灌溉用水（精选十篇）
灌溉用水 篇1
关键词：农业灌溉,用水定额,分析
灌溉用水定额是水资源承载和节水灌溉用水管理分析中很重要的一个基础性技术指标。也是农业用水规划与管理的重要指标, 对灌区灌溉水资源有效利用、合理配置调度、定额用水总量控制、计量供水节水灌溉都具有重要作用。
1 灌溉用水定额的概念
灌溉用水定额是某一作物单位面积灌溉用水量, 它是水资源利用和管理方面的重技术指标, 主要表征和衡量灌溉用水过程中的合理性、先进性、可比性[1,2]。合理性, 表现为技术、资源、经济的可行性, 强调灌溉用水符合现有的技术水平、水资源条件、经济条件, 立足灌区灌溉工程运行管理现状;先进性, 表现为技术和管理的前瞻性, 强调灌溉水的高效利用;可比性, 表现为灌溉用水定额是在一定范围内具有普遍意义的客观比较标准, 可以比较方便地度量。
灌溉用水定额可分为基本灌溉用水定额和附加灌溉用水定额。基本灌溉用水定额, 即静态灌溉定额, 是灌区作物多年平均相对稳定的灌溉定额数值;附加灌溉用水定额, 是以基本灌溉用水定额为基准, 依据灌溉工程类型、水源类型、灌区规模而变动的灌溉用水量。由于农业灌溉用水量的多少与灌溉工程、灌溉运行管理水平有关, 在年际和年内间作物灌溉定额往往是动态变化的, 因此附加灌溉用水定额在实施中具有可调节性和变动性[3,4]。
2 灌溉用水定额分析
各灌区不同灌溉季节参考蒸发腾发量是分析作物需水量的基础, 同时结合主要作物从播种至收获全生育阶段作物系数进行分析, 可以得出作物全生育期需水量。由作物参考蒸发腾发量、作物系数分析的作物需水量是否满足和符合灌区灌溉需水要求, 需进一步复核检验, 一般需采用当地灌溉试验站作物需水量复核检验, 以及典型灌区灌水量测验数据分析, 同时还需要采用当地农业灌区主要作物灌水量的经验进行检验。
2.1 扣除有效降雨量
对于干旱内陆灌区, 虽然降水少, 但因灌区分布广阔, 所处地理环境差异大, 这就需要对当地灌区形成的降水资料进行统计研究分析, 并得出作物生长期有效降雨量, 并尽可能地按照灌溉分区或灌溉工程的类型要求, 分别分析这些区域内的有效降水量。因此, 确定灌区作物田间灌溉用水定额时, 需要考虑扣除作物生长期的部分有效降水量, 从而获得灌区内作物需要补充的灌溉用水量。
2.2 灌溉用水定额确定
灌溉用水定额的确定, 需要考虑当地灌区不同的灌溉方式现状, 按照常规地面沟灌、畦灌、喷灌、微灌等不同的农田灌溉方式, 以作物全生育期田间需水量基础数据为参照, 根据我国《微灌工程技术规范》 (SL103-95) 推荐的不同作物湿润比范围 (表1) , 由此可得各灌区4种农田灌溉方式主要作物基本灌溉用水量。其基本的计算分析方法:一是常规地面灌溉用水定额。即通过上述介绍的计算分析、经验参数、典型灌区灌水测验比较, 扣除灌区有效降雨量后, 得出的田间主要作物灌溉基本定额。二是喷灌、微灌用水定额。根据土壤湿润比取值乘以常规地面灌溉用水定额, 即可得出相应的不同灌溉方式灌溉用水定额。
(%)
2.3 综合灌溉定额
综合灌溉定额是指对灌区内不同作物的灌溉用水定额进行综合加权分析, 其方法是以近年各灌区主要作物种植面积加权平均进行分析, 可得出各灌区常规地面灌溉、喷灌、微灌等不同的灌溉方式综合作物灌溉定额。在分析过程中, 还需考虑不同的灌溉保证率等问题。
2.4 分析结果比较
为了检验分析结果的准确和实用性, 还需将各单元灌区分析的综合灌溉定额成果, 与现状灌区现状年的灌溉用水定额统计结果进行比较。通过比较分析, 达到以下检验目标效果:一是分析研究成果与现状统计总体值的相对误差率;按灌溉片区内的分析成果与现状统计值相对误差率;二是分不同作物种类的用水定额与现状作物实际用水定额差别, 并分析二者之间的差异所产生的原因, 以及分析确定今后需要采用的灌溉用定额值, 为灌区的灌溉用水管理提供技术支撑。
参考文献
[1]王君勤, 王朝勇, 廖鸿茜.四川省农业灌溉用水定额的修订[J].中国水利, 2009 (13) :26-28.
[2]郑世宗, 王士武, 张锦娟.浙江省农业灌溉用水定额编制方法简介[J].浙江水利科技, 2004 (6) :46-47.
[3]汪丹, 茹世荣.吉林省农业灌溉用水定额编制[J].吉林水利, 2005 (4) :37-39, 42.
农村灌溉用水协议书 篇2
乙方：
为进一步深化和完善农村小型水利工程产权制度改革，提高水资源的利用率，降低农业生产成本，节约农村劳动力，增加农民收入，更好做好“三农”工作，郝王庄镇农民，在镇政府的领导下，自愿组织起来成立灌溉用水协会，为约束双方的行为，经双方协商，签定本协议。
一、甲方的权利和义务
(一)坚持党的基本路线，遵守宪法、法律和法规，遵守社会公德。
(二)接受业务主管单位县水务局和社团登记管理机关县民政局的业务指导和监督管理。
(三)对所辖工程进行管理和水费收支管理。
(四)对所辖工程组织进行维修。
(五)负责协会业务培训、技术咨询和科技推广。
(六)对用水户进行节约用水宣传和教育。
二、乙方的权利和义务
(一)遵守协会的章程。
(二)执行协会的决议。
(三)按规定缴纳水费。
(四)按规定缴纳水利建设、维修、大修、折旧和管理费，并投工投劳。
(五)保护工程及设施的安全。
(六)完成本会交办的其他工作。
三、会员退会应书面通知协会，经理事会批准，方可退会。会员如有违反本章程的行为，经理事会通过，予以除名，同时撤回协会援助其的物资原值。
四、本协议未尽事宜，按协会章程规定执行。
五、本协议一式四份，甲乙双方及县水务局、县民政局各一份。
六、本协议经双方签字后生效。
甲方：郝王庄镇灌溉用水协会 乙方：
农田灌溉用水管理优化研究 篇3
【关键词】督促为主 利益调节为辅 使用管理机制 水量配额制度 水价管理机制
随着我国新农村建设的不断发展，农业生产技术创新逐渐成为该领域的热点话题。而农田灌溉是农业生产中的重要环节，尤其是对于长期处于干旱的地区，更需要利用农田灌溉满足农作物多需要的水分、调节地表温度，为我国农作物产量提供坚实的基础。但是农田灌溉对于降雨量较少、水资源匮乏的区域，农田灌溉的用水是极度有限的。由此可见，农田灌溉用水管理管理优化研究工作势在必行。现阶段我国对于农田灌溉用水管理的认识不足，仅仅依靠技术以期待能够达到高效用水的目的。并未将灌溉用水管理制度进行优化与完善，从而造成大量的水资源浪费，农田灌溉效果不高等现象。本文通过分析与总结目前我国农田灌溉用水管理的现状以及出现的问题，旨在探索出一套切实有效的农田灌溉用水管理优化措施。为我国农田灌溉节约用水，高效利用水资源提供科学的参考。
一、现阶段我国农田灌溉用水管理出现的问题分析
随着近年来我国对农田灌溉技术的不断探索与高新技术的引进，我国农田灌溉用水的到了长足的发展，现阶段我国普及了喷滴结合的先进灌溉技术，从世界的各个国家引进了微灌设施。但是由于农村的高级技术人才相对匮乏，并且有些微灌设施需要价格昂贵的保温、通风等设备。严重阻碍了先进灌溉技术的发展，甚至有些样板灌溉村仅仅将先进的灌溉技术当做面子工程，不能良好的运用到农田灌溉当中。所以仅仅通过优化农田灌溉的技术路线来提高用水率是行不通的。现阶段我国对于农田灌溉用水管理不够重视，出现了许多问题。笔者通过多年的调查取证，总结出以下几个方面的问题。具体问题如下：（1）农田灌溉节水管理的行政法是过于老化。现阶段仍然有很多地方政府将有关部门号召的节水灌溉，当成行政指令，利用群众运动的行政发放进行灌溉技术的推广。所以在推广过程中缺乏对当地的地貌、地质特点进行科学的调查，缺乏试验、缺乏调查。比如将本适合山区的渗灌技术推广到平原，导致水资源严重浪费、渗灌效果极差，给国家与人民造成了不可避免的损失；（2）灌溉水的渠道管理严重不足，灌溉水源得不到保障。由于农村的基础设施建设更新较为缓慢，所以大多数的水利工程都年久失修、管理极为不严格。灌溉水渠道管理体制相对落后，仍然实行粗放式的管理方式，治理经费不足，工程运行状况很不理想。目前据统计我国的各级渠道大多是土渠，渠道由于淤泥长期的堆积，输水能力相对较差。并且渠道的滑塌现象相对严重，极度缩小了灌溉的有效面积；（3）农田水利设施投入多元化管理体系不健全，产权不清晰。由于大多数的农田灌溉所利用的水利设施归属于公共财产，产权为集体所有，一般的水利设施由乡村自行负责，所以对于用水以及水利设施的管理不够细致。近期，我国逐渐推行多元化、多渠道的投资模式，但是对于水利设施的投入机制不健全，往往会出现农田灌溉过程中互相扯皮的现象，造成灌溉水资源的浪费；（4）灌溉水的测量管理不规范，水资源调控能力较差。现阶段我国逐步进行水利一体化的战略，但是灌溉水的测量管理并没有进行优化，所以不能适应水利一体化的战略发展需求。灌溉水的水费上缴额度仍然按照土地的面积进行分摊，随意性较大。这样导致小面积的土地利用多数的灌溉水，阻碍了灌溉节水工作的顺利开展。
二、农田灌溉用水管理优化措施研究
通过以上对我国现阶段农田灌溉用水管理出现的问题进行深入的分析，可以发现我国农田灌溉用水管理制度较为换乱，不能适应新农村建設的要求。农田灌溉用水管理是一个系统工程，需要完善的管理体制来处理农作物创收与水资源利用之间的矛盾。根据笔者多年的实践总结以及相关理论的学习研究，提出以下几个方面的农田灌溉用水管理优化措施。具体内容如下：（1）建立以督促为主、利益调节为辅的灌溉水使用管理机制。由于农田灌溉用水管理的对象为农民，所以单一的政策指导以及严格监督往往收不到良好的效果。所以我国要建立以督促为主、利益调节为辅的灌溉水使用管理机制，通过提高农民的利益以及合理的奖惩制度以充分调动群众节水灌溉的积极性。可以设立灌溉节水奖惩机制、水务公告评比等形式，充分的将农田灌溉用水量进行透明化管理，从而将灌溉节水工作作为全员监督管理工作进行；（2）健全水价管理机制，严格实行水量配额制度。农田灌溉水价计费管理要严格的按照国家计委以及相关部门关于灌溉水价征收与管理的改革意见进行。推行公平公正的计价方式，各个村要安装水表。并且要严格的实行水量配额制度，超过使用额度的农民要支付高额的水价，从而一定程度上制约了农田灌溉水资源浪费现象；（3）促进灌溉节水技术服务的推广工作。政府部门要联合当地的有关部门抓好灌溉节水的宣传工作，定期的派送专家对农田灌溉技术进行科学指导，普及节水灌溉的基本技术，对当地的地貌、地质特点进行科学的调查，选用合理的节水灌溉技术。相关部门要配合专家进行灌溉节水技术的优化工作，对于较为陈旧的水利设施，要给予有效的措施进行整修。保证农民能够获取足够的农田灌溉用水。
参考文献
[1]刘文俊.武鹏.仝道斌.皂河灌区可持续发展能力建设探索与实践[J].水利与建筑工程学报 2008(4).
[2]范美师.会泽县迤车灌区高效用水农业的有效途径[J].节水灌溉 2008(1).
[3]胡学良.刘岚.全面创新建设管理机制提高末级渠系改造效益[J].中国农村水利水电 2007(9).
[4]翟浩辉.狠抓大型灌区“两改一提高”促进节水农业再上新台阶[J].中国水利 2003(16).
灌溉用水 篇4
国内外的实践表明,灌溉水作为一种特殊的商品,可以通过价格杠杆调节其消耗。国外关于农业用水需求价格弹性的研究开始得较早,一般研究认为,农业用水的需求价格弹性发达国家一般在-0.5~-1.4之间,Frank A.Ward,J.Philip King[1]研究显示该弹性甚至高达-3.0。Knapp K.C[2]研究认为,对于发展中国家,由于水价偏低,因此价格弹性表现的较小,说明农民对低水价不敏感,但适当地提高水价可导致需水量大量减少。目前国内对灌溉水价与需水量关系的定量研究较少,畅明琦,刘俊萍[3]初步建立山西省黄河流域各类灌区农业供水价格与农业需水量的关系,分析了水利工程农业灌溉水价格与节水量之间的关系。斐源生,方玲[4]分析了水价对农业需水量和节水的影响,确定了二者之间的定量关系。毛春梅[5]运用经济学理论分析了水价与水资源需求的关系,以黄河流域为例计算了农业需水价格弹性,表明提高农业水价对农业节水的影响。周春应,章仁俊[6]建立了农业需水价格弹性分析模型,得出农业需水的价格弹性,研究表明农业灌溉水价与灌溉用水量之间存在明显的相关关系。
1 干旱绿洲区灌溉用水概况
新疆属于干旱区,农业属于绿洲农业,农业生产完全依赖灌溉。该区的农业灌溉用水市场是自然形成的高度垄断性市场,农户用水时机和数量几乎完全由水管部门决定,农户基本上无决定权。其水价不受竞争的影响,而受政策的影响。正是由于农业水价的政策性较强,削弱了这种垄断性。干旱绿洲区灌溉用水占到总用水量的94%以上,然而这些地区的灌溉水利用系数并不高,据资料显示整个新疆的灌溉水利用系数平均为0.498[7],这使得该区引用水中几乎一半被浪费,引起了人工绿洲内部水土流失、土地次生盐渍化等问题,整个地区留给生态的水量急剧缩减。因此,为了保护该地区脆弱的生态环境,保证生态用水的需要,研究农业灌溉水价与其用水量之间关系,提高灌溉水的利用效率,通过经济手段激发农户的节水意识,促进节约用水具有重要的意义。
2干旱绿洲区农业灌溉需水量影响因素处理原则
对干旱绿洲区而言,除灌溉水价外,灌溉方式、种植结构是影响农业灌溉用水量的两个最主要因素。因为干旱绿洲区降水量稀少,而蒸发量却很大,荒漠绿洲是新疆干旱区的主要特征,农业生产完全依靠灌溉,降雨对农业种植帮助较小。因此,可以将降雨量和其他一些变化不大和一些无法定量化和缺乏统计资料的因素归并到随机变量中。
2.1 种植结构对农业灌溉需水量影响处理原则
虽然干旱绿洲区种植结构每年各不相同,逐年在调整,但从该区的实际情况看,1997-2005年灌区种植结构的变化并不明显。因此,可以将种植结构对灌溉用水量的影响归并到随机变量中。
2.2 灌溉方式对农业灌溉需水量影响处理原则
干旱绿洲区统计资料显示,该区节水灌溉水平从1997-2005逐年提高。因此,灌溉方式对灌溉用水量的影响不容忽视,是必须加以考虑的重要因素。否则,将无法反映出水价与农业灌溉用水量之间的真实关系。其处理原则是,以干旱绿洲区新疆生产建设兵团为例,将新疆兵团1997-2005年实际节水量平均分配到当年的灌溉面积上,求出每公顷平均节水量,加上原实际灌溉定额,得到传统灌溉方式的灌溉定额。这样可以使不同年份的实际灌溉用水量还原为同一比较基础上的虚拟的灌溉用水量,为研究灌溉水价对农业灌溉用水需求的影响奠定基础。该灌区毛灌溉定额、调整后毛灌溉定额如表1所示。
注:毛灌定额资料来源于1997-2005年兵团年鉴。
3 农业灌溉需水价格弹性分析
需求价格弹性(也叫需求自价格弹性)是指一种商品的需求量对自身价格变动的反应灵敏程度,是需求量变化的百分比与商品自身价格变化的百分比之间的比值。需求价格弹性直接反映了价格的变动对需求量的影响[8]。如果用E代表需求价格弹性,Q代表需求量,P代表价格,则需求价格弹性的基本计算公式为:
式中:ΔQ为需求量的变化量;ΔP为价格的变化量。
将以上理论和方法应用于农业灌溉用水,通过对农业灌溉用水的需求价格弹性的研究和计算,可以得出水价对灌溉用水量的影响,从而使水价与灌溉用水关系的研究突破定性研究的局限,实现定量分析。
根据价格理论,一般情况下,提高农业用水的价格将会降低灌溉用水量。然而,情况并非总是如此,农业灌溉用水的价格效应与其需求价格弹性具有密切的关系。假设Q=Q(P)代表某一灌区农业灌溉用水的总需求函数,其中P农业灌溉为水价,Q为单位耕地面积用水量,则农业灌溉用水的需求价格弹性为:
式中:εq为农业灌溉用水的需求价格弹性;dQ为单位耕地面积用水的变化量;dP为农业灌溉水价的变化量。
因为在干旱绿洲区,灌溉对农业生产是必需的,所以-1<εq<0。
4干旱绿洲区农业灌溉水价与水资源需求量的定量关系模型
本文应用Mathe软件,通过对现有数据的分析和应用单一需求的需求函数各种不同曲线类型对数据进行拟合,决定采用对数线性需求函数模型,它的特点是其参数具有明确的经济意义,表现为价格弹性在经济预测中得到了广泛的应用,它在需求曲线上任何一点的弹性系数都是相同的[9]。
在同一物价水平上的水价与灌溉用水量的关系才具有可比性,因此对灌溉水价用农村商品零售物价指数进行折算。这样可以使不同年份的灌溉水价还原为同一比较基础上的虚拟灌溉水价,为研究水价对农业灌溉用水需求的影响奠定基础。干旱绿洲区农村商品零售物价指数、原灌溉水价、调整后的灌溉水价如表2所示。
注:资料来源于1997-2005年兵团年鉴;1997年农村零售商品价格指数=100。
4.1干旱绿洲区灌溉水价与水资源需求量的定量关系模型
利用调整后的新疆兵团灌溉水价、调整后的每公顷平均毛灌溉定额,建立其农业灌溉水价与其每公顷平均用水量的定量关系模型,如下式所示。
式中:Q为每公顷平均毛灌溉定额,m3/hm2;P为灌溉水价,分。
由于是对数线性需求函数模型,因此在上式中,-0.310表示的就是灌溉需求价格弹性,即是式(1)中的需求价格弹性E和式(2)中的农业灌溉用水的需求价格弹性εq,是一个无量纲的值,它的含义是灌溉水价增长1%,每公顷平均毛灌溉定额将降低0.310%。
根据建立的新疆兵团农业灌溉水价与每公顷平均灌溉用水量的定量关系模型,农业灌溉水价与灌溉用水量关系曲线如图1所示。
4.2 模型检验
农业灌溉用水价格弹性估计量的符号和大小,符合经济意义,即农业灌溉用水量随着灌溉水价格的增长而降低,且新疆兵团农业灌溉需求价格弹性为 -3.10,低于国外发达国家-0.5~-1.4的水平。由于我国仍属发展中国家,现状灌溉水价较低,表现出需求价格弹性也相对较低,这与国外普遍认可的研究结论是一致的[1,2]。
应用F检验得出:F=18.568。给定α=0.05,查F分布表,得出临界值F0.05(1,7)=5.59,因为18.568>5.59,故拒绝H0,接受H1,说明回归方程效果显著。
上述检验说明建立的新疆兵团农业灌溉水价与灌溉用水量的定量关系模型从各方面来说都是符合要求的,水价与用水量之间存在显著的相关关系。
5 干旱绿洲区灌溉水价改革节水效果测算
从兵团1997-2005年多次调整灌溉水价后,每公顷平均毛灌溉定额变化来看,随着水价标准的提高,用水量总的来说呈下降趋势,从而在一定程度上说明了灌溉水价的改革作为一种经济管理手段,确实能起到促进农户节约用水、优化配置水资源的作用。灌溉水价的提高能够有效抑制农户对灌溉用水的需求。
虽然新疆兵团是干旱绿洲区灌溉水价较高的灌区之一,但是该灌区水价目前仅为供水成本的70%左右。因此,随着该灌区农户水价承受能力的提高,灌溉水价仍然有较大的调价空间。根据以上对新疆兵团灌溉水价与用水量的关系的定量分析,在假定实际灌溉面积、蒸发量、降雨量、灌溉方式不变的条件下,如果按照供水成本水价供水,测算新疆兵团从1997~2005年单位面积用水量的节约效果见表3。
注:实际灌溉面积资料来源于1997-2005年兵团年鉴。
6 结 语
根据以上分析,在已知现状水价和现状用水量的情况下,2005年,新疆兵团农业灌溉水价达到供水成本时,平均每公顷节水量将达到1 090.65 m3/hm2。由此可见,利用水价这一经济杠杆,对促进干旱绿洲区农业灌溉节约用水有较大潜力。
总之,调整灌溉水价能起到较好的抑制需求、节约用水的效果,针对不同地区,不同水源开发利用和水价格状况,考虑不同用水户的经济承受能力,可以通过合理调整水价来缓解水资源供需矛盾,提高水资源的利用效率。
参考文献
[1]Frank A.Ward,.Philip King.Economic Incentives for Agricul-ture Can Promote Water Conservation Proceedings of the NewMexico State University Water Conservation Conference,1997.
[2]Knapp K C.Irrigation management and investment under saline,limited drainage conditions.Water Resource Research,1992,28,(2):3 099-3 109.
[3]畅明琦,刘俊萍.农业供水价格与需求关系分析[J].水利发展研究,2005,(6):21-25.
[4]斐源生,方玲.农业水价调整与节水的定量关系研究[J].节水灌溉,2003,(5):25-30.
[5]毛春梅.农业水价改革与节水效果的关系分析[J].中国农村水利水电,2005,(4):2-4.
[6]周春应,章仁俊.农业需水价格弹性分析模型[J].节水灌溉,2005,(6):24-26.
[7]刘永红,王守荣.西北干旱区水资源供需分析与可持续利用对策研究[J].气候环境研究,2003,(6):2-3.
[8]黎诣远.西方经济学上册,微观经济分析[M].北京:清华大学出版社,1999.52-53.
蒲阳站灌溉用水市场的调查与思考 篇5
灌区灌溉管理是促进灌溉用水量,提高作物产量的基础工作.灌区内工程管理、用水组织管理以及水费和水价廉政都是管理的中心工作.笔者对所在灌区内灌溉用水现状作了调查,提出自己的几点看法.
作 者：郭红军 作者单位：陕西省交口抽渭管理局,陕西,渭南,714000 刊 名：西北水力发电 英文刊名：JOURNAL OF NORTHWEST HYDROELECTRIC POWER 年，卷(期)：2005 21(z2) 分类号：F3 关键词：灌溉 调查 思考★ 关于生活与科学作文合集
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天津市农业灌溉用水计量模式分析 篇6
关键词:农业灌溉;计量;模式;分析
中图分类号:S274.4文献标识码:ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.06.007
Metering Mode Analysis of Agricultural Irrigation Water in Tianjin
ZHANG Jun-tao
(Irrigation and Drainage Division of Water Conservancy Bureau of Tianjin,Tianjin 300074,China)
Abstract:In view of the characteristic of irrigation water source in Tianjin, the pilot reform of agricultural water measurement charge was developed in Baodi, Ninghe and Jinghai county. The different methods on irrigation water measurement were selected to explore and research the actual measurement charging mechanism of agricultural irrigation water.
Key words:agricultural irrigation; metering; mode; analysis
随着经济社会的快速发展,上游拦蓄水工程建设规模加大,加之连续多年干旱少雨,天津市水资源短缺问题尤为突出。近年来,天津市大力发展农业节水工程建设,取得了显著成效,但农业灌溉普遍采取粗放低效的利用形式,又加剧了水资源短缺程度。提升天津市农业节水成效,就要建设农业灌溉计量设施,对农业用水实行计量收费,这是天津市节水农业及节水型社会建设的重要一环。
1天津市农业用水收费现状
近年来,天津市坚持把节水灌溉作为一项革命性措施来抓,以提高水资源的利用效率和效益为核心,以大中型灌区续建配套节水改造、农业综合开发、设施农业节水配套为重点,因地制宜地大力推广各种适用的节水灌溉模式,全市节水灌溉面积累计达到22.89万hm2,占有效灌溉面积的65.8%。在节水工程快速发展中,农村节水灌溉管理相对滞后,由于历史原因,目前大多数区县灌溉用水基本是福利水,农民灌溉基本上不交水费或水费很低,实行按亩收费,多灌少灌一个样。加之部分灌溉工程老化失修,缺乏计量设施,给农业水资源的利用控制管理带来困难,造成了农民节水意识不强、大水漫灌、水资源浪费现象严重。只有解决用水的计量问题,才能促使用水者节约用水,进而为灌溉用水定额管理、累进加价创造条件。如何依托节水工程建设完善基础计量设施,使农业用水做到精准计量按方收费,提升天津市农业节水灌溉管理水平,是目前天津市节水农业建设中的关键,也影响着节水型社会的建设成果。
2农业用水计量收费改革试点工作开展情况
天津市灌溉水源的特点是北部地区以地表水、浅层地下水灌溉为主,中南部地区以深层地下水灌溉为主。为加快探索和推进农业灌溉计量收费方式改革,在加大节水灌溉工程建设的同时,我们因地制宜,按照不同灌溉水源特点,选择了宝坻区地表水灌区、宁河县浅层地下水区、静海县深层地下水区3种不同水源条件的灌区开展了农业用水计量收费改革试点。
2.1探索井灌区计量方式改革
静海县针对地表水匮乏,主要依靠抽取深层地下水灌溉的状况,在新建的90个节水项目区134眼深机井出水口安装了传统机械式水表,同时,将水费征收方式由原来的按电度收取改为按方收取的方式,并实行一费制。农民缴费更直接、更明了,有效提高了灌溉交费和节水意识。宁河县丰台镇东淮沽村浅层地下水灌区安装IC卡自动计量灌溉收费系统32套,具备一户一卡、一井多卡、缴费储值、插卡出水的功能,改变了过去按亩向按量征收水费的方式,使农业机井地下水资源管理更方便、快捷、准确,得到当地群众的认可。
2.2探索地表水灌区计量方式改革
宝坻区针对里自沽地表水灌区灌溉计量困难的状况,结合灌区续建配套与节水改造工程建设,与相关科研、企业单位合作,开展了渠灌区灌溉计量方式的试验研究和试点。首先率先在全市地表水灌区研制安装灌溉泵点超声波流量计60块,实现超声波自动记录用水量。同时,该灌区还结合在大断面防渗渠道上建设巴歇尔量水槽、梯形量水堰,在支渠道上安装U型量水槽,以及结合畦田口使用流速流量仪测量每个畦田的灌水量等措施,实现了地表水灌区防渗明渠输水模式的精准测量。目前,灌区也结合计量设施建设,在不增加农民负担的基础上,正在开展计量收费改革试点。
2.3探索不同形式水费征收管理模式
(1)组建农民用水者协会,由协会负责用水管理、灌溉服务、工程维护管理、水费计收和财务管理等工作。目前,在宝坻区、宁河县、静海县共组建农民用水者协会77个,受益用水者3.67万户、13.16万人,受益耕地面积1.85万hm2。(2)采取承包模式,由承包人负责本村农户用水,按用水量收水费,村委会不再承担他们的工资,工资由承包工程设施所收水费解决。(3)静海县台头镇东淀等部分地区由县水务局建设农业集中供水厂,实行企业化经营与管理,自收自支、自负盈亏。
3取得成效
对灌溉用水进行精准计量和科学管理后,以前农业种植效益低下和用水矛盾等问题得到了解决。
(1)农民节水意识明显提高。农业灌溉按方计费后,农民灌溉主动采取大畦改小畦和平整土地等措施,增加灌溉均匀度,并且在灌溉上适可而止,农民节水意识提高的同时,灌溉节水效果明显提高。
(2)节水增收效益显著。通过农业灌溉计量改革和科学灌溉管理,使农作物得到适时充分灌溉,促进了试点地区的农业结构调整,提高了农业种植效益。通过多个地区几年来的实际种植效果,大田作物每公顷年增产平均为375 kg,节水1 200 m3。宁河县丰台镇东淮沽村井灌区每公顷蔬菜年可节水3 000 m3,灌溉成本也大大降低,由原来的每次225元/hm2降到150元/hm2左右;静海台头镇东淀等4个地区由于种植产值高的花卉和蔬菜,在实行集中供水管理后,每公顷产值增加1.5万元以上。
(3)农民用水者自主投入灌区工程建设和管护的积极性大大提高。由于节水增收效益明显,同时,各种灌溉管理组织制定了科学、合理、有序的灌溉制度,减少了管理运行开支和灌溉纠纷,使管理者和用水者之间的关系趋于和谐。通过这些实际效益的显现,用水者通过“一事一议”自愿投资投劳建设灌溉工程的积极性明显提高,协会做到了灌区工程有人管、有人修、有人保运行,保证了灌溉季节工程正常运行,减少了跑、冒、漏,促进了节水、节电,为灌区发展提供了很好地群众基础。
(4)促进区域经济发展。通过在相对集中的一些地区进行农业灌溉计量改革试点,促进一定范围内农业优势的加强和种植结构的调整。里自沽灌区是天津市重要的粮食产区,通过改革,普遍提高了当地粮食产量,充分发挥了天津市粮食主产地的作用;通过改革,宁河、静海部分地区有条件地进行了农业种植结构调整,从过去产量、收益不高的粮食生产,转变成为天津市集中的蔬菜、花卉种植基地,形成了地区优势,不但满足了当地需求还远销外地,有效地带动了当地经济的发展。
4存在问题
(1)天津市农业用水计量收费改革需要继续深入。虽然天津市在农业用水计量收费改革方面取得了一定成效,但进行收费改革试点的地区在天津市12个农业区县中比例很小,新型农业用水计量方式应用和农民用水者协会的组建还比较滞后,还需要快速深入推广,以满足天津市节水型社会建设的快速发展的需要。
(2)水价制定还需完善。目前,天津市各区县农业灌溉水价制定中只包含提水电费、工程维护和管理人员费用,不包括水资源费、工程折旧费等,收取水费只能满足日常运行,还不能满足长期水资源保护和工程持续良性运行的需要。
5小 结
改革农业计收管理,建立合理的水价形成机制,其根本目标是促进节约用水和水资源的高效利用与优化配置。也就是改革与节约用水和水资源的高效、可持续利用不相适应的水管理体制,形成合理的水资源管理运行机制和水价机制,建立健全技术保障体系,显著改善灌溉设施的整体质量和服务能力,提高农业用水效率和综合效益。要达到上述目标,必须同时抓好软件建设与硬件建设。既要提高农民的节水意识,促进农业灌溉方式的转变,又要改造农业供水设施,不断降低农业供水成本。近年来,随着各级政府的大力投入,天津市农业节水工程迅猛发展,农业供水设施不断改善,农业供水成本有所降低。我们要进一步完善农业灌溉计量设施建设,调动地方政府、农村集体和农民积极参与水费改革的积极性,提高用水者的节水意识,改革农业供水体制,改进灌溉服务。同时,在总结高效用水经验和找准主要矛盾的基础上,因地制宜、讲求实效,立足当前、着眼长远,并处理好经济效益、社会效益、生态环境效益之间的关系。对于天津市有所不同的灌溉水源和节水形式,建议进一步开展水价综合改革试点,继续探索符合不同地区特点的水费征收方式,切实减轻农民财务负担,减少水资源浪费。
参考文献:
[1] 张东,宫晓婧,刘伟,等.天津市农业节水灌溉现状及发展方向[J].天津农业科学,2008,14(6):46-48.
[2] 笪志祥.我国节水灌溉技术及其模式和发展趋势[J].天津农业科学,2008,14(3):33-36.
农田灌溉用水趋势及应对措施探讨 篇7
一、我国水资源与农业用水的状况
在人们的生活和生产中, 水是必不可少的, 没有水就没有生命, 因此节约用水是永恒的主体。我国年均降水量630mm, 低于亚洲和全球区域的平均降水量;人均占有量只有2300立方米, 占世界人均的1/4。其次我国水资源分布不均, 呈现“东南多、西北少”的状态, 由于水资源的缺乏, 造成的土地沙漠化严重, 青海、新疆等地出现了戈壁滩。没有灌溉就没有农业, 因此节水灌溉对我国农业的发展有着重大意义。
农业在我国的各行各业中用水量占的比重最大, 因为我国是粮食产业大国, 对粮食的需求量非常之大。对于全国的水资源需求来说, 中度干旱的地区需水量大约为5500亿立方, 缺水量为250亿立方。如果将超标的、不合理的地下水因素计算在内, 则缺水量为300~400亿立方。在农业上用水量占总量的73%, 而且水资源使用比较浪费, 没有发挥到水资源的利用效果。
二、农田灌溉用水的现状
我国在水资源的灌溉利用上还存在许多不足, 没有做到合理利用灌溉的水资源。目前, 井水灌溉区占总量的60%, 灌溉区占40%, 其中每立方水产出的粮食平均下来不到1公斤。但有些国家灌溉水的利用率达80%以上, 每立方水的生产粮食量为两公斤。做的最好的就是以色列, 粮食产量达2.32公斤/m3。所以, 说明我国在进行农田灌溉的技术上跟许多发达国家还是有很大差距的, 灌溉技术需要改良, 只有这样才能充分利用水资源, 发挥水资源的功能, 我国的农业才能不断发展和壮大。
三、灌溉农田的节水途径
农田灌溉的水源从一般的水到生产作物产量的过程要经历一定的环节:第一, 提取水源, 经过一系列的配水和输水过程或途径, 使水到达需要灌溉的作物区域;第二, 利用农田的灌溉技术将运来的水转变成土壤水;第三, 这些水到达土壤, 经农作物根系吸收, 将土壤水转化成生物水;最后, 通过农作物一系列的生物反应和生理过程将作物的水分加以利用, 之后转变成作物的产量。在每一个过程中都会有不同程度的损失, 因此要想提高水的利用率关键就是要尽可能减少在每个过程中水的浪费, 尽可能的使水达到最高效的利用。
四、灌溉节水措施和应对策略
(一) 输配水系统
受经济条件和灌溉技术的影响, 我国目前的灌溉技术主要是传统的地面灌溉方式。其中, 采用明渠输水的方式占到了我国总灌溉面积的75%以上。但在水的防渗过程中, 只有1/5的区域能够达到要求, 渠水的利用效率很低。我国的农田灌溉输水过程中损失较大, 大约3/4的部分会损失在输水的过程中。包括在田间的水运输、渗漏、蒸发和废泄等, 但大部分的损耗还是在渠系渗漏中。因此, 开始出现了输配水系统的节水技术。技术中通过采用一定的渠道工程来减少输水过程的损失量, 这些措施包括渠道防渗技术、低压管道输水、渠系配套和修改土渠等。利用这些技术就可以在很大程度上提高供水质量和灌水效率, 为减少提水灌区内的电能、燃料损耗和扩大灌溉的面积提供了有利条件。
1) 渠系配套。我国目前的渠系配套质量较差, 工作效率较低。从六十年代以来我国的渠系配套就是一个薄弱的环节。大的灌溉渠道是国家投资建设, 而小的渠道则是群众自筹建设, 工程配套差, 多年的渠系工程逐渐变得老化失修, 没有起到真正的高效输水作用, 这是渠系水利利用率低的直接原因。因此为了提高渠系工程的利用效率, 必须改造渠系的配套。若将现有的渠系工程现状利用的系数提高0.1, 则每年可以节约400亿立方的水。所以, 对现在的渠系工程加以改造和改善渠系的配套技术是目前要解决的问题。
2) 防渗技术的改进。在节水灌溉的过程中渠道防渗也是非常重要的一个环节。因为水源自提取之时到输送到农田区域, 其中由于渠道中的渗漏导致很大程度上的损失和浪费。因此需要做的就是控制地下水位、减少输水过程中的损失、以提高渠道水的利用系数。目前主要的防渗材料有:水泥土、砌石、灰土、混凝土和复合土工膜料等, 最常用的还是混凝土材料。通过防渗材料和防渗技术加以配合, 在机械化施工技术与混凝土U型防渗渠中使用广泛, 且在冬季抗冻胀方面有着杰出的贡献。所以, 积极改进渠系的防渗手段, 是减少输水过程中水损失的重要措施。
3) 采用低压输水管道的优势。减少输水损失的最后一个途径就是灌溉输水渠道的优化。目前有很多国家都采用以管代渠、低压管道输水, 这样在很大程度上减少了输水过程中水的蒸发和渗漏, 输水效率高达95%以上。以管代渠能够减少渠道的占地面积, 不仅提高了土地使用率, 还同时具有输水快、便捷、省时省力、便于养护和方便机械耕种的特点。所以, 很多地区都可以采用低压管道输水的方式, 比如在北方缺水的地区、井灌区等。尤其是新建的井灌区, 实行以管代渠可以实现输水管道化, 大大提高了水的利用率。
(二) 田间灌溉节水措施
田间的灌溉节水主要有两个方面:灌溉节水制度措施和灌水技术措施。在田间的灌溉中的节水措施主要有:
1) 地面节水灌溉。虽然地面灌水是很古老的灌水方式, 但就我国土地情况而言很长时间内是必须采用的一种方式。而地面节水的方式就是通过平整土地, 来提高灌水的质量和灌水技术, 减少灌水的时间, 提高灌水效率, 既节约了水, 又节约了劳动力。
2) 喷灌。喷灌对于好多地区来说行之有效。它的显著特点就是占用耕地面积少、省工、省时, 且不受地形、地貌的影响。
3) 微灌。微灌属于一种新型的灌溉技术, 技术要求较高, 但利用效率和产值也相对较高。微灌主要有微喷灌、滴灌和地下渗灌等方式。是根据植物的需水量, 利用安装在末级管道上的设备将水较小量地、准确地、均匀地输送给植物根部, 从而达到高效的利用效率。
五、结束语
农田灌溉一直是政府和群众共同关注的话题, 农田的灌溉用水措施也变得越来越重要。因此只有完善农业用水的法规和政策, 因地制宜, 将节水灌溉技术运用到实际的农业生产中, 提高农田灌溉中的水的利用率。
参考文献
[1]周维博, 李佩成.我国农田灌溉的水环境问题[J].水科学进展, 2001.
[2]孙景生, 康绍忠.我国水资源利用现状与节水灌溉发展对策[J].农业工程学报, 2000.
人工湖绿化灌溉用水问题的思考 篇8
1 人工湖绿化灌溉用水的困境
1.1 绿化灌溉用水量过大
以广州白云湖绿化灌溉为例, 日耗自来水惊人。广州白云湖分东湖和西湖2部分, 总面积2.07km2, 水面面积1.06km2。白云湖湖区规划总面积197.61hm2, 其中水域面积为106.48hm2, 岛屿面积7.49hm2, 绿地面积为83.64hm2, 湖岸长度8183m。白云湖的治水策略是:北挖湖南建闸。在白云湖的西侧有一个广和泵站, 泵站每天从珠江西航道抽水, 经过4.7km长的引水渠道引入湖内。湖的出水口则设在东湖的环朗围水闸, 这里也是石井河的补水口。每天50万m3的珠江活水就是这样进入白云湖, 然后为石井河、环滘涌、滘心涌、海口涌等河涌补水。目前, 白云湖的补水流量达到了25m3/s, 潺潺流动的活水为石井河注入了生机和活力。根据官方的发布信息, 白云湖的绿地面积为83.64hm2, 按照广东省市内公园用水定额为1.7L/m2·日这一计算标准来测算, 白云湖绿地灌溉日用水量约为1421.9t。然而, 白云湖作为广州治水工程的一个典型和样板, 并没有把绿化灌溉的用水取自经过白云湖生态系统自行处理后可以正常使用的中水。
1.2 人工湖绿化灌溉用水的艰难抉择
1.2.1 顶层设计先天不足。
由于根深蒂固的传统做法, 不管是公园、绿地, 还是治水兼休闲两用的人工湖, 建设和管理一般都是分开的。俗称:铁路警察, 各管一段。在建设阶段, 建设部门并没有把用水问题作为建成后一个重大的维护开支来考虑, 而是“贪图方便”地把官网与自来水管网进行对接。这就造成了管理方如果要推翻原有的灌溉系统, 需要花费巨资重复建设。而这些巨资需要政府再立项, 再走繁纷复杂的审批程序。可以说, 要在这些灌溉系统建成后再改造, 从立项到完工, 2~3年能完成算是老天保佑了。
1.2.2 供给与需求矛盾重重。
绿化灌溉使用自来水, 似乎已成为自然而然的事情。倘若考虑使用中水, 且看中水的成本费用。首先, 中水回用必须铺设专门管道。高昂的管道铺设成本是阻碍中水回用的原因之一。其次, 中水回用需要庞大的用户群做支撑。以白云湖为例, 该湖每天引入珠江约50t, 这些水经过循环处理后, 完全可以用作景观水, 而白云湖绿地灌溉日用水量大约为1421.9t, 相比之下, 供需矛盾昭然若揭。
1.2.3 体制机制缺乏动力驱动。
由于园林和建设等相关部门未将中水设施列入建设工程的规划和建设监管中, 使得中水使用及设施建设源头失控。而水资源管理部门没有执法权, 对已经建成的建设工程无法再行要求其建设或补建中水设施, 形成了目前中水设施建设“无法可依”, 监管更是“无法无天”。
2 基本对策
2.1 建立科学有效的人工湖绿化灌溉使用中水的体制机制
在人工湖绿化灌溉用水问题上, 要尝试改用中水, 则是典型的先天不足、后天补足的案例。首先要从用水的绩效上入手, 采用LED灯“差价补偿”的推广工程的做法。即在签订合同的框架下, 由中水供方免费帮用水方铺设网线并供应使用中水, 自来水的价格与中水的价格差价作为中水供方的工程成本进行补偿, 经过若干年成本回收后, 管网则无偿交由使用方使用。供水方由于得到了稳定的客户, 通过“放长线钓大鱼”的方法, 最终获得丰厚利润;而需求方则由于使用了中水, 节省了大量的自来水, 产生了巨大的社会效益和经济效益。不得不承认的是, 目前有些城市的中水价格高昂, 甚至比自来水还贵得多。但是, 美好的前景令人憧憬, 中水在经过广泛推广后, 其水价肯定会比自来水低得多。对于用水方来说, 也为财政节省了巨额的投入。
2.2 建立科学有效的建设、管理和监管的政策法规
要建立由水资源管理部门牵头, 规划、建设、国土!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!资源等相关部门联合办公的中水回用工程建设管理机制。要制定中水回用工程建设的政策法规, 规定中水回用工程建设是所有新建、改建和扩建绿化工程的准生证, 凡未按规定要求配套建设中水设施的工程, 一律不得上马。
2.3 利用市场力量激活供需双方中水使用的积极性
首先要依靠市场经济的力量, 扶植中水产业化发展。鼓励各种所有制经济积极参与中水投资和经营项目, 努力实现投资多元化、运营主体化、运营管理市场化, 形成开放式、竞争性的中水运营格局。其次是依靠政府的经济手段, 将政策倾斜和市场运作有机结合起来。政府在市场准入、运营监管、税收、借贷等方面, 制定灵活有效的体制机制, 支持中水生产企业做大做强。同时, 中水的利用必须要有强有力的政府推广机制和政策的有效保障。对使用中水的企事业单位进行适当的财政补贴和税收优惠。
3 思考
人工湖绿化灌溉究竟是使用自来水还是其他灌溉用水似乎早已定论。然而, 现实令人惊叹。究其原因, 还是需要各方从业人士从突破观念和理念的条条框框入手, 不失时机地攻克体制机制上的顽瘴痼疾, 突破利益固化的藩篱, 以高度的社会责任感和事业心, 推动中水的推广和使用。让大家一起携手做一件利国利民、功在当代、利在千秋的实事和好事。 (收稿:2014-05-16)
摘要：人工湖绿化灌溉是使用自来水还是其他灌溉用水 (比如:中水) 一直存在争议。本文以广州现有最大人工湖——白云湖为例, 探讨人工湖绿化灌溉用水的困境及对策。
关键词：人工湖,绿化,灌溉,中水
参考文献
灌溉用水 篇9
关键词：灌溉用水,绝对缺水量,目标函数
1渠道输水损失
我国灌溉水利用系数仅为0.43左右, 远低于欧洲等发达国家0.7～0.8的水平。经调查, 渠系的水量损失是灌溉用水浪费的主要方面, 我国渠系水的利用系数平均不到0.5。
灌区中, 主干渠道主要承担长距离输水和定点向下游渠系集中配水的任务, 支渠及其以下渠系则担负着在田间区域尺度上的灌溉配水职能。主干渠道由于有较高的流量、较大的渠道断面尺寸和较长的输水距离, 其输水渗漏损失约占到整个渠系输水渗漏损失的35%左右, 且大部分是沿程输水损失。所以, 本文就针对渠系配水模型中上级输配水渠道的沿程水量损失进行研究, 暂不考虑下级引水渠道的水量损失。
2渠段水量平衡
灌区中, 对于较长的渠道来说是分段管理分段配水的, 故需研究渠段的水量平衡, 如图1。
第i个渠段的水量平衡方程为:
又 W=Q t (2)
故, 式 (1) 又可以表示为:
式中:Wi, in、Qi, in为第i渠段的流入水量、流量;Wi, out、Qi, out为第i渠段的流出水量、流量;Wi, s、Qi, s为第i渠段的渗漏水量、流量;Wi, a、Qi, a为干渠向第i条支渠的配水量、流量;Wi, e、Qi, e为第i渠段的弃水量、流量。
这里第i个渠段的出流量即第i+1个渠段的入流量, 数学方程表示为:
灌溉渠系的水量损失主要包括各级渠道的渗漏、弃水和水面蒸发损失。其中, 水面蒸发损失一般不到渗漏损失水量的5%, 在渠道水量平衡计算中, 常忽略不计。渠道弃水流量一般取决于渠道工程质量和灌区用水管理水平, 可通过加强灌区管理, 采用科学合理的用水计划将这部分损失减至最小。因此, 从水量平衡方程中可以看出, 当来水量配水量一定的情况下, 出水量仅与损失水量有关。而渠道输水损失绝大部分来自输水过程中的渠床渗漏损失, 所以, 这里就用渠系渗漏损失近似代替渠系的水量损失。
渠系渗漏损失水量与渠道所经地面的土壤性质、渠道水深及湿周、地下水埋深、含沙量、流速、过水历时等因素有关。渠道开始输水时, 渗漏损失较大, 随着输水时间的延长, 渗漏强度逐渐减少, 最后趋于稳定。
3渠道输水损失的计算
对灌区庞大的渠道系统来说输水损失主要是考虑沿程渗漏损失水量, 水量损失的计算参考改进的考斯加可夫公式[11], 式中流量计算采用平均流量法[12,13]。
由于支渠引水口会引走一部分流量, 各个渠段的平均流量不一样, 故要分段计算干渠的水量损失, 某次配水的总损失即各个渠段水量损失的迭加。
假定干渠某次灌水的引水流量是确定的, 则第i渠段上的流量损失为:
式中:Ki为第i渠段上与渠道断面尺寸和水力条件有关的参数;mi为是由第i渠段的渠床土壤性质确定的系数, 渠床土壤在粘土～砂壤土之间变化时, mi在0.3～0.5之间变化[10], 故一般情况下1-mi<0;βi为第i渠段采用衬砌等防渗措施后的综合折减系数;γi, Ci为第i渠段上与地下水、土壤类型有关的参数;Qim为第i渠段渠段平均流量;Li-1, i为第i渠段的长度。
从式中可以看出:渗漏损失水量主要与渠床土壤性质、地下水埋深、渠道输水条件等有关, 假设下级渠道的配水流量、配水时间、工作长度均已固定, 所以下级渠道的输水损失也就固定了, 减少输水损失主要在于上级渠道。渠道输水损失水量随渠道流量增大而减小, 故为减少上级渠道的输水损失, 使其总水量损失最小, 应在满足约束条件下尽可能加大上级渠道配水流量, 缩短配水时间。
值得注意的是求平均流量时, 要根据实际配水情况 (如某些支渠本次灌溉不引水, 或某些时段不引水即实行分组轮灌等) 灵活求解各个渠段的平均流量。
图1描述的是一条渠道下设多条分支渠配水的情况, 而灌区中渠系统纵横, 在一条渠道情况基础上推广的多条渠道情况 (见图2) 更贴近灌区中的渠道系统错综复杂的实际情况。在渠段损失计算的基础上列出公式计算上述两种情况渠系中某个配水口前配水渠道中水量损失的大小, 因为这样可以更直观地看出水量输送到哪个配水口时在前面途中的损失大, 输送到哪个配水口时在前面途中损失小, 以便于确定应该将水送到或优先送到哪个配水口。当计算中将全部渠段损失迭加时, 即为整个渠道的输水损失。
3.1简单渠系情况
以上下两级渠系配水为例研究上级渠道的输水损失, 如图2。一条渠道下设n条分支渠 (即n个配水口) , 设上级渠道中两个分支渠口间的部分为一个渠段, 则n个配水口将渠道分为n+1个渠段。从上级渠道进水口到第一个分支渠口的部分为第1个渠段, 长度为L01, 第i-1个配水口和第i个配水口间的干渠部分为第i个渠段, 长度为Li-1, i, 最后一个配水口n与出水口间的部分为第n+1个渠段, 长度为Ln, n+1。
如图2所示, 一条干渠下设n条分支渠的情况。第i条支渠前共有i个渠段, 设水量输送到第i个分支渠口时在渠道中已损失的水量为WQis, 则
其他参数意义同上。
将公式中系数部分与渠道本身物理条件、土壤类型等有关的参数统一表示为一个综合参数Aj, 则公式可简写为:
从式中可知, 当渠道本身的物理条件确定, 且第i条支渠前面的来水配水情况一定 (即各渠段通过的流量不变) 的条件下, 水量输送到第i条支渠口时上级渠道中水量损失的大小就唯一决定于该支渠口到干渠引水口的距离∑Li-1, i, 即距离越远, 输水损失越大。
3.2树状渠系情况
如图3所示, 灌区中一条渠道下设m条分渠道, 设在上级渠道上有n个配水口 (分支渠口) , 即n+1个渠段, 下级第 j个分渠道上有nj个配水口, 即nj+1个渠段。其中, j=1, 2, …, m。
树状渠系情况的计算方法与上述一条渠道的情况相似。图中上级渠道中水量输送到第i条分支渠口时在渠道中已损失的水量计算与简单渠道情况完全相同, 下级分渠道的配水口前输水损失计算则稍显复杂, 需迭加上级的全部损失。
(1) 水流输送到上级渠道中第k配水口时前面渠道中输水损失的计算。
设该损失为WQis, 则
其他参数意义同上。
同样, 公式可简写为:
(2) 水流输送到下级渠道中第j个分渠第kj个配水口时前面渠系中输水损失的计算。
这时的渠系输水损失分为两部分:一是上级渠道的全部输水损失, 二是水流从上下级分水口输送到下级渠道某些配水口时的输水损失。
设当水流输送到第j个分渠第kj个配水口时前面渠系中的水量损失为WQs, 则
其他参数意义同上。
公式可简写为:
从式中可知, 与一条干渠情况相似, 当渠道本身的物理条件确定, 且第j个分渠第kj个配水口前面渠系的配水情况一定的条件下, 水流输送到分渠配水口时渠道中水量损失的大小就唯一决定于该配水口到渠道引水口的距离∑L, 即距离越远, 输水损失越大。
从式中也可看出, 当第j条分渠中无水流通过时, 即
3.3分析讨论
对于全灌区来说, 在总水量一定的条件下, 缺水量最小就是要水量损失最小, 在此基础上由上述渠道损失的计算公式可知:
(1) 假设在渠道系统本身物理条件Ai确定且渠段配水流量Qia一定时, 输水到某条分支渠时在前面渠系中的损失水量仅决定于上级渠道引水口到支渠配水口的距离∑Li-1, i, 且呈线性规律变化, 渠道渗漏损失随输配水距离的延长而增加, 即∑Li-1, i越小, 则水量损失WQs越小。输送同样水量的情况下, 分配给下游用要比分配给上游用损失大, 因此下游有效利用的水量就比上游小。
(2) 假设在渠道系统本身物理条件Ai确定且输水距离∑Li-1, i一定时, 由于1-mk<0, 渠道输水损失水量随渠段平均流量增大而减小, 即Qim越大, 则水量损失WQs越小。只针对下游渠道来说, 总引水流量一定的情况下, 上游引水越少则渠道中平均流量越大, 故计算出的下游分支渠配水口前的水量损失越少。但是, 这只是横向的比较, 是上游引水情况对下游部分利用公式计算水量损失的影响。对整个渠系来说, 这样计算的损失肯定会大于直接在上游配水的产生输水损失。
实际上灌区输配水损失还受其他许多因素的影响, 如同样的水量要在规定的时间通过多级渠道送到田间, 则各级渠道轮灌组的划分, 各级渠道配水的时间、流量等都会输水损失产生影响, 这就是优化问题。目前许多配水模型采用了相关优化思想, 但当同时考虑三级以上渠道配水时, 模型求解就十分复杂, 在实际中应用的并不多。因此, 本文在假定配水的方式、路径等确定, 且渠系输配水损失仅考虑沿程损失的条件下, 采用以灌区缺水量最小为目标函数的配水方法基本相当于常用的从上到下依次按需配水。
4结语与建议
(1) 从以上推理分析可知, 很多前人优化配水模型中采用的以灌区缺水量最小为目标函数的方法在一定条件下基本相当于常用的从上到下依次按需配水, 故在实际中这类模型的求解意义并不大。对于采用此类目标函数的配水模型进行配水的灌区来说, 可以大致上参照从上到下依次按需配水的传统方式分配水资源, 以减少求解模型所带来的不必要麻烦。
(2) 渠道渗漏损失是灌溉水利用效率低下最主要原因, 如何减小渗漏损失对于缓解我国水资源供需矛盾和国民经济持续稳定发展具有重要的意义。减小渗漏损失的方法主要有两种:其一是加大输水流量, 减少输水时间。如下级渠道渠实行分组轮灌, 以加大上级渠道的过流量, 不过要注意使渠道中通过的流量在其过水能力范围内;其二是对渠道进行衬砌, 减少水量渗漏。
浙江省农田灌溉用水变化趋势分析 篇10
根据《关于浙江省第二次土地调查主要数据成果的公报》 成果数据显示,截止2009年12月31日浙江省 耕地面积198.67万hm2,园地面积62.90万hm2,林地面积568.73万hm2,草地面积10.38万hm2。
1 2000-2013年以来农田灌溉用水变化趋势
21世纪来,随着浙江省人口的急剧增加,工业化和城市化的快速推进,全省用水总量呈快速增长态势,但农田灌溉用水量下降趋势明显。根据《浙江省水资源公报》[1],2000-2013年期间全省多年平均总用水量为213亿m3,多年平均农业 灌溉用水量为90亿m3,占用水量的42%,逐年总用水量和农田灌溉用水量、林牧渔用水量的变化情况见图1。
2000-2010年全省总水量增长较快,从2000年的200亿m3增加到2010年的220亿m3,增长比例达10%。这十年中, 除2003年全省发生较为严重的旱情,2006年全年降雨量偏少, 相对应全省的总用水量相对少一些外,其余年份均呈稳定增长趋势;同期农田灌溉用水量 呈下降趋 势,从2000年111亿m3下降到2010年的86亿m3,降幅达23%。
2011-2013年,全省总用水量基本稳定在222亿左右;而同期的农田灌溉用水量下降趋势减缓由2011年的77.4亿m3降为2013年的75.79亿m3,减少比例为2%。
全省农田灌溉用水 量所占总 用水量的 比例从2000年的55%降至2013年的34%,下降幅度较大;同期林牧渔用水量呈平稳上升趋势,由2000年的10.16亿m3增加到2010年的15.79亿m3,2011-2013年基本趋于稳定,所占总用水量的比例从2000年的5%升至2013年7%。
2农田灌溉用水量变化的原因分析
2.1农田有效灌溉面积变化
全省农田有效灌溉面积总体稳定,2000-2013年农田有效灌溉面积基本保持在140万hm2左右,2000-2010年稍有增 长,2010年比2000年增长了3%,但2011-2013年农田有 效灌溉面积从145.6万hm2减少到140.9万hm2,减少约4.7万hm2,有效灌溉面积的减少导致农田灌溉用水量下降。大、中、 小灌区也各有变化,根据水利普查成果全省大型灌区有效灌溉面积比2000年减少了25%,中型灌区增减保持动态平衡,小型灌区面积略有增加。
2.2农作物种植结构变化
2001年是浙江实行粮食购销市场化改革的第一年,全省农业经济积极发 展效益农 业、高效生态 农业等一 系列政策 措施[2],农业种植结构 也发生了 较大的变 化。粮食作物 生产调减,蔬菜、药材、花卉等经济作物发展迅速。
2000-2013年,全省主要 农作物播 种面积从355.4万hm2[3]减少到244.3万hm2,减少111.1万hm2,其中粮食作物播种面积从223.3万hm2降到125.3万hm2,降幅达44%,经济作物播种 面积从132.1万hm2减少至119.0万hm2,减少13.1万hm2,减少比例 为10%,粮经比例 逐年下降。从2000年的65∶35下降到2013年的51∶49,2000-2005年平均粮经比为56∶44,2006-2010年平均粮 经比调整 为51∶49,到2011-2013年的平均粮经比已经接近1∶1,其中2011年随着浙江省一系列强农惠农富农政策的进一步落实,经济作物播种面积增长迅速,粮经比为47.5∶52.5,2012年又有所 回落,与同时期粮经比一致。粮食作物水稻等高耗水作物种植面积的减少,导致农业灌溉用水量大幅下降。
2.3农田灌溉水利用系数不断提高
浙江省从1975年就开始推广节水灌溉工作,进入20世纪90年代后,浙江省大力推进以节水为重点的农田灌溉事业[4], 随着近年大中型灌区节水配套改造等的实施,节水灌溉工程面积快速增加,全省已发展了一定规模的节水灌溉工程面积,截至2013年全省节水灌溉工程面积 为104.0万hm2,约占全省 灌溉面积的60%以上。从2000-2005年,全省新增节水灌溉面积约为4.67万hm2,2006-2010年,浙江省大力开展高效农田,节水灌溉面积增长迅速,新增约为13.1万hm2,2011年与2012年继续保持增长 趋势,到2012年全省节 水灌溉面 积为106.7万hm2,2013年全省节 水灌溉面 积有所减 少,为104.0万hm2。2000年以来灌溉用 水有效利 用系数由0.49增加到0.575,平均用水量从7 620m3/hm2下降到5 190m3/hm2,有效的节约了灌溉用水量,也进一步减少了农田灌溉用水量。
3结论及建议
农业灌溉用水的减少在一定程度上支撑了其他行业快速发展的用水需求,2000年到2013年农田灌溉用水量所占全省总用水量的比重从55%下降到34%左右,但灌溉用水仍是全省用水大户,传统的粗放的灌溉方式不仅浪费水资源而且加重水环境污染,也不利于农作物优质高产。近20年来,全世界喷微灌面积以平均每年33%的速度增长,瑞典、英国、奥地利、德国、法国、丹麦等国家喷微灌面积占灌溉面积80%以上,美国也有55%的灌溉面积采用喷微灌,印度、巴西等一些发展中国家的喷微灌面积也快速发展。目前浙江省灌溉水有效利用系数0.575,虽高于全国平均灌溉水利用系数0.43,但与节水先进国家的0.70~0.80相比差距明显,发展潜力较大。
针对如何加强节水灌溉工程建设,促进现代农业发展,提高水资源利用效率,建议如下。
3.1加强节水技术应用推广是方向
加强社会节水宣传,增强全民节水意识,使节水观念深入人心,积极探索适合当地的用水奖惩制度,激励并监督农户节约用水,形成节水大氛围,促进农业节水灌溉良性可持续发展, 满足现代农业对灌溉提出的优化配置资源、节水增产等高要求的灌溉体系,加大浙江省高效节水灌溉技术的推广应用,因地制宜,全面发展渠道防渗和地下管道灌溉,实施水稻薄露灌溉, 推广喷微灌、滴灌、渗灌、微喷等灌溉技术,扩大高效节水灌溉工程面积,加强高效节水灌溉技术的开拓创新,吸取国内外的经验教训,结合浙江省实际,建设适应现代农业的高效节水灌溉农田水利体系,有效提高农业用水效率和效益。
3.2加强灌排设施体系完善是基础
以全省灌溉发展规划为基础,调查分析省内排灌基础设施建设与管理现状,对未配套改造加固的设施实施配套改造,对尚未系统建立排灌设施的区域,进行统筹规划与新建。提高农田灌排设施体系的建设标准,重点实施灌溉基础设施、排水基础设施等的新建、配套改造与加固工程建设,加强平原地区防洪、排涝能力,注重灌排设施的维修养护,减少因农田排灌设施老化失修导致的灌溉用水量漏损等问题,保障农田灌溉的“最后一公里”,保障全省灌排体系的良性运行。
3.3加强灌区精细化管理是保障
加强全省灌区的专业化管理,采用先进的科学技术手段, 对灌区进行数字化,信息化,网络化,智能化监控,提高全省农业灌溉的可调控性和精准性;加快灌区管理人员队伍建设,对技术人员进行统一培训,提高基础管理人员知识水平和技术能力,重视对农户的技 术指导与 培训,避免建设 与使用的 脱节。 同时重视灌溉科研人才引进,提高整个队伍对行业前沿技术和行业交叉领域探究进展的能力。□
摘要：随着浙江省经济社会的发展、人口持续增长、区域一体化加速发展、城乡居民生活水平不断提高,用水结构也在不断调整。在用水结构中,工业、生活用水等增长较快,农业用水份额相对下降。这直接导致农业灌溉用水的紧张,而人多地少的省情,又要求必须采用灌溉方式来保障粮食产量。分析了浙江省2000-2013年农田灌溉用水变化趋势,剖析了原因,研究提出在保障粮食产量的同时提高农田灌溉用水效率的建议意见。