农业用水效率现状分析与预测

3.1农业用水效率现状分析与预测

农业用水效率控制指标主要有农田亩均灌溉用水量和农业灌溉水有效利用系数两项指标。

农田亩均灌溉用水量是指实际灌溉用水量与实际灌溉面积的比值。该项指标为农业用水监测评价指标。

农业灌溉水有效利用系数指在一次灌水期间被农作物利用的净水量与水源渠首处总引进水量的比值，是衡量灌区从水源引水到田间作物吸收利用水的过程中灌溉水利用程度的重要指标。一般根据实际情况测算分析获得。该项指标为农业用水监督考核指标。

3.1.1农田亩均灌溉用水量现状分析

2000年以来，甘肃省相继开展了节水型社会建设试点、大型灌区续建配套与节水改造、1万亩～5万亩灌区续建配套与节水改造项目、农业综合开发水利骨干工程建设、牧区节水灌溉示范项目等，灌溉条件明显改善，节灌意识不断增强，水的利用效率逐年提高。在保障粮食稳产增产的同时，农业用水增加态势得到控制并呈现逐年下降趋势，农业节水取得了显著成效。

甘肃省2010年现有耕地6935.51万亩，其中有效灌溉面积1920.59万亩，农田实灌面积1601.53万亩。农田灌溉用水量89.7903亿m³，为全省各行业用水大户，占到全省总用水量的73.4%，其中大部分取自地表水，占到农田灌溉用水的81.2%；农田亩均灌溉用水量561m³，比上年562m³仅下降了1m³；全省节水灌溉面积达到1348.72万亩，占到实际灌溉面积的84.2%，节水型社会建设成效显著；粮食产量稳中有升，达到了1008.92万t，但单位水产量仅为1.12kg，而一些发达国家每立方米水生产粮食大体都在2kg以上，其中以色列已达2.32kg。由此说明，甘肃省各种节水农业技术的综合应用程度还不高，与发达国家相比存在很大的差距。同时，这也使我们看到了在甘肃省发展节水农业的巨大潜力和广阔前景。全省各市州2010年农田灌溉基本情况列于表3-1。

表3-1　2010年甘肃省各市州农田灌溉基本情况

注：表中数据粮食产量来自《甘肃发展年鉴》，其他来自2010年《甘肃省水资源公报》。

从地区分布来看，因气候条件、地形地势、作物组成、种植结构和水资源条件等因素的影响，各地区间差异较大。河西五地市是农田灌溉用水最多的区域，占到全省灌溉总用水的69.9%，也是地下水利用量最大的地区，占到全省地下水利用量的83.1%；黄河片各市州农田灌溉用水量占全省的27.8%；长江片占全省的2.3%。从亩均用水量来看，河西各市虽然在2009年的基础上有所下降，但仍然是全省用水量最高的地区，达682m³/亩，高出全省平均值100m³以上；黄河片为415m³/亩，略低于434m³/亩的全国平均水平；长江片为221m³/亩，亩均用水量相对较少。2010年全省各市州农田灌溉用水量及其组成见图3-1，农田亩均用水量分布见图3-2。

图3-1　2010年甘肃省地级行政区农田灌溉用水量组成

图3-2　2010年甘肃省地级行政区农田亩均用水量

3.1.2农田亩均灌溉用水量趋势分析与预测

（一）亩均用水量趋势分析

近年来，甘肃省大力推进节水型社会建设，着力提高农业灌溉用水效率，对许多灌区进行了灌区续建配套和节水改造工程项目，供水能力和用水结构发生了一定变化。选取2000年农田亩均灌溉用水量作为参考，重点对2005年以来各地级行政区农田亩均灌溉用水变化情况进行分析。

甘肃省及各市州历年农田亩均灌溉用水量列于表3-2，甘肃省和全国历年农田亩均灌溉用水量变化见图3-3，各市州历年农田亩均灌溉用水量变化见图3-4。

表3-2　甘肃省各市州农田亩均灌溉用水量

注：表中基础数据来自历年《甘肃省水资源公报》和《中国水资源公报》。

从甘肃省农田亩均灌溉用水量可以看出（表3-2、图3-3），全省农田亩均用水量总体与全国的变化基本一致，呈现逐年降低的态势，但受灌溉条件的影响明显高于全国平均水平。2000—2009年甘肃省农田亩均用水量年均递减幅度为5.8m³，大于全国年平均递减4.7m³的幅度，说明甘肃省近年来大力开展节水灌溉，全面推行总量控制和定额管理，农业节水灌溉和种植结构调整初见成效。

图3-3　甘肃省及全国农田亩均用水量变化与预测

图3-4　甘肃省各市州农田亩均用水量变化与预测

从各市州农田亩均灌溉用水量变化来看（表3-2、图3-4），地区间差异较大，一方面基于各地不同年份种植结构调整的幅度和实施节水灌溉的力度水平，另一方面与当年的气候状况也有一定的关系，但2005年以来，总体呈现下降趋势。

2005年以来，嘉峪关市的变化最为剧烈，2005—2008年保持在1247m³/亩～1327m³/亩的水平，2009年比上年递减了42.6%，由1327m³/亩降到了762m³/亩，经分析主要是2009年嘉峪关市大力推广灌区农田节水技能，发展节水高效农业，农业综合开发中型灌区节水配套改造项目成效明显，亩均用水量基本接近河西地区其他地市的水平。2005年以来，酒泉市2009年以前处于下降趋势，但2010年与2009年相比上升了97m³，相对上升22.2%；庆阳市2010年比2005年上升了55m³，相对上升了11.0%，其中2005—2008年处于下降趋势，年平均递减6.3m³，2009年反而由上年的119m³/亩上升到了194m³/亩，呈增大态势；金昌市、武威市、白银市、临夏州、定西市、天水市、陇南市七市州亩均用水量呈现下降趋势，年平均递减率处于10.2%～23.6%之间；张掖市、兰州市、平凉市、甘南州四市州变化幅度在-7%～3.6%之间，基本保持稳定。

（二）亩均用水量预测分析

农田亩均灌溉用水量受气候地理条件的影响，在时空分布上差异较大；同时还与作物的品种和组成、灌溉方式和技术、管理水平、土壤、水源以及工程设施等具体条件有关，影响因素十分复杂，使得农田用水量的预测非常困难，目前还缺少足够定量数据来支撑亩均用水量的预测。

鉴于甘肃省各市州气候等条件差异较大，在分析和确定正常水平年农田亩均用水量时，以2005年以来变化趋势和《甘肃省行业用水定额》标准为基础，在综合考虑地域特点、气候因素及耕作方式，并结合区域内地形土壤条件、灌溉习惯及节水水平等因素的基础上，提出2015年全省及各市州农田亩均灌溉用水量。在此基础上，考虑各市州“十二五”期间基本农田建设、新增农田灌溉工程项目以及供水能力等因素可能带来的实际灌溉面积的变化，依照2015年各市州可能发展的实际灌溉面积，加权计算全省平均亩均用水量，并对全省及各市州亩均用水量进行平衡修正，提出2015年全省及各市州农田用水量预测结果。各市州2015年农田灌溉面积预测值见表3-2，农田亩均灌溉用水量变化趋势见图3-4。

2010年甘肃省农田灌溉面积1601.53万亩，根据《甘肃省水资源综合规划》、《甘肃省节水灌溉发展“十二五”规划》、《甘肃省水利发展“十二五”规划》、《甘肃省节约用水“十二五”规划》、《甘肃省节水型社会建设“十二五”规划》及《甘肃省新增4亿斤粮食生产能力建设规划》，“十二五”期间甘肃省新增重点供水工程14项，新增农田灌溉面积50.0万亩。经综合分析，2015年全省农田灌溉面积将达到1651.57万亩，农田亩均灌溉用水量在现状基础上可下降到482m³/亩。从各市州现状和未来发展态势来看，河西地区农灌面积已趋于稳定，其他市州随着“十二五”期间对农灌设施改造的加大投入，农灌面积还有较大潜力。

从预测结果看出，由于受气候地理条件等因素的影响，全省未来农田亩均用水量在区域上表现仍呈现出较大差异。河西地区将会维持在503m³/亩～712m³/亩，仍高于全省平均水平；兰州市、白银市、临夏州、定西市、天水市、平凉市将下降到320m³/亩～410m³/亩之间，低于全省平均水平，庆阳市、甘南州、陇南市为全省的低值区，大致在140m³/亩～153m³/亩之间。2015年各地级行政区农田亩均灌溉用水量预测结果见表3-2。

3.1.3灌溉水有效利用系数现状分析

（一）计算方法

灌溉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。但从目前甘肃省各灌区的实际情况来看，由于田间水利用系数的测算繁杂，方法不易操纵，很多灌区提供不出经过实测的准确数据，但大多数灌区能提供渠系水利用系数资料。针对这种现状，将根据甘肃省部分灌区和其他省份灌区试验测算的结果，结合甘肃省各灌区气候地理条件、作物种植结构、灌溉方式和技术、土壤组成以及工程设施等具体条件，分析选用田间水利用系数，据此推算各灌区灌溉水有效利用系数。在各灌区推算的基础上，采用由点到面的方法，按不同分类灌区灌溉用水量加权平均，分析推算各市（州）及全省农业灌溉水有效利用系数。

田间水利用系数的选取：若田间工程配套齐全、质量良好、灌溉技术合理情况下，田间水利用系数可达到0.90左右。参照甘肃省部分灌区测算结果，考虑各地区田间节水工程措施等因素，经综合分析后确定为河西及兰州市、白银市选用0.87，临夏州、定西市、天水市、平凉市、庆阳市选用0.83，陇南市选用0.80。

在已知灌区田间水利用系数、渠系水利用系数的前提下，全市（州）灌溉水有效利用系数平均值根据大、中、小型灌区和纯井灌区灌溉用水量加权平均得出。同理，可计算出全省平均灌溉水有效利用系数。

（二）计算与分析

以全省2009年23处大型灌区（30万亩以上）、57处重点中型灌区（5万亩～30万亩）、120处一般中型灌区（1万亩～5万亩）基础资料为依据，计算各市州及全省平均农业灌溉水有效利用系数，其中甘南州因无中型以上灌区，灌溉水利用系数按临夏州和陇南市平均值确定，2009年全省及各市州农业灌溉水有效利用系数计算结果列于表3-3。

从计算结果来看，全省2009年灌溉水有效利用系数为0.506，高于全国0.49的平均水平。从各市州来看，白银市景电灌区景泰县受益区、靖会灌区工程设施相对完好，渠系水量损失小，灌溉水有效利用系数0.613为全省最高地区，水利工程效益明显；河西及兰州市地区，经过灌区续建配套和节水改造，增加了渠道输水能力，改善了灌溉条件，灌溉效率明显提高，灌溉水有效利用系数在0.489～0.527之间，高于全国平均水平；其余市州由于受水资源条件、灌溉条件及技术等因素的影响，灌溉水利用率相对较低，有效利用系数在0.403～0.492之间，其中定西市由于灌溉条件较差，管理水平相对较低，是全省灌溉用水有效利用系数最低的地区，仅为0.403，有待加强田间工程配套建设与改造，提高灌溉用水管理水平，提高灌溉用水效率。从不同规模灌区来看，全省大型、重点中型、一般中型灌区灌溉水有效利用系数平均值分别为0.506、0.518和0.469，大型及重点中型灌区高于全国的平均水平，但从工程建设角度看，《节水灌溉工程技术规范》（GB/T50363－2006）中规定，达到节水灌溉工程标准时大、中、小型和纯井灌区的灌溉用水有效利用系数应该分别达到0.50、0.60、0.70和0.80，由此可以看出，甘肃省大型灌区经过近几年的改造发展，灌溉水有效利用系数达到了节水灌溉工程的要求，但中型灌区与达到节水灌溉的能力要求还有一定差距，尤其一般中型灌区差距较大。

表3-3　甘肃省各市州农业灌溉水有效利用系数计算

注：表中基础数据来自2009年甘肃省大中型灌区基本情况汇总表。

全省及各市州农业灌溉水有效利用系数是根据大中型灌区基础资料计算而得，未考虑1万亩以下的小型灌区，小型灌区因渠系较短，沿程损失较小，灌溉水有效利用系数相对高一点，因此，2009年全省及各市州灌溉水有效利用系数会略大于分析计算值。

从各市州上报的2010年灌溉水系数来看，张掖市、白银市与2009年计算值相差较大，张掖市为0.54，白银市为0.51，其他各市州基本与2009年值接近。2010年各市州农田灌溉水有效利用系数见图3-5。

图3-5　2010年甘肃省各市州灌溉水有效利用系数分布

3.1.4灌溉水有效利用系数趋势分析与预测

图3-6给出了甘肃省及全国和西北邻近省份近期灌溉水有效利用系数变化过程，其中2015年数据为国家控制指标值。

从图中可以看出，近些年来，随着甘肃省灌区续建配套与节水改造持续稳定投入，节水效益逐步发挥，灌溉用水有效利用系数明显提高，全省平均值由2005年的0.47上升到2010年的0.51，年均增加1个百分点，呈现持续上升趋势，与相邻省份比较来看，甘肃省低于陕西而高于青海和宁夏，按此发展态势与邻近省份变化比较，预计2015年甘肃省灌溉水利用系数可达到0.54左右。

图3-6　甘肃省灌溉水有效利用系数变化与预测

3.1.5存在的主要问题

甘肃省经过近几年的灌区续建配套及节水技术改造、农业综合开发水利骨干工程建设规划以及实施，开展田间配套工程建设，改善了灌区引（提）、输、配水条件，减少渗漏损失，提高了渠系水利用率，从根本上改善灌溉条件和农业生产条件，亩均灌溉用水量逐年下降，灌溉水利用系数明显提高，促进了水资源的节约利用和灌溉效益的充分发挥。虽然甘肃省在农业节水灌溉方面取得了显著成效，但与节水型社会建设以及发展高新农业的要求还有差距，农业用水在全省总用水量中仍占有较大的比重，用水效率不高。主要表现在：

一是水资源与农业生产发展不相适应的矛盾突出。河西地区是甘肃省的主要产粮区，由于降水稀少、气候干燥、蒸发量大，水资源严重短缺，没有灌溉便没有农业，特殊的地理环境决定了其灌溉定额偏高，农业用水比重大，水资源供需矛盾突出。

二是渠道灌溉利用率低，地区间发展不平衡。由于受水资源条件和投入力度等因素制约，全省农业用水总体水平较低，尤其水资源相对丰富地区，存在工程不配套，老化失修等问题，未能充分发挥工程效益，渠道渗漏严重，农田灌溉利用系数相对较低。

三是用水方式和用水结构不尽合理。目前甘肃省农田灌溉仍以传统的地面漫灌为主，节水灌溉技术推广不够，喷、滴灌等高新节水面积比重偏小，用水粗放，水资源浪费现象严重，各地区用水结构差异显著，农业布局和种植结构不合理，用水结构性矛盾突出。

四是传统灌水方式与现代水资源管理方式不相适应。绝大多数灌区末级渠系都没有用水计量装置，通过取水时间控制分水，用水总量控制难以实施，供水具有一定的任意性和盲目性，难以达到总量控制和水权管理要求。

五是灌区管理体制不顺，水价偏低。目前灌区的管理体制不顺，管理经费和工程维修经费尚未落实；低廉的水价造成了水资源的浪费，不利于水资源的合理利用，也不利于灌区科学、高效的管理体制和良性发展机制的建立，限制了农业用水综合效益和效率的提高。