中国水利:您认为本次开展全国灌溉用水有效利用系数测算采用的“首尾测算法”是否科学?其创新点主要体现在哪些方面?
李英能:灌溉用水有效利用系数是反映灌区从水源引进的灌溉水能被作物吸收利用程度的重要指标,也是反映灌区输水、配水和田间灌水所采用的工程、技术和管理水平高低的指标。长期以来是利用灌区渠系水利用系数和田间水利用系数的乘积,得到灌溉用水有效利用系数。但是采用这种传统方法确定灌溉用水有效利用系数很繁杂,不易操作,准确性较差,致使测定结果往往可信度不高。综合起来有以下问题和难点:一是测定工作量很大。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,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。可见无论是渠系水利用系数,还是田间水利用系数测定工作量都很大,这也是目前许多灌区没有系统测定过灌溉用水有效利用系数的原因。二是测定所需的条件难以保证。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和水的流程时间相适应等必要条件难以做到。因为测定时,一般都结合灌溉进行,流量易发生变化;测渠段选择短则代表性差,选择长则中间没有支流的情况不多;要准确掌握上下测点水流程的时间也不容易。三是测定计算的系数准确性较差。由于灌溉用水有效利用系数测定时所需的条件不易保证,测定工作又很繁杂,组织测定一次都很不容易,目前为了减少工作量,一般采用选择典型渠道和典型地块测定的办法,但对于一个大、中型灌区,控制灌溉面积很大,典型难以代表一般,所确定的灌溉用水有效利用系数准确性更差。四是不能反映当年灌溉用水有效利用的情况。由于灌区不同的水文年因来水和用水的情况不同,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。灌溉用水有效利用系数与引进灌区的流量(水量)和实灌面积有关,因此,每年的系数都不相同,严格来说每次灌水都不相同。目前的灌区只用某次测定计算得出的灌溉用水有效利用系数来代替所有的情况是不合适的,不能反映灌区当年实际灌溉水利用的实际情况。五是难以与灌区节水改造工作相协调。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日新月异,随着节水改造的进程,灌区的灌溉用水有效利用系数也随之改变。如果随着采用节水工程技术的增加,需要掌握灌溉用水有效利用的实际情况,就要随之一次次地测定灌溉用水有效利用系数,由于传统方法繁杂,不可能做到。因此,难以与灌区节水改造工作相协调。
为了解决上述问题和难点,在本次全国灌溉用水有效利用系数测算分析研究工作中,采用了“首尾测算法”来确定灌溉用水有效利用系数。这种方法的思路是:灌溉用水有效利用系数既然是反映灌区灌溉用水有效利用程度的指标,则可以不必测定计算灌溉水在输、配水和灌水过程中的损失,而直接用渠首引进的水量和最终被作物利用的水量来确定,即只测定灌区渠首当年引进的水量和最终灌到贮存在作物计划湿润层的水量,用后者与前者的比值来求得当年的灌溉用水有效利用系数。这样,可绕开测定渠系水利用系数和田间水利用系数这两个难点,减少了许多测定工作量和不确定因素。因此,“首尾测算法”不但具有可靠的理论基础,而且操作比较简便,准确性较高,适合基层灌溉管理单位运用,是对灌溉用水有效利用系数研究和测定方法的一种突破。我认为用“首尾测算法”得出的我国现状灌溉用水有效利用系数0.463是可信的,可以向全国公布。
中国水利:您对今后开展这项工作还有哪些建议?
李英能:为了给我国灌溉事业提供宏观发展依据,灌溉用水有效利用系数测算工作应长期进行下去,每年都组织测定,作为灌区的一项常规工作来安排,为此建议:
一是灌溉用水有效利用系数要测算准确,关键是选好样点。由于随着时间流逝,灌区发展水平的变化不可能完全同步,其代表性也会发生变化,因此,选择测算的灌区样点最好是动态的,以保障其有代表性。但样点经常变,不利于保持原来的测算基础,且不便操作。所以样点一旦选定,最好不变,用单个权重来反映其代表性的变化,以使不变的样点测算得出的结果仍具有可靠的代表性。
二是作物净灌溉定额是计算灌区净灌溉用水量的基础,要测定准确,必须发挥灌溉试验站的作用。因此要加强各级灌溉试验站的建设,把测算灌溉用水有效利用系数作为灌溉试验站的一项重要任务来要求和安排。各样点的测算工作应有灌溉试验站的技术人员参加,以保证测算方法和数据整理的统一和规范。
三是渠系水利用系数和田间水利用系数是分析灌区渠系输水和田间灌溉技术水平以及节水潜力的重要依据,但目前由于测算方法不易操作,基层灌溉管理单位难以掌握,很多灌区提供不出经过实测的准确数据。因此,建议水利部下达专项研究任务,组织有能力的科研院所、高等院校和灌区技术人员共同攻关,研究提出一些理论依据充分、简单易行、操作性强的测算方法,并开展全国性渠系水利用系数和田间水利用系数研究,为我国发展节水灌溉提供可靠的宏观决策依据。