灌溉水利用率测定技术导则解读 水利部农田灌溉研究所 高 峰 2016年7月20日

汇报内容 一、定义及背景 二、测算分析工作总体框架与流程 三、灌溉水有效利用系数测算分析方法 四、样点灌区选择 五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 七、量水及其他

汇报内容 一、定义及背景

一、定义及背景 定义： 灌溉水有效利用系数 渠道水利用系数 田间水利用系数 灌溉水利用系数 灌溉水利用率 灌入田间可被作物利用的水量与灌溉系统取用的灌溉总水量的比值。 衡量灌溉水利用程度的重要指标，反映灌区灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平。

一、定义及背景 背景： 三条红线 2011年中央一号文件明确提出，实行最严格的水资源管理制度，建立用水总量控制、用水效率控制和水功能区限制纳污“三项制度”，相应地划定用水总量、用水效率和水功能区限制纳污“三条红线”。 确立水资源开发利用控制红线。一号文件提出，到2020年，全国年总用水量控制在6700亿立方米以内。 确立用水效率控制红线。一号文件提出，到2020年，农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上。

一、定义及背景 背景： 《全国水利发展“十一五” 规划》 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》 《全国水利发展 “十二五”规划》 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》 明确要求了到“十一五”末和“十二五”末全国灌溉水利用率指标值分别为0.50和0.53。

一、定义及背景

一、定义及背景

一、定义及背景

一、定义及背景

一、定义及背景 背景： 灌溉水有效利用系数综合反映了灌溉工程状况、用水管理水平和灌溉技术水平等，是正确评估灌溉水有效利用程度及存在问题，评价灌溉节水潜力及节水灌溉发展成效的重要依据。 自2006年起，水利部就开始进行全国灌溉水有效利用系数的测算研究工作，目前不但成为国家三条红线中用水效率的唯一灌溉评价指标，也是今后我们水利工作者要必须做好的一项工作。

汇报内容 二、测算分析工作总体框架与流程

二、测算分析工作总体框架与流程 实地观测 计算分析 调查统计 总结分析 由点及面 推广应用 灌溉水有效利用系数测算分析采用点与面相结合、实地观测与调查研究分析相结合、微观研究与宏观分析评价相结合的方法进行。 点上研究 面上研究 点面结合 全国级典型区 省级典型区 全国研究成果 九大分区成果 各省研究成果 实地观测 计算分析 调查统计 总结分析 由点及面 推广应用

二、测算分析工作总体框架与流程

汇报内容 三、灌溉水有效利用系数测算分析方法

三、灌溉水有效利用系数测算分析方法 区域灌溉水有效利用系数 测算方法 灌区灌溉水有效利用系数 首尾测算法 系数连乘法 水量 计量 毛灌溉水量 净灌溉水量 渠系水有效利用系数 田间水有效利用系数 《全国灌溉水有效利用系数测算分析技术指导细则》要求统一采用“首尾测算分析法”进行测算。 区域灌溉水有效利用系数

三、灌溉水有效利用系数测算分析方法

三、灌溉水有效利用系数测算分析方法 年度灌溉水有效利用系数，计算分析时段采用日历年（每年1月1日起至12月31日止）；对于生育期跨年度的作物，则按日历年分段计算。 区域灌溉水有效利用系数测算分析方法，根据样点灌区灌溉水有效利用系数计算区域大、中、小及纯井灌区灌溉水有效利用系数。再以区域相应规模与类型灌区年毛灌溉用水量为权重加权得出该区域灌溉水有效利用系数。

三、灌溉水有效利用系数测算分析方法

汇报内容 四、样点灌区选择

四、样点灌区选择 选择原则 （按规模与类型选择） （1）代表性。地形地貌、土壤类型、工程设施、管理水平、水源条件（提水、自流引水）、种植结构等。 （2）可行性。量水等设施条件，技术力量及必要经费支持。 （3）稳定性。工作连续性，年际可比性。所有大型灌区，中型灌区样点灌区应基本保持稳定，小型和纯井样点灌区调整数量不能大于其样点灌区总数的5%。

四、样点灌区选择 样点灌区数量要求 （1）大型灌区：所有大型灌区均纳入测算分析范围。 （2）中型灌区：按有效灌溉面积大小分为3个档次，即1万亩≤A中型＜5万亩（当灌区有效灌溉面积小于1万亩时，按实际数据填写灌区基本信息调查表）、5万亩≤A中型＜15万亩、15万亩≤A中型＜30万亩； 按档次数量不应少于5%，有效灌溉面积不应少于10% 同时，应包括提水和自流引水2种水源类型 数量和有效灌溉面积比例应与区域该档次比例相协调。

四、样点灌区选择 样点灌区数量要求 （3）小型灌区：由于小型灌区面积没有下限，测算规定单个小型灌区样点灌区的有效灌溉面积不小于100亩。 样点灌区数量按不少于全省小型灌区取样范围内（100亩~10000亩）数量的0.5%，一般不超过100个，最少不少于10个； 当省级区域内小型灌区数量不足10个时，按实际数量全部选取。 样点灌区有效灌溉面积不应小于全部小型灌区有效灌溉面积的1%。 样点灌区应包括提水和自流引水2种水源类型，不同水源类型的样点灌区数量和有效灌溉面积应与省级区域内同类型灌区有关指标比例相协调。

四、样点灌区选择 样点灌区数量要求 （4）纯井灌区： 以单井控制灌溉面积作为一个样点灌区 纯井灌区应区分土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种灌溉类型。 在5种灌溉类型中，同种主要土壤类型、同种主要作物至少选择2个样点灌区，且要在省级区域范围内分布均匀。 某种类型灌区有效灌溉面积占省级区域纯井灌区有效灌溉面积30%以上时，该类型灌区样点灌区数量须按上述选取数量要求的2倍选取。

四、样点灌区选择 样点灌区调整条件 当省级区域内同种规模或类型全部样点灌区连续3年的亩均节水改造投入与省级区域同规模或类型灌区的亩均节水改造投入相差大于20%时，应经省级区域主管部门充分论证并复核确认后，对样点灌区进行调整，使二者差值控制在20%之内。

汇报内容 五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 测算流程：选取典型田块，依照一定方法测算典型田块年亩均净灌溉用水量，分析计算样点灌区年净灌溉用水量，并测量样点灌区年毛灌溉用水量，依此计算样点灌区灌溉水有效利用系数。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （一）典型田块选择 边界清楚、形状规则、面积适中； 综合考虑作物种类、灌溉方式、畦田规格、地形、土地平整 程度、土壤类型、灌溉制度与方法、地下水埋深等因素； 有固定的进水口和排水口（种植水稻灌区不选串灌串排的田 块）；配备量水设施； 对于播种面积超过灌区总播种面积10%以上的作物，都要选 择典型田块。 大型灌区应至少在上、中、下游有代表性的斗渠控制范围内 分别选取；每种需观测的作物至少选取3个典型田块。 中型样点灌区应至少在上、下游有代表性的农渠控制范围内 分别选取； 每种需观测的作物至少选取3个典型田块。 小型样点灌区每种需观测的作物至少选取2个典型田块。 纯井样点灌区应按照5种类型进行选取，在同种灌溉类型下每 种需观测的作物至少选择2个典型田块。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （二）典型田块亩均净灌溉用水量测算方法 测算流程见下图。优先采用直接量测法测量，不具备实测条件的灌区采用观测分析法。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 一）、直接量测法 在每次灌水前后，观测典型田块内作物计划湿润层的土壤含水率（或田间水层变化），计算该次亩均净灌溉。 旱作物

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 旱作物 或：

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 水稻 （1）淹水灌溉 （2）湿润灌溉 同旱作。根据灌溉前后作物计划湿润层土壤含水率的变化来确定亩均净灌溉用水量。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 典型田块年亩均净灌溉用水量 在水稻育秧期，还应将育秧期某次灌水的亩均净灌溉用水量按秧田与本田的面积比例折算到本田，计入年亩均净灌溉用水量。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 二）、观测分析法 观测实际进入田块的年亩均灌溉用水量，考虑折减系数后与作物的年净灌溉定额进行比较，二者中较小者为典型田块亩均净灌溉用水量。 典型田块年亩均灌溉用水量 的观测 （1）渠道输水 在田块进水口设置量水设施，观测进入田块的水量。在有排水的田块，在排水口设置量水设施观测排水量，推算亩均灌溉用水量：

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （2）管道输水 在管道出水口处安装计量设备，计量每次进入典型田块的水量。在有排水的田块，同时在排水口设置量水设施量测排水量，推算典型田块亩均灌溉用水量 ，计算公式同式（5）。 （3）喷灌 在田块的喷灌系统管道上加装水量计量设备，计量喷头的出水量，然后推算灌溉用水量。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （4）微灌 对于滴灌、小管出流等灌溉类型，可在控制典型田块的支管安装计量设备，计量某次灌溉用水量，再根据典型田块灌溉面积，推算典型田块亩均灌溉用水量，计算公式同式（5）。微喷可参考喷灌进行计算。 将每次的灌溉用水量相加，除以典型田块的面积A田，从而得到该作物全生育期的亩均净灌溉用水量Wi。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 典型田块净灌溉定额计算 （1）旱作物净灌溉定额

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （2）水稻净灌溉定额 水稻灌溉定额包括秧田定额、泡田定额和生育期定额三部分。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 对于湿润灌溉（无水层）的水稻，可采用旱作物净灌溉定额的计算方法计算其净灌溉定额。淹水和湿润交替灌溉的水稻，可分别采用淹水灌溉水稻和旱作物净灌溉定额的计算方法分段计算后相加，得出生育期的净灌溉定额。 采用水稻节水灌溉模式的区域，可以直接采用水稻节水灌溉模式设计的亩均净灌溉用水量。

温度～饱和水汽压关系曲线在T 处的切线斜率 五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 参考作物蒸发蒸腾量的计算 彭曼－蒙特斯公式： 净辐射 土壤热通量 平均气温 2m处风速 饱和水气压 实际水气压 温度～饱和水汽压关系曲线在T 处的切线斜率 湿度表常数

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 典型田块年亩均净灌溉用水量（观测分析法） 在获得典型田块的净灌溉定额M（M旱作或M水稻）和年亩均灌溉用水量w田后，将二者进行比较。当k·w田≥M时，为充分灌溉，w田净=M；当k·w田<M时，为非充分灌溉，w田净=k·w田。其中，k为折减系数，对于旱作物，k可取0.90；对于水稻，k可取0.90~0.95。 不具备直接量测和观测条件的灌区，可通过收集当地灌溉试验成果或灌区规划等资料中的净灌溉定额，并根据当地灌溉经验拟定当年降水年型的灌溉制度，与实地调查的实际灌水次数和每次灌水量进行比较，推测确定典型田块年亩均净灌溉用水量。 播种面积占总播种面积10%以下的作物，可根据上述测算分析得出的作物亩均净灌溉用水量与其实际灌溉面积的乘积得出净灌溉用水量。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （三）样点灌区年净灌溉用水总量测算 根据某种作物典型田块的年亩均净灌溉用水量，计算某灌区同区域或同种灌溉类型第i种作物的年净灌溉用水量。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （三）样点灌区年净灌溉用水总量测算 根据某种作物典型田块的年亩均净灌溉用水量，计算某灌区同区域或同种灌溉类型第i种作物的年净灌溉用水量。 再根据灌区内不同分区不同作物种类灌溉面积，结合不同作物在不同分区的年亩均净灌溉用水量，计算得出样点灌区年净灌溉用水总量。（根据灌区内不同分区不同作物灌溉面积，及对应的年亩均净灌溉用水量乘积之和，计算得出样点灌区年净灌溉用水总量。）

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （三）样点灌区年净灌溉用水总量测算 （1）大、中、小型灌区样点灌区年净灌溉用水总量

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （三）样点灌区年净灌溉用水总量测算 （2）纯井样点灌区年净灌溉用水总量

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （四）样点灌区年毛灌溉用水总量计算 毛灌溉用水总量是指灌区全年从水源取用的用于农田灌溉的总水量，该水量应通过实测确定。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （四）样点灌区年毛灌溉用水总量计算 几种情况处理： （1）非农田灌溉用水情况的处理 当灌区还向其他用户输水（包括工业、生活、生态、渔业、畜牧、园林草地用水，或因工程保护、防洪除险等需要的弃水量等）时，需从灌区全年取用总水量中，扣减上述非农田灌溉用水量（从分水点反推到渠首）。 对于土地属性没有改变临时种植果林的耕地，灌溉用水量相对较小不便单独计量时，可将该部分水量计入灌区毛灌溉用水总量中；同时，该部分耕地的净灌溉用水量也应计入灌区净灌溉用水总量。（按农田灌溉对待）

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （四）样点灌区年毛灌溉用水总量计算 （2）有塘坝或其他水源联合供水情况的处理 灌区内如有蓄积降水径流的塘（堰）坝水量用于灌溉，应计入灌区毛灌溉用水总量。如果塘坝水源由灌区渠系供给，作为调蓄设施，当年又被用于灌溉的水量，不应与灌区毛灌溉用水总量重复计算；如果是跨年度使用的水量，应反推到渠首，并从当年灌区取水总量中扣除，计入下一年的毛灌溉用水总量。 （3）渠系纳蓄雨水用于灌溉情况的处理 对于将降水径流纳蓄到渠道的灌区，应进行降水径流分析，将进入渠系并用于灌溉的水量计入到年毛灌溉用水总量中。

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （五）样点灌区灌溉水有效利用系数计算

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （五）样点灌区灌溉水有效利用系数计算 几种情况处理： （1）盐碱耕地有淋洗盐碱用水情况的灌区 在测算净灌溉用水量时应扣除淋洗盐碱用水。洗碱用水净定额通过灌区试验资料或生产经验总结确定。 此时灌溉水有效利用系数应按下式修正：

五、样点灌区灌溉水有效利用系数测算 （五）样点灌区灌溉水有效利用系数计算 几种情况处理： （2）井渠结合灌区 对于采用地表水与地下水互补的“井区结合”灌区，可分别观测记录井灌提水量和渠灌引水量，以两者之和作为灌区总的灌溉用水量。此时，灌溉水有效利用系数则按下式计算：

汇报内容 六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （一）省级区域大型灌区灌溉水有效利用系数计算 依据各大型灌区灌溉水有效利用系数，以毛用水量为权重加权平均后得出省级区域大型灌区灌溉水有效利用系数。

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （二） 省级区域中型灌区灌溉水有效利用系数计算 以3个档次中型样点灌区灌溉水有效利用系数为基础，采用算术平均法分别计算1~5万亩、5~15万亩、15~30万亩灌区的灌溉水有效利用系数；然后将汇总得出的1~5万亩、5~15万亩、15~30万亩灌区年毛灌溉用水量加权平均得出省级区域中型灌区的灌溉水有效利用系数。

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （三） 省级区域小型灌区灌溉水有效利用系数计算 以小型样点灌区灌溉水有效利用系数为基础，采用算术平均法计算省级区域小型灌区灌溉水有效利用系数。

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （四） 省级区域纯井灌区灌溉水有效利用系数计算 采用算术平均法分别计算土质渠道地面灌、防渗渠道地面灌、管道输水地面灌、喷灌、微灌等5种类型样点灌区的灌溉水有效利用系数；然后，按不同类型灌区年毛灌溉用水量加权平均，计算得出省级区域纯井灌区的灌溉水有效利用系数。

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （五） 省级区域灌溉水有效利用系数计算 在已知各规模与类型灌区灌溉水有效利用系数和年毛灌溉用水量的情况下，省级区域灌溉水有效利用系数按下式计算：

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （六）全国灌溉水有效利用系数计算 （1）全国大型灌区灌溉水有效利用系数平均值计算 将各省大型灌区灌溉水有效利用系数以年毛灌溉用水量加权平均，得出全国大型灌区灌溉水有效利用系数平均值。

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （六）全国灌溉水有效利用系数计算 （2） 全国中型灌区灌溉水有效利用系数平均值计算 将各省中型灌区灌溉水有效利用系数以年毛灌溉用水量加权平均，得出全国中型灌区灌溉水有效利用系数平均值。

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （六）全国灌溉水有效利用系数计算 （3） 全国小型灌区灌溉水有效利用系数平均值计算 将各省小型灌区灌溉水有效利用系数以年毛灌溉用水量加权平均，得出全国小型灌区灌溉水有效利用系数平均值。

六、区域灌区灌溉水有效利用系数测算 （六）全国灌溉水有效利用系数计算 （5） 全国灌溉水有效利用系数平均值计算 将各省灌溉水有效利用系数以年毛灌溉用水量加权平均，得出全国灌溉水有效利用系数平均值。

汇报内容 七、量水及其他

七、量水及其他 （一）水稻生长期的净灌水定额 灌水前田面无水层 在测试格田的适当位置，灌水前打入木桩，其上端与地面相平。灌水结束20分钟后，以此木桩上端作为起点，测定水深，该水深即为不考虑入渗补充土壤水的灌水深度H1。 灌水前另外固定某点，将无底的铁筒或者塑料筒（上下直径必须相同且大于30cm），插入地面以下至犁底层上（不穿透犁底层），筒口高出地面H（H一般等于大田设计灌水深度）并保持水平，测筒插好后将土壤与筒壁紧密结合以防止侧渗。迅速加水至筒口齐平，灌水结束20分钟后，以筒口上端作为标准，测定筒内水位，此水位与筒口顶端的差值即为灌水过程中的入渗到耕层土壤的水量H2。此次灌溉的净灌水定额： M生长=H1+H2

七、量水及其他 （二）量水 灌区的毛灌水量及观测分析法中进入田间的水量，都要通过测量得到。 一）、井灌区 井灌区，用水表测量；无水表时也可通过耗电量率定换算为抽水量。 机井数量较大时，选择有代表性的机井，以典型机井的毛灌溉用水量乘以机井的数量计算总毛灌溉用水量。

七、量水及其他 （二）量水 二）、渠灌区 尽量利用建筑物,达不到要求时用特设量水设备。 无法采用上述方法可用流速仪,缺点是计测不便。 对顺直渠段无回水影响时,可用渠段水位水尺。 对经济条件差的地区,可用浮标。 对经济条件较好的地区的大型骨干渠系,可用高精度自计式或遥测式量水仪表。 同时在一些小型渠道，还可设计许多移动式测流堰槽，可以在不同断面巡回测流，具有测流方便，成本较低的特点。

七、量水及其他 1.利用闸、涵量水: 利用闸门量水首先要测量水位，只要在放水闸门或涵管处安设水尺，测得相应水位，即可根据水力学原理，求出相应的流量。

七、量水及其他 2.特设量水设备: 量水槽的特点： 主要是缩窄断面,部分抬高渠底； 有长喉道槽、无喉道(段)槽、巴歇尔量水槽、水跃式量水槽等； 从断面形式上矩形、梯形、U形和抛物线形量水槽等； 显著优点是水头损失小,过泥沙能力强； 是北方多泥沙渠道的主要测流方式。

七、量水及其他

七、量水及其他 本次修订除编辑性修改和准确性修改外，对原标准框架、结构进行了调整，其主要技术变化如下： 保留并完善了GB/ 21303—2007中反映灌溉渠道系统量水特色的“灌区量水站网布设”、“标准断面量水”和“渠系建筑物量水”主要内容；将GB/ 21303—2007中的“堰槽量水”分别设为“量水堰量水”和“量水槽量水”两章，在量水堰量水中增设了“U形渠道抛物线形量水堰板”，修正了“长喉道量水槽”对“量水槛”的包含关系，将“量水槛”纳入量水堰量水中；在量水槽量水中增设了“机翼型量水槽”和“长喉道量水槽”量水方法和要求，强化了灌区堰槽量水的主要方法；在“仪表量水”中新增了“电子水尺”量水方法和要求，以满足灌区自动化量水和特定的使用环境技术要求，并将近年来国内外一些新的量水设备和逐渐为新技术所代替的一些传统量水方法作为资料性附录予以列出；以“观测实施与资料整理”替代GB/ 21303—2007中“灌溉渠系量水管理”，并删除了原标准中的行政管理规定条文，突出了渠系量水的技术要求。 本次修订标准共13章和8个附录。

七、量水及其他

七、量水及其他

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