渠与衬砌渠道的渠道水利用系数综合计算；第6步，进行渠道越级输水修正，计算渠系水利用系数；第7步，计算田间水利用系数及灌溉水利用系数；第8步，利用首尾法计算灌溉水利用系数并进行对比分析。

1.2.2现有测定方法存在的问题

1、测定工作量大，需要测试技术人员较多

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区进行测定。这样一来，对于渠系水利用系数和田间水利用系数测定工作量都很大。而作这些工作都需要一些专业人员和设备来完成，因此在人员配备和设备配置上有一定的困难。以宝鸡峡灌区为例，如果对宝鸡峡塬上和塬下全部接近300万亩灌溉面积进行逐级测试和计算渠系水利用系数，工作量之大可想而知。之前同样也有某省做了相关的工作，为农田水利管理与建设提供科学依据，曾在20世纪80年代初期采用传统的动水测试法对全区22个重点灌区进行了渠系水利用系数测试，当时投资了88万元，累计实测灌区各级渠道长5923.2km，实测渠段2640段，参加测试人员达3850人。

2、测试过程无法做到精准

对于灌区来讲，以宝鸡峡来讲要在面广渠多的灌溉用水情况下停止供水来进行静水测试是难以做到的，一般采用动水测试法进行全面测试。采用动水测试法测定渠道水利用系数时，需要有稳定的流量，测渠段中间无支流，下一级渠首分水点的观测时间必须

第 7 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

和水的流程时间相适应，在众多因素影响下这些必要条件难以得到保证，因此要做到精准测量确实存在一定的困难。

3、灌溉水利用系数的代表性差

灌区不同的水文年或不同时期的来水和用水情况不同，渠首引进的流量或水量亦不相同，灌区的实灌面积也不相同，受经济效益和产业结构调整等直接影响灌区种植结构和种植作物种类也有一定的变化。灌区因此灌溉水利用系数每次灌水都不相同。目前灌区只用某次测定计算得出的灌溉水利用系数来代替所有的情况，不能反映灌区一段时期、甚至当年的实际灌溉水利用情况。目前我国灌区正在实施以节水为目标的技术改造，渠道防渗、田间节水灌溉技术的应用使灌区的灌溉水利用系数也随之改变，以往测定的灌溉水利用系数就更缺乏代表性，而随着不断改造的渠道状况的变化，利用传统测定方法，进行一次次地测定又难以做到。

第 8 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

第二章 研究目标和研究内容

2.1研究目标

本研究对目前灌溉水利用系数测算分析方法及存在问题进行分析研究，力争提出能综合反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平改进的行之有效的灌溉水利用系数的计算方法，为灌溉水利用系数测算提供依据。

2.2研究的主要内容

通过收集宝鸡峡灌区渠首多年来不同灌季的实际引水量资料，根据灌区渠首每日引水量（退水量），结合灌区各支渠配水水量及斗口引水资料计算灌区各干、支渠利用系数，其中渠首到斗口的利用系数利用灌区历年实际配水资料获得；斗渠、农渠、毛渠的渠道水利用系数采用选点测定法，即在灌区选取典型渠道对其渠道水利用系数进行实测；选取典型田块，测定毛渠流入田间的净流量,以及储存在计划湿润层里的有效水量计算田间水利用系数；利用渠系水利用系数及田间水利用系数求得灌溉水利用系数。结合对典型渠道斗口到农渠，农渠到毛渠以及田间水利用系数实测资料，对利用首尾测定法计算灌区的灌溉水利用系数进行检验与校正，进一步探求灌溉水利用系数与灌区实际引水量，控制面积，作物种植情况、产量以及降雨等因素的关系。利用实例对水利部目前组织进行的全国灌溉水利用系数测定所采用的首尾测定法及其它各种方法进行评价、筛选。

第 9 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

第三章 宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

3.1宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算 3.1.1宝鸡峡灌区基本概况

1．地理位置：宝鸡峡引渭灌区位于关中八百里秦川西部，西起渭河宝鸡峡口，东到泾河岸，南临渭水，北抵渭北高原腹地，与冯家山灌区和羊毛湾灌区接壤，东西长181公里，南北平均宽14公里，辖宝鸡、咸阳、西安3市及杨凌农业高新技术开发区的14个县(市、区)、78个乡镇。

2．工程概况：宝鸡峡引渭灌区以引用渭河干流水源为主，设计引水流量95立方米/秒，校核流量115立方米/秒，设施灌溉面积291.56万亩，有效灌溉面积282.83万亩。灌区水利工程主要由渠首枢纽、引水渠道、水库泵站、水电站和排水设施组成，是一个多枢纽、引抽并举、渠库结合、长距离输水、大型建筑物多的大型灌排体系。

3．枢纽工程：分塬上、塬下两大系统，分别从两个渠首引水。塬上引水枢纽位于宝鸡市金台区硖石乡林家村的渭河宝鸡峡口处，大坝为Ⅲ等中型工程，坝长208.6m，最大坝高49.6m，坝顶宽12～17m；水库正常蓄水位636.0m，总库容5000万m3；拦河坝设计过闸流量6040m3/s，校核流量9720m3/s；灌溉引水闸设计流量65m3/s。

塬下引水枢纽位于渭河干流眉县马家镇魏家堡村处，拦河坝全长1031m，其中土坝长600m，坝高6m，溢流坝长413m，高3.65m，设计过坝洪水流量7200m3/s，校核10300m3/s；12孔灌溉引水闸设计引水流量45m3/s，最大引水流量55m3/s。

4．水库工程：现有林家村、王家崖、信邑沟、大北沟、泔河、泔河二库6座中型水库，总库容3.3亿m3，已淤积0.82亿m3，有效库容1.89亿m3，防洪库容9315万m3，其中王家崖、信邑沟、大北沟、泔河、泔河二库5座水库已经完成和正在进行除险加固。

5．输水工程：现有总干、干渠6条，长412.62km，；支渠77条，长699.3km；退水渠24条，长49.5km；斗渠1956条，长2174.8km；干支渠骨干建筑物5107座。

6．泵站工程：现有抽水泵站22座，总装机84台（套）26921kw，总抽水能力92.78m3/s，控制灌溉面积113万亩，完好率92%。

7．水电站：现有魏家堡、杨凌、林家村、绛帐、南庄、史德的6座水电站，机组15台套，装机3.39万千瓦。

8．地位作用：灌区的建成投运，改善了受益区的农业生产条件，使粮食亩产由150kg提高到663kg、复种指数由115%提高到170%，累计增产粮食300多亿kg；保障了全省

第 10 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

粮食安全，以占全省1/18的耕地面积，出产了占全省总产量1/7的粮食和1/4的商品粮，成为全省重要的粮油果菜基地和名副其实的“三秦第一大粮仓”；发挥滞洪削峰、分流泻洪等作用，减缓了渭河洪水对下游地区的威胁，保证了工程沿线厂矿企业和城乡居民的生命财产安全；通过补水排涝、植树绿化和平田整地，有效改善了区域生态环境。

3.1.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数测算步骤 3.1.2.1计算灌区渠首到斗口的灌溉水利用系数

针对宝鸡峡灌区年报中的的渠首流量资料和斗口的引水资料，分灌季分别计算各个灌季以及各年斗口以上农业用水的有效水利用系数。计算过程和计算结果如下：

（1）确定渠首水量：

通过对宝鸡峡灌区资料的整体分析，发现其灌溉水来源较为复杂，主要包括渠首引水、抽取地下水、灌区坡塘水等。塬上和塬下也有一定的区别，相比较而言，其主要与地势有关，塬下距离渭河较近其地下水埋深较浅，灌溉用水多采用地下水。塬上则是渠首引水与地下水相结合的灌溉方式。根据灌区的灌溉经验结合以往的研究成果，为了能够准确快速的计算灌溉水利用系数，现将小型水库供水和地下水折合按各个灌季分别这算到渠首，从而计算出毛灌溉水量，即

W首=W引＋W库＋W地 （3-1）

式中：W首即为毛灌溉水量，W引为渠首实际引水量，W库为小型水库折渠首水量，W地为地下水折渠首水量。计算结果如表3-1所示：

表3-1 宝鸡峡灌区1994-2008年渠首引水量 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 冬灌（万m3） 春灌（万m3） 夏灌（万m3） 秋灌（万m3） 全年（万m3） 16506 1466.1 9733.2 12607.6 10057.4 11500.1 10439.6 2065.3 13610.5 15114.2 9948.9 5046.9 4490.3 6687.1 6726.6 10071.9 17931.3 12965 14388.9 12371 7749.9 11392.9 7314.2 10095.5 第 11 页

4895.7 3851.5 74.1 52943.5 33396.8 34071 30099.6 22297.6 29580.1 24480.4 22232.7

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 7903.9 3389.8 3972.8 882.5 5790.2 1650.7 4665.3 8034.9 7348.6 8412.7 9214.6 7958.3 7306.3 5529.3 10020.4 6581.8 9859 7384.1 9879 1699.9 6928.9 25959.2 17320.2 22244.5 17481.2 23627.5 10656.9 17123.5 除渠首引水外，地下水与塘坝水折算到渠首的水量计算表见3-2。

表3-2 宝鸡峡灌区1994-2008年地下水与塘坝水折算到渠首水量 冬灌（万m3） 年份 地下水 春灌（万m3） 夏灌（万m3） 秋灌（万m3） 塘库水 全年（万m3） 地下塘库水 水 228.7 154.7 7384.9 5894.7 4494.6 1226.2 2760.3 2683 4439 6831 4648.3 4415.9 7910 6354.3 4424.1 6097.7 3547.6 地下塘库水 水 276.9 135.6 48.6 31.2 11873 9070.9 9542.3 9362.9 4191.9 3632.2 6683.8 6827.4 7378.8 7501.2 8680.7 7049.1 6049.5 1856.8 6023.3 地下塘库水 水 368.8 45.9 186.6 5986 547.9 1994 6901.5 1995 131.2 1177.3 34196.6 15644.7 19497.2 13683 12728.9 9763.5 17363 14671.3 15905 12962.5 19803.7 13757.2 12550.4 8205.3 12667.6 1996 5124.1 1997 2907.3 1998 5728.1 1999 3448.3 2000 6240.2 2001 981.7 2002 3877.9 2003 1045.4 2004 2005 3213 353.8 2006 2076.8 2007 250.8 2008 3096.7 第 12 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

（2）确定斗口水量

斗口水量根据灌区统计资料和实际地下水、塘库水利用情况相结合从而求出实际斗口水量。在先前计算毛灌溉水量中将地下水利用量和塘坝水库水利用量分别折算到了渠首，同理在计算斗口水量的过程中，也需要将其折算到斗口。斗口水量见3-3：

表3-3 宝鸡峡灌区1994-2008年斗口水量（万m3） 年份 冬灌（万m3） 春灌（万m3） 夏灌（万m3） 秋灌（万m3） 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 11409.05 968.01 6726.78 8727.75 6863.39 7874.95 7114.27 1378.15 5347.54 2267.55 2082.02 493.25 3288.94 1047.16 3144.34 9347.85 9844.02 6871.09 3460.08 3000.41 4488.97 4534.61 6782.99 5373.65 4932.85 5395.91 6088.82 1863.72 3722.21 3568.34 12629.87 9025.50 9925.88 8836.16 5362.53 7146.48 5145.49 7003.47 6928.57 4627.59 6651.92 4486.81 5775.46 1201.84 4054.58 3266.29 2606.10 49.85 合计（万m3） 36653.06 22443.63 23523.75 21073.84 15226.33 19510.40 16794.37 15164.61 17649.76 11827.99 14129.85 11068.88 10928.12 5971.21 10767.26 通过灌区资料和灌区实际的管理情况，地下水和塘坝水直接进入田间，而不经过斗口。因此，在这里需要将地下水和塘坝水折算到斗口，根据斗口的总水量和渠首的毛灌溉水量从而计算灌区渠首到斗口的灌溉水利用系数。具体折算结果见表3-4：

第 13 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

表3-4 宝鸡峡灌区1994-2008年地下水与塘坝水折算到斗口水量（万m3） 冬灌（万m3） 地下年份 水 塘库水 春灌（万m3） 地下水 塘库水 夏管（万m3） 塘库地下水 水 秋灌（万m3） 地下水 塘库水 全年 （万m3） 30776.9 14080.2 17547.4 12314.7 11455.9 8787.1 15626.7 13204.1 14314.5 11666.2 17823.3 12381.5 11295.5 7384.8 11400.9 1994 6211.3 205.8 6646.4 249.2 10685.2 331.9 5387.4 1059.6 1995 118.1 0.0 5305.2 0.0 8163.8 8588.1 0.0 41.3 493.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1996 4611.6 139.2 4045.1 122.1 1997 2616.6 1998 5155.2 1999 3103.5 2000 5616.2 2001 883.5 2002 3490.1 2003 940.8 2004 2891.7 2005 318.4 2006 1869.2 2007 225.8 2008 2787.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1103.5 2484.2 2414.7 3995.1 6147.9 4183.5 3974.3 7119.0 5718.9 3981.7 5487.9 3192.9 0.0 43.7 0.0 0.0 28.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 8426.6 168.0 3772.7 3268.9 6015.4 6144.7 6640.9 6751.1 7812.6 6344.2 5444.6 1671.2 5420.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 根据表3-3和表3-4的计算结果，现在有了斗口统计水量和地下水及塘坝水折算水量，由此即可以得到灌区斗口总水量由下式计算：

W斗总=W斗口+W折 （3-2）

式中：W斗总为折算后斗口总水量，W斗口为斗口水量，W折折算到斗口水量。 根据上式即可得出斗口的总水量见表3-5：

第 14 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

表3-5 宝鸡峡灌区1994-2008年斗口总水量（万m3）

年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 冬 灌斗口春 灌斗口水水量（万m3） 量（万m3） 17826.2 1086.1 11477.7 11344.3 12018.6 10978.4 12730.5 2261.6 8837.6 3208.4 4973.7 811.7 5158.1 1272.9 5931.4 16243.4 15149.2 11038.3 4563.6 5528.4 6903.7 8529.7 12959.0 9557.1 8907.2 12514.9 11807.7 5845.4 9210.1 6761.2 夏 灌斗口秋 灌斗口水水量（万m3） 量（万m3） 23647.0 17189.3 18555.2 17430.7 9135.2 10415.4 11160.9 13148.1 13569.5 11378.7 14464.5 10831.0 11220.0 2873.0 9475.5 9713.3 3099.2 0.0 49.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 全年斗口水量（万m3） 67429.9 36523.8 41071.2 33388.5 26682.3 28297.5 32421.1 28368.7 31964.3 23494.2 31953.1 23450.4 22223.6 13356.1 22168.1 （3）确定渠首到斗口的灌溉水利用系数

根据毛灌溉水量和斗口水量即可求出灌区渠首到斗口的灌溉水利用系数，计算公式：

η干-斗=W斗/W毛×100% （3-3）

式中：η干-斗为干渠到斗渠的灌溉水利用系数，W斗为斗口水量，W毛为毛灌溉水量 计算成果见表3-6：

第 15 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

表3-6 宝鸡峡灌区1994-2008年渠首到斗口灌溉水利用系数 年 份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 渠首水量（万m3） 87139.85 49041.43 53568.12 43782.59 35026.45 39343.51 41843.43 36903.98 41864.25 30282.59 42048.08 31238.43 36177.98 28862.21 29791.16 斗口水量（万m3） 67429.91 36523.80 41071.18 33388.50 26682.27 28297.53 32421.11 28368.74 31964.25 23494.19 31953.14 23450.38 22223.57 13356.05 22168.12 利用系数 0.77 0.74 0.77 0.76 0.76 0.72 0.77 0.77 0.76 0.78 0.76 0.75 0.61 0.71 0.74 3.1.2.2．斗口到田间利用系数的计算分析

斗口到田间灌溉水利用系数计算方法根据不同灌区的实际情况可以求得，计算方法也不相同，例如，在灌区斗口、农渠、毛渠、田间水量资料较齐全时，可通过逐级计算各段的渠道利用系数，根据各级渠道水利用系数，从而计算出斗口到田间的灌溉水利用系数，但是对于宝鸡峡灌区目前的实际情况而言，缺乏斗口以下的水量资料，原本计划选择典型渠道进行实测，但受到时间和其他因素的影响，无法得到相关数据，因此，根据现有资料结合以往的研究成果，计算灌区斗口到田间的灌溉水利用系数。

作物的净灌溉定额通过水量平衡原理确定，为作物生育期内的作物需水量减去有效降雨量和地下水利用量。因此对这三部分的水量分别进行计算。

对于旱作物：

M=ETC-Pe-Ge＋△W （3-4）

第 16 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

式中：M为旱作物灌溉定额，mm；ETC为作物需水量，mm；Pe为有效降雨量，mm；Ge地下水有效利用量，mm；△W为土壤含水量，mm。

对于水稻，净灌溉定额还需考虑泡田水量以及渗漏水量：

M稻= ETC稻＋MO＋Fd―Pe稻―Ge稻 （3-5）

式中：M稻——水稻净灌溉定额，mm；

ET——水稻的蒸发蒸腾量，mm；

cP——水稻生育期内的有效降雨量，mm；

e

F——水稻全生育期渗漏量，mm；

dM——插秧前的泡田定额，mm；

oG——水稻全生育期间地下水的利用量，mm。

e

在本次研究中主要以都小麦、玉米、棉花、油菜等旱作物为主。 （1）计算作物需水量

作物需水量是指作物生长在大面积上的无病虫害作物在适宜的土壤水分和肥力水平下，经过正常生长发育，获得高产时的植株蒸腾、棵间蒸发之和又称为作物蒸发蒸腾量或腾发量。通常的计算方法有：模系数法、直接计算法、参考作物法。本次研究间接的采用参考作以及构成植株体的水量之和。其影响因素有：气象因子、作物因子、土壤水分状况、耕作栽培措施及灌物法，参考作物法是以高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面而不缺水的绿色草地（8-15cm）的蒸发蒸腾量作为计算各种作物需水量的参照。

在实际收集的资料中，只有兴平地区的气象资料，并且现有的资料只有旬降雨、月日照时数、月平均气温、月蒸发量。在计算过程中不能满足彭曼－蒙特斯公式的基本要求，为了能够充分利用现有资料适当的缩小计算误差，本次采用间接计算的办法。即采用频率分析法，将不同气象年份进行频率分析，将其分为频率为25%，50%，75%，95%，结合原西北农业大学研究的不同频率下的作物需水量，将对应的年份进行分析。在实际操作过程中，由于资料有限，无法算得各年的作物水量。在作物生育期过程中，日照时数作为主要的影响因素，因此对日照时数进行频率分析，从而选出各年的作物需水量（主要是小麦和玉米）。对于宝鸡峡灌区，根据不同年份，主要作物生育期内的作物需水量频率分析如表3-7:

第 17 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

表3-7 宝鸡峡灌区1994-2008年生育期内作物需水量频率分析表 年份 小麦全生育期 2004 1998 1999 1995 1997 2008 2003 2001 2000 2005 2007 2002 2006 1996 1994 2004 1998 1999 1995 1997 2008 2003 2001 2000 2005 2007 2002 2006 1996 1994 日照时数（h） 1420.90 1420.40 1415.80 1388.30 1318.20 1263.75 1257.80 1256.00 1252.10 1243.80 1226.25 1226.20 1063.15 1002.75 945.60 玉米全生育期 1998 1999 2008 2002 2004 1997 1995 2007 2001 2000 2005 2003 2006 1994 1996 日照时计算频频率划数（h） 率（%） 分（%） 238.30 696.40 152.80 728.90 814.10 801.16 590.40 662.00 760.50 559.60 731.55 588.20 339.85 664.85 791.60 0.06 0.13 0.19 0.25 0.31 0.38 0.44 0.50 0.56 0.63 0.69 0.75 0.81 0.88 0.94 0.25 0.50 0.75 0.95 利用以上计算的频率，参考由原西北农业大学康绍忠老师主编的《陕西省作物蓄水量及分区灌溉模式》根据不同频率下作物需水量从而间接计算作物全生育期内的理论需水量。以1994—1996年为例，不同年份作物理论需水量如表3-8 。

表3-8 宝鸡峡灌区1994-2008年不同作物理论需水量表（mm） 1994 站点 宝鸡 扶风 礼泉 兴平 咸阳 杨凌 小麦 玉米 棉花 小麦 1995 玉米 棉花 小麦 1996 玉米 棉花 481.74 428.21 539.44 350.50 411.74 523.73 350.50 382.92 497.54 526.25 467.78 580.68 368.96 449.79 563.71 368.96 418.28 535.58 488.71 445.46 647.29 390.84 432.59 628.44 390.84 410.87 597.02 520.66 458.36 574.17 363.23 445.01 557.45 363.23 422.76 529.58 524.39 477.98 668.14 432.60 464.06 655.04 432.60 440.86 635.39 548.68 487.71 607.77 383.15 468.95 590.07 383.15 436.12 560.57 第 18 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

（2）确定有效降雨量

有效降雨量指总降雨量中能够保存在作物根系层中用于满足作物蒸发蒸腾需要的那部分水量，不包括地表径流和渗漏至作物根系吸水层以下的水量，即理论上有效降雨量的计算公式为：

Pe=P-P1-P2 （3-6）

式中：Pe为有效降雨量，mm；P为实际降雨量，mm；P1为降雨所产生的地表径流，mm； P2 为降雨所产生的深层渗漏量，mm。

由于降雨产生的地表径流和产生的深层渗漏需要通过观测计算求得，在生产实践中常采用下列简化方法计算不同降水频率下的有效降雨量，即：

Pe=σ·P （3-7） 表3-9 黄河流域有效降雨利用系数 降雨量（mm） ＜5 利用系数 0 5～30 0.85 30～50 0.8 50～100 0.75 100～150 0.65 ＞150 0.55 对于宝鸡峡灌区不同种作物生育期内的有效降雨量见表3-10

表3-10 作物生育期内的有效降雨量（mm） 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 小麦（mm） 245.8 153.7 261.8 115.0 180.1 223.1 165.5 133.6 207.9 191.6 184.2 185.6 161.7 玉米（mm） 99.0 88.4 188.7 116.9 216.1 157.5 165.7 211.0 164.1 306.8 161.7 220.4 217.7 棉花（mm） 254.5 192.5 337.6 177.9 312.1 296.9 270.3 298.3 244.0 425.3 223.4 324.8 299.0 第 19 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

2007 2008 130.8 173.2 287.2 210.2 377.6 330.6 （3）确定地下水有效利用量

地下水直接利用量是指地下水借助于土壤毛细管作用上升至作物根系吸水层而被作物直接吸收利用的地下水水量。作物在生育期内所直接利用的地下水量与土壤类型、作物根系发育深度及地下水位埋深等因素有关。在本次数据处理过程中，由于缺乏地下水埋深的基本资料，通过查阅相关资料得知，据中国水电科学研究院的裴源生老师的研究认为：根据目前的经验，地下水水位埋深在2m左右时地下水利用量约占作物需水量的15％-30％。根据关中地区的实际情况，塬上地势较高地下水补给量非常有限而塬下地下水埋深较浅补给量相对较大，由于没有各个地区的实际地下水资料，有限时间内很难做到精准。因此，在这里只能是结合以往研究成果，充分考虑宝鸡峡的实际情况，采用利用系数为20%。

（4）确定土壤含水量

由于作物需水的持续性与农田灌溉或降雨的间歇性，土壤计划湿润层的含水率数值是随时变化的，作物在生长过程中，利用灌溉水、有效降雨、部分地下水的同时，还在充分利用土壤中的含水量。由于缺乏实测的数据，结合杨凌地区的实际土壤水分利用状况，土壤含水率的利用量为作物需水量的10%。

（5）计算作物净灌溉定额

作物净灌溉定额即作物需水量减去有效降雨量和地下水有效补给量之和。我们应该注意的是宝鸡峡灌区实行的是非充分灌溉制度，结合灌区的实际情况和水利部目前提出的非充分灌溉折减系数，在这里取0.75。以小麦为例（m3/亩），折减后的灌区各地灌溉定额见表3-11：

表3-11 宝鸡峡灌区1994-2008年折减后的灌溉定额 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 宝鸡总站 60.45 54.6 29.25 71.5 43.55 24.7 扶风总站 76.05 61.1 38.35 78 50.05 31.2 礼泉总站 兴平总站 63.05 68.9 41.6 71.5 57.2 39 第 20 页

咸阳站 75.4 83.2 45.5 85.8 72.15 53.3 杨陵站 83.85 66.3 40.3 83.2 54.6 36.4

74.1 59.15 39.65 76.05 48.1 29.25

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 55.9 54.6 49.4 44.2 41.6 59.15 59.15 70.2 57.85 65.65 63.7 57.2 54.6 48.1 61.75 55.25 71.5 59.15 74.1 58.5 65.65 63.05 55.9 63.05 63.05 62.4 59.8 63.7 55.9 54.6 52.65 46.15 58.5 61.75 68.25 55.25 83.2 60.45 68.9 71.5 70.2 64.35 57.2 65.65 61.75 70.85 85.15 62.4 59.8 53.3 66.3 59.15 71.5 64.35 （6）斗口到田间的灌溉水利用系数计算

根据不同站点的灌溉面积和作物净灌溉定额，计算出各年的净灌溉用水量，利用前面计算的斗口水量和，便可以计算斗口到田间的灌溉水利用系数见表3-12。

表3-12 宝鸡峡灌区1994-2008年斗口到田间的灌溉水利用系数 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 灌溉净用水量（万m3） 斗口水量（万m3） 40050.93 32101.64 23568.45 26772.1 19980.23 20123.94 27249.2 26368.75 25757.88 18727.8 22342.09 20425.28 19934.54 19128.6 18732.06 第 21 页

利用系数 0.59 0.88 0.57 0.80 0.75 0.71 0.84 0.93 0.81 0.80 0.70 0.87 0.90 0.82 0.85

67429.91 36523.8 41071.18 33388.5 26682.27 28297.53 32421.11 28368.74 31964.25 23494.19 31953.14 23450.38 22223.57 23356.05 22168.12 宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

（7）确定灌区的灌溉水利用系数

根据上面的计算过程，我们初步计算出了渠首到斗口以及斗口到田间的灌溉水利用系数，由此我们可以计算出灌区的灌溉水利用系数，计算结果见表3-13

表3-13 宝鸡峡灌区1994-2008年灌溉水利用系数 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 渠首水量净灌溉用水斗口水量（万m3） 量（万m3） （万m3） 87139.85 49041.43 53568.12 43782.59 35026.45 39343.51 41843.43 36903.98 41864.25 30282.59 42048.08 31238.43 36177.98 28862.21 29791.16 首-斗

η首-斗 η斗-田 η灌 0.46 0.65 0.44 0.61 0.57 0.51 0.65 0.66 0.62 0.62 0.53 0.65 0.55 0.66 0.63 40050.93 32101.64 23568.45 26772.1 19980.23 20123.94 27249.2 24368.75 25757.88 18727.8 22342.09 20425.28 19934.54 19128.6 18732.06 67429.91 36523.8 41071.18 33388.5 26682.27 28297.53 32421.11 28368.74 31964.25 23494.19 31953.14 23450.38 22223.57 23356.05 22168.12 斗-田

0.77 0.74 0.77 0.76 0.76 0.72 0.77 0.77 0.76 0.78 0.76 0.75 0.61 0.81 0.74 0.59 0.88 0.57 0.80 0.75 0.71 0.84 0.86 0.81 0.80 0.70 0.87 0.90 0.82 0.84 说明：η为渠首到斗口的灌溉水利用系数，η为斗口到田间的灌溉水利用系

数，η灌为灌区灌溉水利用系数。

从以上计算过程我们可以清楚发现，不同年份间的灌溉水利用系数存在较大的差异，有必要对其进行深入的分析。

3.2宝鸡峡灌区灌溉水利用系数的影响因素分析 3.2.1社会经济状况的影响

通过调查我们发现，伴随着社会经济的快速发展以及“三农”政策的相继出台，农民的收入也发生了巨大的变化，收入的结构性变化以及快速的城镇化发展直接影响到农

第 22 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

民的种植积极性和土地利用情况。从而间接地影响灌溉情况，这是导致目前非充分灌溉的首要因素。

首先是农民外出务工直接影响着农业生产，根据相关资料2000年至2008年，陕西农民人均纯收入年均递增9.9%，其中工资性收入年均递增13.4% ，2008年，陕西农民外出务工人均年收入达到15339.6元，人均月收入1278.3元。务工收入在农民增收中的作用进一步显现，成为农民增收最快速最活跃的因素。相比之下，农业亩产值受自然和人为等多种因素影响，从在一定的不确定性，见表3-1。与此同时，目前的粮食产量增长和价格上涨的幅度十分有限，即使进行充分灌溉，收益也是微乎其微。因此，很多人选择少灌或者不灌。这是当前理论灌溉水量和实际灌溉水量巨大差距的主要原因。

图3-1 经济作物亩产值变化情况

经济作物产值变化表6000500040003000200010000199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008蔬菜瓜类果类

其次是随着经济的快速发展，城镇化的进程加快，工业化的蓬勃发展，人民生活水平的逐渐提高，城市和工业占地呈现逐渐增大的趋势。以杨凌为例，目前的工业民用建设用地和闲置待建的土地多为农业耕地，有逐年增加的趋势。这也是目前影响灌溉水量发生明显变化的主要因素之一。

3.2.2种植结构的影响

众所周知不同作物在相同环境下全生育期内的需水量有所不同，一般情况下，针对宝鸡峡灌区，小麦的净灌溉定额要高于玉米和棉花，果树的灌溉定额相当于小麦的1/3左右。反映到灌区中，一方面随着作物种植面积的变化，全灌区全年的灌溉水利用量也随之发生变化，作物种植面积变化对于灌溉水量影响十分明显；另一方面不同作物对于灌溉水利用情况也存在很大的差异性，尤其在田间，作物的种植密度，作物种类，耕作

第 23 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

方式等等，都会影响到灌溉水利用系数。因此，种植结构的改变直接影响到灌溉水用水量及其利用情况。如图3-2种植结构变化与图3-3用水量的变化。

图3-2宝鸡峡灌区1994-2008年种植结构变化情况

作物种植面积占当年种植面积的百分比100?`@ %0941996199820002002200420062008年份

油菜棉花图3-3 宝鸡峡灌区1994-2008年灌溉用水量（万m3）

70000灌溉用水量

600005000040000300002000010000019941996199820002002200420062008理论灌溉用水量3.2.3灌区管理状况的影响

目前现行的农业节水主要是工程节水、管理节水和农艺节水。管理节水对于农业节水有投资少见效快等优点。一个好的灌溉管理机构对于灌溉水利用系数有着极大的影响，通过制定合理的灌溉制度，组织相关技术人员及时有效的对灌区灌溉水实时监测。着重对斗渠以下管理机构加强管理，对其人员进行定期培训等等。这一系列措施对于有效提高灌溉水利用系数有着积极的作用。

第 24 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

宝鸡峡灌区，具有规模大，渠道多，用水情况复杂等特点。如何加强灌区地下利用管理，加强已建和在建工程管理，加强农业耕地管理，加强水费管理，加强渠道退水管理等情况，对于提高灌溉水利用系数具有积极的作用。

3.2.4灌区工程地质地理位置的影响

宝鸡峡灌区的地形地貌不同、水文地质条件不同，对灌溉水利用系数的影响也不同。土层瘠薄、砂质土壤多、透水性强、不易蓄水的地区，渠道渗漏损失较大，灌溉水利用系数就较低。而土层覆盖较厚、黏性土壤多、地下水位比较浅、地势较平坦的地区，渠道渗漏损失较小，灌溉水的利用系数也就较高。宝鸡峡灌区，塬上和塬下就有着明显的差异性，据我们的调查结果显示，塬上和塬下由于地理位置、水文状况、土壤质地等不同，塬上灌溉水量明显要高于塬下灌溉水量。塬上地下水埋深较塬下更深，在生产实际中，塬下则对采用地下水灌溉，塬上多采用渠灌。从相关资料中就可以发现，二者存在明显的差异性。以冬灌为例见图3-4

图3-4 塬上塬下井灌面积比较

塬上塬下井灌比较60.00井灌面积：万亩50.0040.0030.0020.0010.000.0019941996199820002002200420062008塬上井灌塬下井灌年份

从上图中我们可以发现，塬上由于地势较高，黄土层较厚，地下水较深，而塬下地下水埋深较浅，相对开采成本低，根据多年灌溉情况，塬下井灌所占比重较大。此外，井灌相对渠灌有输水距离短，关中地区大部分机电井多布置在田间，地下水可以直接灌溉，这相对渠灌来说损失相对较少。在灌区管理中，由于地下水目前没有科学有效的计价衡量标准，灌区统计值和实际相比相差较大，因此，灌区灌溉水利用系数无法准确算出

第 25 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

3.2.5灌区节水灌溉措施的影响

节水灌溉措施包括工程节水技术和非工程节水技术。工程节水技术除井灌区管道输水、渠灌区衬砌渠道技术外，在此主要指喷灌、滴灌、膜上灌及波涌灌等新的灌溉技术。在1998~2005年期间,国家分年度、分阶段对宝鸡峡灌区干支渠和建筑物等实施了续建配套与节水改造。随着各年度工程的竣工投运,灌区工程设施面貌在一定程度上得到了改观，节水改造实施以来，逐步对输水损失严重的渠道进行衬砌改造，改造后的渠道水利用系数平均提高近4%，输水损失量大大减少。

3.2.6不同水文年份的影响

不同水文年份间降雨量，地下水利用量均有所不同，在作物的全生育期内，有效降雨量和地下水利用量直接影响到作物的灌溉定额。在丰水年农民在考虑成本问题时，可能少灌或者选择不灌。干旱年又多采用地下水灌溉，上面我们已经提到相对采用地下水灌溉，灌溉水利用系数较高。所以，不同年份不同降雨量不同的气象水文状况，对于灌区灌溉水利用系数影响十分明显。

第 26 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

第四章 存在问题及解决措施

4.1存在的问题

1.资料误差较大，收集困难

对于宝鸡峡灌区来说，结合灌区的统计资料和灌区的管理情况，其渠首水量和斗口水量等资料相对较为准确，但地下水和塘坝水缺乏准确的统计资料与实际有较大的差异，在统计和上报资料过程中存在一定的人为因素影响；由于灌区的灌溉面积大，总体情况复杂，通过有限的资料分析，在短时间内无法做到精确的结果。

2.计算误差相对较大

在计算过程中涉及到灌溉面积、种植结构、灌溉定额、水源引水量、气象、降水、土壤含水量、地下水状况等多方面资料，在计算过程中发现气象资料和地下水资料灌区给的过于粗糙，无法通过彭曼公示计算作物需水量，结合前人的研究成果，采用频率分析的手段进行计算，这与各年作物需水量有一定的差距；此外，计算作物灌溉定额的过程中，地下水和土壤含水率由于资料缺乏，只能根据以往的经验粗略的确定一个较为接近的系数，无法做到精准。

3.理论和生产实际脱节

伴随这经济的快速发展，农民灌水积极性也发生了巨大的变化，在水费一定的情况下，以目前的增产情况来看，存在增产不增收的现象，农民的灌水积极性自然而然的收到了影响。在计算过程中我们采用的是充分灌溉原理计算作物的灌溉定额，在按照非充分灌溉理论乘以折减系数，从而计算灌区的灌溉定额，这与实际有较大的差别。

4.2解决办法

考虑到以上因素的影响，我们采用首位测定法进行计算，首尾测算分析法是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水利用率（％），计算公式如下：

?ww?(WWja)?100% （4-1）

?－灌溉水利用率，％； 式中，

W－净灌溉用水总量，m3；

jW－毛灌溉用水总量，m3；

a第 27 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

为了能够反映灌区灌溉水利用状况的整体情况，要求以年作为计算时段。 通过统计灌区2005年灌溉用水总量、各种作物的实灌面积，根据调查资料计算分析实际净灌溉定额，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水利用率ηw:

?iw?0.667??Mi?1Ni?Ai?100%Wa （4-2）

式中：M－灌区第i种作物净灌溉用水量，mm；

A－灌区第i种作物实灌面积，亩；

iN－灌区作物种类总数；

W－灌区全年毛灌溉用水总量，m3；0.667为单位换算系数

a4.2.1 确定毛灌溉用水总量

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。

当农田灌溉输水与城市、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。根据宝鸡峡灌区基本资料，扣除发电退水和生活用水后，结合灌区地下水用水量和塘坝蓄水量折渠首水量即灌区毛灌水量。具体计算过程和前面算法一致。

4.2.2 计算净灌溉水量

根据灌区不同年份种植结构、灌溉水源、灌溉方式等均有不同，结合灌区各种作物的净灌溉定额，依次计算不同年份的灌区净灌溉水量。灌区主要作物各年的净灌溉定额见下表：

表4-1 宝鸡峡灌区1994-2006作物灌溉定额（m3/亩） 作物种类 年份 1994 1995 1996 1997 小麦（m3/亩） 玉米（m3/亩） 油菜（m3/亩） 120 71 62 80 71 42 55 75 83 51 26 35 果树（m3/亩） 10 0 7 5

第 28 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 55 65 71 45 58 70 80 60 68 43 56 42 45 49 50 63 47 40 51 20 51 19 40 37 55 33 35 19 0 0 0 64 0 0 0 62 根据年报，灌区主要作物种植面积见下表4-2。

表4-2 宝鸡峡灌区1994-2006年作物种植面积（万亩） 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 小麦（万亩） 220.55 218.2 228.84 204.9 199.23 193.11 183.81 201.57 193.78 192.67 190.6 182.19 171.28 玉米（万亩） 204.83 油菜（万亩） 果树（万亩） 6.62 8.2 8.27 7.52 7.62 6.89 5.24 6.71 5.83 5.46 5.39 4.74 5.34 5.45 6.77 24.87 33.93 35.87 34.47 34.48 34.54 34.54 34.54 34.54 34.54 33.84 147.73 217.07 124.14 160.43 167.41 163.63 191.27 163.65 158.4 158.26 192.24 176.95 4.2.3 计算灌区灌溉水利用系数

根据根据首位测定的计算方法，已知灌区灌溉水量和渠首引水量，即可求出灌区的灌溉水利用系数，见表4-3

第 29 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

表4-3 用首尾法测算的宝鸡峡灌区1994-2006年灌溉水利用系数

全年灌溉小麦（万玉米（万油菜（万果树（万水量（万渠首水量灌溉水利3333年份 m） m） m） m） m3） （万m3） 用系数 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 26466 15492.2 14188.08 16392 10957.65 12552.15 13050.51 9070.65 11239.24 12275.2 15248 10571.4 10899.04 14542.93 6204.66 11938.85 9310.5 6898.49 9374.96 6872.46 8607.15 8018.85 7920 9970.38 7489.92 6430 549.46 418.2 215.02 263.2 388.62 137.8 267.24 127.49 233.2 202.02 296.45 156.42 186.9 54.5 0 174.09 169.65 681.53 0 0 0 2210.56 0 0 0 2098.08 41612.89 22115.06 26516.04 26135.35 18926.29 22064.91 20190.21 17805.29 21701.85 20397.22 25514.83 18217.74 19614.02 87139.85 49041.43 53568.12 43782.59 35026.45 39343.51 41843.43 36903.98 41864.25 30282.59 42048.08 31238.43 36177.98 0.48 0.45 0.49 0.60 0.54 0.56 0.48 0.48 0.52 0.67 0.61 0.58 0.54 通过以上数据即可计算出灌区的灌溉水利用系数，宝鸡峡灌区目前的灌溉水利用系数基本保持在0.4～0.6之间由于时间所和条件所限，不能对灌区进行试验观测，灌区的实际统计资料同时也可能存在一定偏差，对灌溉水利用系数有一定的影响。结合前面的的计算方法，我们可以将首尾法计算出的灌溉水利用系数与其进行比较，见表4-4。从下面的表格中可以发现，两者计算出的数据还有一定的差异，用首尾法计算出的结果和灌区的实际情况相对比较接近，而用作物需水量频率计算分析得出来的灌溉水利用系数相比偏大。主要有两个方面的因素影响，第一是灌区灌溉水统计资料的误差性；第二是计算过程中计算误差相对较大。从灌区的长远考虑，如果要想得到一个可靠的数据，我认为有必要进行实测，只有一个可靠准确灌溉水利用系数，才能知道灌区的良性发展。

第 30 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

表4-4 宝鸡峡灌区1994-2006年灌溉水利用系数两种算法的结果进行比较 首尾法 年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 毛灌溉水量 87139.85 49041.43 53568.12 43782.59 35026.45 39343.51 41843.43 36903.98 41864.25 30282.59 42048.08 31238.43 36177.98 净灌溉水量水量 41612.89 22115.06 26516.04 26135.35 18926.29 22064.91 20190.21 17805.29 21701.85 20397.22 25514.83 18217.74 19614.02 利用系数 0.48 0.45 0.49 0.6 0.54 0.56 0.48 0.48 0.52 0.67 0.61 0.58 0.54 作物需水量频率折算 净灌溉水量水量 40050.93 32101.64 23568.45 26772.1 19980.23 20123.94 27249.2 24368.75 25757.88 18727.8 22342.09 20425.28 19934.54 利用系数 0.46 0.65 0.44 0.61 0.57 0.51 0.65 0.66 0.62 0.62 0.53 0.65 0.55

第 31 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

第五章 结论

通过灌区灌溉水利用系数的计算，对灌区灌溉水利用水平的现状和存在问题有了一定的了解，对灌区目前灌溉水利用系数计算方法有了明确的认识，将灌区调查资料和理论计算方法相结合，充分的认识到灌区灌溉水利用系数的影响因素。对于目前灌溉水利用系数的测算方法进一步的优化，思考更好的计算方法。此外充分认识灌区目前存在的一些问题，根据灌区的实际情况提出行之有效的解决办法，使其竟可能的适应灌区的发展要求，促进农业节水工作的顺利实施。因此，我个人认为如何进行测算灌溉水利用系数以及如何提高灌溉水利用系数，因该从以下几方面入手：

1.加强灌区的实验测量

在目前灌区灌溉水利用系数的测算工作的基础之上，加强人员管理，提高技术水平，对灌区进行实际测算工作，只有资料准确的情况下，研究出来的理论才能对灌区建设和农业灌溉水平的提高起到积极的指导作用。因此，对于大型灌区的建设管理，指导农业节水工程的实施，进行灌区的灌溉水利用系数实测，非常有必要。

2,加强工程建设管理，加大改造力度，改变投资方式

对于宝鸡峡灌区来说，近年来工程建设主要集中在支渠以下渠道建设和改造工作当中，但是从相关统计资料我们可以发现灌溉水利用系数，基本维持在0.53左右，多年来灌溉水利用系数并没有有效提高，这与改造方式和工程建设管理密不可分。首先，灌区的工程管理工作不到位，在工程质量上无法得到有效保证，以至于部分工程存在质量隐患，影响后期的运行使用；其次是工程建设完成后缺乏有效的管理措施，以至于所建工程不能充分发挥其作用；在其次，加强对建设资金使用情况的管理工作，设立专项资金，使其能够充分应用到相关工程上；最后，随着节水灌溉技术的不断更新和发展 ，因该结合灌区的实际情况，加大灌区节水改造的力度，不能仅限于工程方面的投资，应将其扩展到节水工作的各个方面。只有这样，才能保证灌区的硬件设施建设，从而有利用灌溉水利用系数的提高。

3.改变目前的灌溉水管理模式

一方面，加强灌区自身灌溉用水的管理措施。通过加强灌溉用水管理，提高管理水平和能力，制定合理的水价和政策，提高农民节水意识等，也是提高灌溉用水有效利用系数的快捷有效途径。减少跑、冒、滴、漏问题严重，充分发挥末级渠系应有的功能。

另一方面，改变现行的自收自支的管理模式。我个人认为农业作为支撑国民经济建设与发展的基础产品，保证粮食安全，确保农业生产的安全可持续性，有必要改变现在的管理模式，由自收自支企业化管理向水利部门调控和个体承包经营管理的模式。这样有助于目前灌溉水利用状况的管理，同时可以有利于灌溉水利用系数的提高。

第 32 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

综上所述，提高大型灌区灌溉用水有效利用系数必须以节水增效为中心，从系统综合的角度采取工程措施、农业措施和管理措施，以实现灌区水资源的优化配置和高效利用，为国民经济和农业可持续发展、农村经济繁荣和生态环境改善提供支撑与基础保障。

第 33 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

参考文献

1.彭祥，胡和平主编，水资源配置博弈论.北京：中国水利水电出版社，2007. 2.迟宝明，卢文喜主编，水资源概论.吉林：吉林大学出版社.2006.

3.李远华,21世纪初期中国农业节水的战略思考.北京：中国水利水电出版社.

4.杨继富，高占义，张中法,全面推进我国农业节水发展的战略对策北京：中国水利水电出版社.2001. 5.汪志农主编，灌溉排水工程学.

6.李令福主编，关中水利开发与环境.北京：人民出版社，2004.4. 7.裴源生，全国现状灌溉水利用率测算.北京：中国水利水电科学研究院. 8.施坰林主编，节水灌溉新技术.北京：中国农业出版社，2007.

9.高传昌，张世宝，刘增进，灌溉渠系水利用系数的分析计算，灌溉排水，2001，20（1）50-54. 10.李英能，浅谈灌区灌溉水利用系数，中国农村水利水电，2003.（7）：23-26. 11.武汉水利水电学院，农田水利学，北京；水利出版社，1998.

12.中华人民共和国水利部.灌溉与排水工程设计规范.北京：中国计划出版社，1999. 13.许志方，论提高灌溉水的利用效率.中国水利，2001（8）：43-44.

14.沈小宜，黄永茂，沈逸轩.灌区水资源利用系数研究.中国农村水利水电，2003（1）：21-25 15.汪富贵，大型灌区灌溉水利用系数的分析方法.节水灌溉，2001（6）：25-26.

16.谢柳清，李桂元，于健来.南方灌区灌溉水利用系数确定方法研究.武汉大学学报，2001，34（2）： 17.高峰，赵竞成等.灌溉水利用系数综合测定方法.中国水利，2007，（7）

18.王洪斌，闻绍珂等灌溉水利用系数传统测定方法的修正.东北水利水电2008.，4，26（3） 19. BURMAN, R. D.; NIXON, P. R. ; WRIGHT, J. L. and PRUITT, W. O., “Water requirements” in

Design and Operation Farm Irrigation Systems, Edited by M.E. Jensen, ASAE, St. Joseph, Michigan, 1981 20.ISRAELSEN, O. W., Principios y Prácticas de Riego (Principles and Practices of Irrigation) Editorial Reverté, S.A. Barcelona, 1963 21.PALACIOS, V. E., “Técnicas para la evaluación y mejoramiento de la operación de los distritos de riego” (Techniques to evaluate and improve operations in irrigation districts) (Master’s Degree Thesis) Colegio de Postgraduados, Chapingo, Mexico, 1972

22.PALACIOS, V. E., “Strategies to improve water management in Mexican Irrigation Districts: A case study in Sonora” (PhD. Thesis) The University of Arizona, Tucson, Arizona, 1976

23.PALACIOS, V. E. and EXEBIO, G. A. , Introducción a la Teoría de la Operación de Distritos y

Sistemas de Riego (Introduction to the Theory of Operation of Irrigation Districts and Systems) Editorial Colegio de Postgraduados, Montecillo, Mexico, 1989.

第 34 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

附 录

WATER USE EFFICIENCY IN IRRIGATION DISTRICTS

Author：Enrique Palacios-Vélez

Efficiency in the use of water for irrigation consists of various components and takes into account losses during storage, conveyance and application to irrigation plots. Identifying the various components and knowing what improvements can be made is essential to making the most effective use of this vital but scarce resource in region agricultural areas.

Generally speaking, efficient water use is defined as the ratio between the actual volume of water used for a specific purpose and the volume extracted or derived from a supply source for that same purpose.

Functionally expressed, we have:

(1)

Where:

Ef - Efficiency, adimensional; Vu - Volume utilized, m3

Ve - Volume extracted from the supply source, m3

In this case, water use efficiency refers exclusively to irrigation. In accordance with the definition proposed by the International Irrigation and Drainage Committee (quoted by Burman et al., 1981), efficiency in the use of water for irrigation may be separated into three components: storage efficiency, conveyance efficiency and irrigation efficiency.

Storage efficiency is the ratio between the volume diverted for irrigation (Vd) and the volume entering a storage reservoir (Ve) for that same purpose:

(2)

Conveyance efficiency is the ratio between the volume of water delivered to irrigation plots (Vp) and the volume diverted from the supply source (Vd):

第 35 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

(3)

Finally, irrigation efficiency is the ratio between the volume used by plants throughout the evapotranspiration process (Vu) and the volume that reaches the irrigation plots (Vp):

(4)

It is important to point out that the volume used during the evapotranspiration process (Vu) is equal to the volume of evapotranspiration by plants minus the volume of effective rainfall.

The product of the three types of efficiency is the total efficiency of water use for irrigation (Ei). Functionally expressed, we have: T

Ei = Es Ec Eu (5)

To clarify the concepts described, a few examples of the calculations for the different types of efficiency are shown below.

STORAGE EFFICIENCY

As an example of assessing storage efficiency, we will use data from the Rio Mayo Irrigation District in the state of Sonora. Records have been kept in this district for 34 years on the operation of the “Adolfo Ruiz Cortines” Dam, which has average inflows of 980 Hm3 and outflows of 830 Hm3, the storage efficiency thus being 85%. Of the annual average loss of 150 Hm3, 100 Hm3 are caused by overflows through the spillways and the remaining 50 Hm3 are due to evaporation. Losses from seepage are insignificant.

In some cases this efficiency may be increased by improved management of the storage reservoir. However, low efficiency usually results from the lack of capacity of such reservoirs to regulate variations in incoming flows. Thus, the storage efficiency of the aforementioned dam increased when its capacity was also increased.

CONVEYANCE EFFICIENCY

It is estimated that an average of 40% of the water in the country’s irrigation districts is lost during conveyance, in other words, average conveyance efficiency is around 60%. Nevertheless, it should be noted that not all of that water is wasted, since part of it reaches the

第 36 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

groundwater aquifers and may be used again, on the other hand, losses by runoff may also could be used in the lower basin.

In coastal irrigation districts, however, most of the water lost reaches the sea, with no possibility of its being utilized.

Conveyance losses may be subdivided according to the cause into: a) seepage; b) evaporation; c) leaks in structures in poor condition; and d) poor water management in the distribution network.

a) Seepage losses occur mainly in natural irrigation ditches and unlined canals. However, where the lining is cracked or the stonework is in bad condition, losses may be quite significant. The volume of these losses varies, but the most significant are those in unlined channels in permeable soils.

b) Losses from evaporation are relatively lower than from seepage. Nonetheless, many irrigation districts have extensive surfaces exposed to evaporation in natural irrigation ditches or canals with levees, and the evaporation loss can therefore be considerable.

c) Significant losses occur from leaks in structures in poor conditions in the majority of irrigation districts. Many arc gates from main ditches to sluiceways and to closed laterals that are not used for certain periods of time, have leaks caused by gaskets in bad condition or by corrosion due to poor maintenance. Such leaks can account for a considerable percentage of the water conveyed.

d) Water management losses occur during distribution and are the result of inadequate operation of the system. Since in the majority of the irrigation districts water is distributed according to demand, a program for requesting water from the supply source should be implemented. Such programs take into account the loss factors, which vary depending on the state of the distribution network. It is quite common, however, for these factors to be taken as constant and to overestimate them, which leads to waste, since larger volumes than are needed are requested. Other factors that contribute to these losses are the poor utilization of volumes in the irrigation storage reservoirs and variations in the head of water on the gates, which also leads to waste in the network.

An example of the losses described above is provided once again by the Rio Mayo Irrigation District in Sonora. A painstaking study was carried out in this district to determine water use efficiency (Palacios, 1976). This study serves to explain the methodologies used to estimate the different components of such losses.

第 37 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

The components of conveyance losses were evaluated by using samples taken with infiltrometers and evaporimeters in various types of channels, as well as data from the water distribution reports, which show monthly losses along sections of channels. In addition, leaks in faulty structures were sampled and different sections of channels were gaged so as to improve on the data obtained from the infiltrometer samples, which was further expanded with data from the agrological study.

The methodology developed by Palacios (1972) was used to assess water management losses, and this consists of analyzing the flows extracted from the dam and those delivered during 311 days of operation, by means of the regression technique. This methodology makes it possible to evaluate the components of losses by means of a lineal model which explains the ratio between the flows extracted from the dam (Qe) and those delivered to plots (Qs, sum of all deliveries), so that:

Qe = B Qs + A (6)

where A and B are the parameters of the equation having a specific value. It can be shown that B is greater than 1 (by statistical methods) and it can be simply deduced that A represents an average loss flow. If there were no water management losses, B would be equal to 1, but as these increase, the value of B also increases. Therefore, if B is greater than 1, this can be represented as: B = 1 + k; where k is a positive fraction, therefore equation (7) can also be expressed as:

B = Qs + ( k Qs + A ) (7)

where the values within the brackets represent the conveyance losses in two components. The first component, k Qs, are losses related to management, whereas A represents losses which are more or less constant in the network, or those that are intrinsic.

Generally speaking, water management losses are related to variations in the flows. In fact, B is the slope in the straight line equation (7) and it is shown that it can also be represented as:

(8)

where:

B coefficient of regression of the model

第 38 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

sigma e standard deviation of extractions sigma s standard deviation of delivered flows R coefficient of correlation between Qe and Qs EFFICIENCY OF WATER USE IN IRRIGATION

Assessing the efficiency of water use in irrigation involves knowing the volume of water consumed by plants during evapotranspiration and the amount of rainfall that can be utilized in that process. It is very difficult to estimate these components, owing to the numerous climatic, soil and plant factors involved.

A function that enables water use efficiency to be evaluated, assuming that no water is contributed from the groundwater table, is as follows:

(9)

where:

Et Real evapotranspiration lamina, mm; Rl Washing requirement lamina, mm; Pe Effective rainfall, mm; Lr Applied irrigation lamina, mm.

Unfortunately, there are no satisfactory means to estimate aggregate washing

requirements when considering many plots with different conditions of affectability. It is also difficult to estimate the real evapotranspiration of crops and the effective rainfall.

Nevertheless, Palacios (1989) describes a method for reaching an approximate estimate if sufficient data are available on crop statistics, meteorological conditions, soils and the established crops.

CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS

When evaluating the different types of efficiency of water use in large irrigation systems, it is relatively easy to make mistakes if all the water estimated as losses is considered wasted. In many cases, however, part of that water can be reused, either in the same system or downstream in another system. In the case of the Rio Mayo Irrigation District in Sonora, it has been observed that certain crops reuse water which percolates down to the groundwater

第 39 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

table. In other cases, some of the runoff water can also be partially utilized. Generally, in systems on the coast, it is more difficult to reuse water because the runoff is too close to the sea. In inland systems, however, the amount of waste can be significantly reduced.

On the other hand, when considering actions to improve water use efficiency, care must be taken that such actions do not have harmful effects in other parts of the system. For example, when the Irrigation District in the Lagunera Region was rehabilitated in the late sixties, it was deemed necessary to line most of the irrigation channels to reduce leaks due to seepage, which were considerable. This had the effect of reducing the groundwater recharge.

The reduction in pumping levels observed before 1970 were in the order of 80 cm per year. After the rehabilitation, those levels increased to 180 cm per year, with the ensuing increase in costs and accelerated depletion of the groundwater table. It is therefore advisable to make a careful analysis of the economic, ecological and social implications of any actions to improve water use efficiency.

灌溉水的利用效率，主要由以下几部分组成：水库储水率、输水损失率和田间利用率。确定各组成部分和研究灌溉水利用效率提高的办法，提高灌溉水有效利用率，这对于改善农业领域稀缺资源的地区非常重要。

一般来说，水的有效利用是指实际为特定目的和提取的供水同一目的的供应来源之间的比率。

表达式如下

（1）

其中： Ef：利用效率

Vu：实际利用量，立方米 Ve：从水源来水量，立方米

灌区灌溉水利用系数

第 40 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

在这种情况下，水分利用效率，是指专门用于灌溉。根据国际灌溉排水委员会（由Burman et al等人引用，1981年）提出的定义的规定，灌溉用水利用效率可分为三个部分：存储效率，运输效率和灌溉效率

存储效率为用于灌溉水量（Vd）的体积同进入水库储存的水量（Ve）之间的体积比：

（2）

输水效率是输送到田间的水量（VP）和从水源供应水量（VD）的转移量之间的体积比：

（3）

最后，灌溉效率是植物生育期内的植株蒸发蒸腾量和输送到田间水量之间的体积比，：

（4）

要指出的是，在作物生育期内的蒸发蒸腾腾量（Vu）等于由植物蒸散量减去有效降雨量。

这三种小效率的积是灌溉水总利用率。表达式如下：

Ei = Es Ec Eu (5)

要澄清的概念描述，对于不同类型效率概念的通过以下几个例子说明。 存储效率

我们将使用来自索诺拉州的里约梅奥灌区的数据作为评估存储效率的例子。根据 “阿道夫鲁伊斯科蒂内斯”大坝34年的运行数据，水库平均入库水量为980 Hm3，出库水量为830 Hm3时，存储效率是85％。其中平均每年损失150 Hm3，100 Hm3是通过溢洪道溢出，其余50 Hm3是由于蒸发。渗漏损失是微不足道的。

在某些情况下，通过改改善管理可以提高存储效率。然而，地存储效率通常是由于无规律的上游来水导致的。因此，上述大坝存储效率提高时，其库容也会随之增加。

运输效率

第 41 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

据估计，平均40％的水灌区输水过程中损失。换言之，平均运送效率约为60％。然而，应该指出的是，并非所有的水被浪费，因为其中一部分到达了地下水含水层，并可能被再次使用；另一方面，径流损失可能也可用于下游流域。

但是，在沿海灌溉区，失去大部分水流入大海，没有被利用的可能性。

输水损失可以根据细分成以下几个原因：a、渗流；b、蒸发；c、在某些情况下的结构性泄漏；d、配水过程中管理不善。

渗漏损失主要发生在天然灌溉沟渠和运河。然而，如果衬砌破裂或者地址条件在恶劣的情况下，损失量可能非常明显。这些损失量各不相同，但是无衬砌土质渠道损失量最为明显。

由蒸发损失相对渗漏较低。尽管如此，许多灌区，暴露的灌溉沟渠或运河堤坝广泛表面蒸发面较大，因此蒸发损失也相当大。

重大亏损，于在灌溉条件较差地区的大部分结构发生泄漏。许多弧形闸门主沟，人工水渠，以及那些不在某些时段内封闭，已在恶劣条件下因保养不善因垫片腐蚀引起的泄漏。这种泄漏可能占了相当大的比例。

水资源管理和分配制度不健全导致的损失。由于在多数地区的灌溉水根据需求分配，要求从供应源水按计划执行。这些方案考虑到损失因素，根据不同的分配网络而定。这是很普遍的，但这些因素将作为他们采取常数和高估，从而导致浪费。因为需求数量要大于供应量。促使损失的其他因素是水库储存量和灌溉水量没有有效利用，这也导致浪费的源头。

上述损失的例子是根据里约梅奥灌区提出的。一个艰苦的研究是在该地区，以确定水的利用效率（帕拉西奥斯，1976年）。本研究旨在解释用来估计这些损失的各组成部分的方法。

运移损失组了通过使用抽样提取渠道的各种各样的类型，采用蒸发计以测量，并且从水资源分配报告的数据，显示沿渠道的部分的月度损失。 另外，对有问题的结构泄漏抽样，测量不同渠段的入渗情况，进一步扩展与从农业土壤学的研究。

由帕拉西奥斯制定的方法（1972）是用于评估管理水量损失，这包括分析大坝311天放水情况，用回归技术分析手段。这种方法使我们能够通过一个线性评估模型，解释从水库提水量（Qe）分配到田间水量（Qs，分配总量）的关系：

Qe = B Qs + A （6）

第 42 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

其中A和B是指具有特定值的参数方程。它可以证明B是大于1（统计方法得到），它可以简单的推断，A代表1平均损失流量。如果没有管理损失水量，B将等于1，但由于这些增加，B值也增加。因此，如果B大于1，这可以表示为：B= 1 + k，其中k是一个影响系数，因此上式也可以表示为：

B = Qs + ( k Qs + A ) （7）

其中括号内的值代表两个部分运送的损失。第一部分kQs，表示管理损失量，而A代表配水过程中或多或少的固有损失量。

一般来说，水管理损失与在流程上的变化有关。 实际上， B是在直线式(7)的斜率，并且显示它可能也代表如下：

(8)

其中：

B：模型的回归系数 sigma e：标准差

sigma s：被提供的流程的标准偏差 R： Qs和Qe之间的相关系数 灌溉用水效率

评估灌溉水利用效率牵涉植物的蒸散量和生长过程中使用的有效降雨。由于受气候，土壤及植物等众多因素影响，这一部分是很难估计的。

在进行用水效率评估时，假设没有没有使用地下水，表达式如下：

(9)

其中：

Et：实际蒸散量，毫米; Rl：叶面洗涤量，毫米; Pe：有效降雨，毫米;

第 43 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

Lr：叶面耗水量、毫米

可是，有没有妥善的办法，估计不同条件下天间总洗涤要求。同样人们还很难估计作物实际蒸散量和有效降雨。

不过，帕拉西奥斯（1989）描述为达到一个近似估计的方法，需要提供足够的作物，气象条件，土壤和农作物统计数据。

结论和建议

当评价不同类型大型灌溉系统水利用效率时，如果所有的损失被认为是浪费，比较容易出错。但是，在许多情况下，该部分水可以重复使用，无论是在同一系统或下游的另一个系统。在里约梅奥灌区在索诺拉的情况下，它已被观察到，某些作物重用水浸透的地下水位下降。在其他情况下，部分径流也可利用。一般来说，在海岸，难以重用，因为径流水太接近大海。然而，在内陆系统，损失量可以显着减少。

另一方面，在考虑提高水资源利用效率，必须谨慎采取这种行动，并对其他系统没有有害影响。例如，上世纪60年代末在Lagunera地区灌区建设， 被视为必要实行减少大多灌渠渗漏，对于提高水利用率是很可观的。然而，这却减少了地下水的补给量。

相比1970之前，观察抽水试验地下水每年下降80 cm。 在灌区修复以后，地下水每年下降180cm，随着用水量的增加，加速了地下水的减少。因此，提高水利用系数时必须仔细分析对经济，生态和社会的影响。

第 44 页

宝鸡峡灌区灌溉水利用系数计算与分析

致 谢

马上就面临毕业了，很快将走向工作岗位，面对这熟悉的校园，心里总有太多的不舍，四年光阴似箭，学到了很多东西，懂得了很多的做人的道理。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，我得到了王老师许多帮助和耐心指导。在这里请接受我诚挚的谢意和最真诚的祝福。

感谢我的导师王密侠教授，她严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样。在论文写作的过程中不免有些心浮气躁，论文写的很糟糕，在老师的一次次的细心指导和耐心的帮助下，总算安下心来认真的完成论文，感谢王老师在论文写作过程中提出的许多的宝贵意见和建议。

感谢魏新光、王自奎、张继党等同学对我的帮助和指点。没有他们的帮助，我可能在寻找资料和论文装订过程中浪费很多时间，在遇到问题向他们请教时，他们都给予了很多帮助，如果没有他们的帮助，在有限的几个月时间内完成毕业论文是几乎不可能的事情。

感谢大学四年来马孝义教授、汪志农教授、胡笑涛教授、曹红霞教授、李援农教授、张富仓教授、杨建国教授、徐永功教授、尚虎君教授等老师的淳淳教导，你们用辛勤的汗水教我们做学问和做人的道理。在那时我们或许觉得你们上课啰嗦，现在想想是多么的傻，你们苦口婆心的教育我们，其实出发点都是一样的，都希望我们成才。尽管现在说来有点晚，但你们严谨的治学态度、谦和的育人态度都将会影响我以后的工作和学习，让我终生受益。

感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。在我躺在病床上的时候是你们细心的照顾让我早日康复，眼看即将离开学校，大家就要各奔前程，预祝各位兄弟前程似锦。

感谢我的爸爸妈妈，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。你们的鼓励和关怀是我顺利完成论文的巨大动力。

感谢学校四年来对我的资助，没有学校的资助，我也没有上大学的机会，更不可能参加毕业答辩。

在论文完成之际，大学生活也预示着即将结束，我的心情无法平静，在这四年的学习生活当中，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！

最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！

陆通 2010年6月

第 45 页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tmwp.html