农业节水灌溉技术指标体系

我国幅员辽阔，各地区之间自然地理条件、社会经济条件、农业生产发展水平差异较大。此外，作物灌溉需水量的影响因素较多，而且作物生育期灌溉需水量在空间上具有不一致性的特点，即使降雨、蒸发等气候条件相似的地区，亦因土壤质地、耕作制度等的不同而有较大的差异。所制定有关农业节水指标体系，必须适合农村经济与科学技术发展水平，具有较强的可操作性。

不同国家、地域、社会环境、经济和技术发展水平，其农业节水指标具有较大的差异性。我国是农业大国，农业节约用水对于解决水资源危机举足轻重。为了有效管理，使农业节水更加规范化，我国先后颁布了与节水灌溉有关的规范和标准，如《灌溉与排水工程设计规范》（GB 50288-2018）、《渠道防渗工程技术规范》（GB/T 50600-2020）、《喷灌工程技术规范》（GB/T 50085-2007）、《微灌工程技术规范》（GB/T 50485-2020）、《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》（GB/T 20203-2017）等，对我国节水灌溉体系中的灌溉水源、灌溉用水量、灌溉水利用系数、灌溉效益等主要技术指标给予具体的说明和要求。

（一）灌溉水源

节水灌溉工程应优化配置，合理开发利用和节约保护水资源，最大限度地发挥灌溉水资源的效益；灌溉水资源包括地面水、地下水、回归水和净化处理的污水。水资源的优化配置与合理利用强调灌溉水质的安全性和水量的保证性。在水资源利用上强调充分利用当地降水。井灌区应防止地下水超采，渠灌区应收集利用灌溉回归水，井渠结合灌区应通过地面水与地下水的联合运用，以提高灌溉水的重复利用率。用微咸水作为灌溉水源时，应采用咸、淡水混灌或轮灌；用工业或生活污水作为灌溉水源时，必须经过净化处理，达到灌溉水质标准，方可用于灌溉。以集蓄雨水作为节水灌溉水源时，水源工程规模必须经过论证。集蓄工程的集流能力应与蓄水容量相一致，并应满足节水灌溉水量的要求。

（二）灌溉用水量

节水灌溉的主要目的之一是节约用水，不能以降低产量为代价。已有的研究成果表明，水稻灌溉用水量应根据“薄、浅、湿、晒”灌溉（薄水插秧、浅水返青、薄湿分蘖、晒田蹲苗、回水攻胎、浅薄扬花、湿润灌浆、落干黄熟）等控制灌溉模式确定，能充分满足需水要求。旱作物、果树、蔬菜等灌溉用水量应按产量高、水分生产率高的节水制度确定。水资源紧缺地区，灌溉用水量可根据作物不同生育阶段对水的敏感性，采用灌关键水、非充分灌溉等方式确定。

在确定灌溉制度时，不能单纯强调高产，应根据当地水资源条件，满足节水、增产、增效的综合要求。我国西北、华北等干旱、半干旱地区，灌溉水资源不足，往往不能满足作物丰产灌溉的要求，为发挥有限水资源的最大效益，应在作物产量形成对缺水最敏感的阶段进行灌溉，其他阶段少灌或不灌。

（三）灌溉水利用系数

渠道输水损失包括渗漏、蒸发损失和泄水、退水损失，农田节约用水的实质就是希望将上述水量损失降到最低，提高灌水效率。渠系水利用系数、田间水利用系数、灌溉水利用系数作为节水灌溉中衡量灌溉水损失的重要指标受到广泛的采用。

1.渠系水利用系数

渠系水利用系数是指末级固定渠道输出流量（水量）之和与渠首引入流量（水量）的比值，也为各级固定渠道水利用系数的乘积。其大小直接反映输配水工程的质量，是集中反映灌溉工程和管理水平的一项综合指标。考虑到不同类型灌区渠道规模、渠系构成、输配水工程质量与管理水平的差异性，《节水灌溉工程技术规范》（GB/T 50363-2018）中要求：大型灌区不应低于0.55，中型灌区不应低于0.65，小型灌区不应低于0.75；全部实行井渠结合的灌区可在上述范围内降低0.10，部分实行井渠结合的灌区可按井渠结合灌溉面积占全灌区面积的比例降低；井灌区采用渠道防渗不应低于0.9，采用管道输水不应低于0.95。

2.田间水利用系数

田间水利用系数是指灌入田间可被作物利用的水量与末级固定渠道放出水量的比值。表达式为：

式中：ηt——田间水利用系数；

m——某次灌溉后计划湿润层增加的水量，m3/hm2；

A——末级固定渠道控制的实灌面积，hm2；

W——末级固定渠道放出的总水量，m。

田间水利用系数的大小直接反映灌溉过程中的水量损失的程度。田间水利用系数低，表明单位面积上的灌水量超过农作物的利用量，无效灌溉水量所占的比例高，田间灌水量损失较大，节水灌溉无法实现。因此，要求水稻灌区不宜低于0.95，旱作物灌区不宜低于0.90。

3.田间用水效率

在国际节水灌溉研究与评价中，广泛采用田间用水效率这一概念。其定义为：

式中：Ea——田间用水效率，%；

Vm——满足植物生长周期内用于蒸发蒸腾所需水量，即作物需水量减去有效降雨量；(www.xing528.com)

Vf——供给田间水量，为灌水总和，包括前期和生长期内的灌水量。

4.灌溉水利用系数

灌溉水利用系数是指灌入田间可被作物利用水量与渠道引入的总水量的比值。大型灌区不应低于0.50，中型灌区不应低于0.60，小型灌区不应低于0.70，井灌区不应低于0.80，喷灌区不应低于0.80，微喷灌区不应低于0.85，滴灌区不应低于0.90。

5.井渠结合灌区的灌溉水利用系数

井渠结合灌区灌溉水利用系数表达式为：

式中：ηt——井渠结合灌区灌溉水利用系数；

ηj——井灌水利用系数；

Wj——地下水用量，m3；

ηq——渠灌水利用系数；

Wq——地表水用量，m3。

6.作物水分生产率

作物水分生产率是衡量单位灌溉面积上灌溉用水效率的重要指标，是指在一定的作物品种和耕作栽培条件下，单位水量所获得的产量，其值等于作物产量与作物净耗水量或蒸发蒸腾量之比。其表达式为：

式中：I——水分生产率，kg/m3。

y——作物产量，kg/hm2。

m——作物生育期内净灌溉水量。当实际灌水定额小于设计值，应采用实测法确定，m3/hm2。

p——作物生育期内有效降水量，能保持在田间被作物吸收利用的那部分降水量，为总降水量与地表径流量、深层渗漏量之差值。降雨的有效性取决于降水强度、土壤质地、植被覆盖情况等，m3/hm2。

d——地下水补给量，与地下水埋深、土壤质地、作物种类有关，m3/hm2。

t——土壤水分变化量，m3/hm2。

（四）节水效益

节水灌溉应有利于提高经济效益、社会效益和环境效益，改善劳动条件，减轻劳动强度，促进农业产业化和农村经济的发展。节水灌溉应使工程措施和农艺措施、管理措施相结合，提高灌溉水的产出效益。实现节水灌溉后，粮、棉总产量应增加15%以上，水分生产率应提高20%以上，且不应低于1.2kg/m3。节水灌溉项目效益费用比应大于1.2。