农田灌溉水量的计算方法

1.水资源优化配置必须推行农业节水[47]

我国是农业大国，农业的稳步发展是国家稳定的前提，“无农不稳”的说法毫不夸张，十几亿人的吃饭问题是头等大事，农业用水是我国第一用水大户，约占我国用水总量的70%，农业用水一直是水资源规划的重要内容。由于我国水资源的天然分布与土地资源的天然分布严重失调，北方地区拥有全国64%的耕地面积，水资源仅为全国的19%，相反，南方地区占有全国81%的水资源量，而耕地面积仅全国的36%，这十分不利于我国灌溉农业发展[48]。另一方面，我国农业灌溉用水的效率很低，浪费惊人，目前我国灌溉水利用系数为0.40～0.45左右[49]，即每年有约60%左右的灌溉水量在输水、配水和田间灌溉过程中被白白浪费掉。我国出现农业用水多且浪费严重的主要原因是渠道渗漏蒸发损失严重，灌溉方式落后以及农业节水技术推广不够。面对水资源紧缺的情势下，必须改变这一不良现象，提高灌溉用水效率。

无论是从时间过程来看，还是从不同国家的横向对比来看，第一产业所能容纳的劳动力比重和所创造的国民收入比重，都是随着经济发展水平的提高而减少。换言之，当经济发展达到一定水平时，靠发展第一产业来促进区域经济的发展是困难的。所以应根据地区经济发展水平的变化，不失时机地把产业结构调整到以第二或第三产业为重点的产业布局上来。从表3-5中可以看出，无论是在人口就业结构方面或GDP产业结构方面，第一产业的比重都存在明显的下降趋势，而第二、三产业的比重都存在明显的上升趋势。也就是说，随着经济的发展，部分农业用水将被工业及生活用水所取代，即所谓的水资源“农专非”问题，这也是提高水资源分配效率的具体体现。据姜文来[50]估算，如果以1980年为基准，1997年大约有710亿m3农业水资源总量被转移利用。

表3-5　我国产业结构变化情况[51]　单位：%

事实上，农业用水比例随着我国工业和第三产业的不断发展也是逐年降低，农业用水的比重已从新中国成立初的97%降低到目前的70%，工业用水的比重已从新中国成立初的2%增加到20%，生活用水的比重已从新中国成立初的0.5%增加到目前的10%[52]。未来20～30年，将是我国工业化和城市化的快速发展时期，农业用水势必转为工业用水和生活用水，这也是发达国家水资源使用上的一个变化规律[53]。

上述分析表明，随着经济的发展，各行各业用水需求增加，工农业之间，城乡之间争水矛盾日益突出，农业本身用水的供需矛盾也越来越尖锐，干旱缺水成为影响农业发展的最大制约因素。水资源短缺则限制了我国农业用水不可能再大幅度增加[54]，而随着我国人口的增加，农业工程还必须满足人们生活需求的粮食增长。因此，节水农业是我国未来农业发展的唯一出路，这不仅仅是社会发展的需要，也是农业工程自身发展的必然选择。同时，长期无节制的灌溉用水，对农业的可持续发展也极其不利，必然会造成土壤次生盐渍化等不良后果。发展节水农业既是对水资源的有效保护，也是对农业发展的有利促进。

必须强调的是，节水农业不仅仅就是减少灌溉用水量。众所周知，南水北调工程把长江水引到苏北的徐州、连云港，如果按实际的全部成本计算，从长江抽水到苏北的成本是1元/m3，而在苏北地区，1亩稻田需水约600m3，亩产稻谷500～600kg，稻谷价格为0.8元/kg，每亩毛收入为400～480元，还抵不了抽水成本，这就不仅仅只是减少用水量，而是意味着用水方式的改变，即目前水稻灌溉方式将被淘汰。以色列水价较高（1996年农业用水0.4美元/m3），农民必须种植耗水少、产量高、尤其是附加值高的作物，否则就得不偿失[52]。所以，节水的实质应该是高效用水，只有高效节水农业才能适应社会的发展要求，保障水资源的可持续开发和利用。

我国农业长期采用传统的灌溉方法，用水浪费严重，如新疆某些落后地区灌溉定额高达18000m3/hm2[55]，灌溉用水量超过农作物合理灌溉水量的0.5～1.5倍以上，灌溉水的有效利用率仅40%～50%，如果将全国农业灌溉水有效利用率从0.5提高到0.7，则有1000亿～1200亿m3的节水潜力[49]；渠系水利用系数仅0.4左右，而发达国家的渠系水利用系数却在0.7～0.9之间。研究试验表明，浆砌石防渗渠道的渠系水利用系数可达0.85以上，混凝土防渗渠道的渠系水利用系数可达0.95以上[56]，据分析，如果能够把渠系水利用系数提高0.2，便可节约用水800亿m3[53]。另一方面，我国节水灌溉新技术推广面积比例很小，到1998年底，全国喷灌面积约160万hm2，仅占全国灌溉面积的3.1%[57]；而微灌基技术、管道输水技术、水稻膜上灌溉技术在我国推广的面积也十分有限。同时，科学合理地引用污水灌溉，不但可以缓解日益紧张的水资源供需矛盾，而且还能净化污水、改善环境。以色列80%以上的农业用水都是经过处理过的废污水[58]，而我国的污水灌溉面积仅占耕地面积的1.31%[49]。再则，我国生产1kg粮食平均要补充1.23m3的水，而加拿大、美国等生产同样的粮食，只分别需要补充0.07m3和0.93m3的水[59]。因此，我国农业节水潜力很大，发展节水、高效农业十分必要可行。农业节水工程的成功实现将大大缓解我国目前及未来的水资源短缺的局面。有关研究表明，2015年我国人口增长将达到高峰，人口总数将达16亿人，按我国年人均粮食400kg计算，全国需粮食6400亿kg，相应的耕地面积将从1998年的5340hm2增长到2015年的5933hm2[60]。根据我国节水农业发展的现状和潜力分析表明，通过节水农业技术的大力推广，目前的约4000亿m3农业用水量[60]就能满足未来农业用水的要求，即我国农业的高峰用水量不会超过4000亿m3，这对于促进我国工业用水、生活用水和生态用水的合理配置具有重要意义。

水资源优化配置就是合理解决供需矛盾，最终实现用水的零增长或负增长。我国目前水资源使用量的70%左右都在农业，可见水资源优化配置的成功与否在很大程度上取决于农业用水问题，推行节水农业不仅能缓解农业自身的缺水问题，还有利于农业用水效率的提高，从而推进工业用水和生活用水的合理化，进而改善生态环境，最终达到全社会用水高效、合理，实现用水的良性循环，这也正是水资源的优化配置的目标。(www.xing528.com)

目前，我国水资源供需矛盾突出，全国每年受旱农田面积占整个耕地面积的25%～30%，每年灌区缺水约300亿m3，每年因干旱减收粮食达数百亿公斤。在全国600多个城市中，缺水城市达300多个，其中严重缺水的城市100多个，每天缺水1600万t，造成直接损失达2000亿元[48]。进入21世纪，我国水资源供需矛盾将进一步加剧，1998年我国的总用水量为5340m3[60]，据预测，2010年全国相应的总需水量将达7300亿m3，2030年全国总需水量将达10000亿m3，这时我国用水将达到高峰[50]。根据我国的实际情况，据有关资料分析认为我国的可以持续利用水资源量，即可供水量为8000亿～8500亿m3[61]。

因此，我国未来水资源供需矛盾十分突出，供需缺口近1500亿m3。根据我国实际分析资料表明，我国总缺水量中农业缺水占90%以上[49]，因此，农业用水问题是我国能否实现水资源优化配置的关键，实现农业的高产增收便是节水农业的核心任务。分析表明，我国农业节水潜力巨大，节水量在1000亿m3以上，无论从用水总量或提高水利用效率的角度来看，农业节水技术实施的成功与否都是实现我国水资源的优化配置、确保水资源利用的可持续发展的前提和保障。高效节水农业的实施和推广，必将促进我国用水零增长的早日实现，有利于我国水资源开发利用进入良性循环阶段。也只有实现了农业用水的合理配置，才能彻底解决工业用水、生活用水以及生态用水的合理分配问题。

2.农田灌溉用水量计算

农田灌溉用水采用灌溉净定额除以渠系水利用系数再乘以灌溉面积的方法进行计算，计算公式可表述为

式中：W灌溉为农田灌溉用水量，m3；w灌溉为农田灌溉定额，m3/hm2；η为渠系水利用系数；A灌溉为农田灌溉面积，hm2。

农田灌溉用水量计算的关键是灌溉定额的确定。为了较为准确地对研究区域灌溉用水量的计算，实际操作中可根据实地情况将灌溉农田进行合理分区，然后针对各个灌溉分区的特性来具体确定其灌溉定额，然后求和得到农田灌溉用水总量。必须指出，我国作为一个农业大国，农业节水问题将是我国水资源优化配置过程中不可忽视的关键因素，因此，必须推广科学的灌溉方式，发展高效农业和节水农业，合理确定农田灌溉定额，以提高水资源的配置效率。