山西省田间水利用系数与节水潜力评价
山西省各类灌区分布全省,面广量大,对各灌区各种条件下的田间水利用系数都进行实测分析,显然是不可能的。因此必须根据实际情况制定田间水利用系数的现状评价方法,才能获得合理的结果。
(一)田间水利用系数的评价方法
田间水利用系数的评价是以田间实测资料的分析为基础,并根据所收集的各灌区的田间水利用系数主要影响因素的资料,分析各灌区的田间水利用系数,并统计分析不同区的田间水利用系数。但有部分灌区尚无田间水利用系数主要影响因素的资料,因此,需采取估计分析。
1.有资料灌区的评价方法
若能收集到灌区的土壤类型分布资料、平均田块规格及平均灌水定额,则按下述方法分析(见表10-24)。
(1)根据土壤类型分布资料,确定灌区范围内的黏土、壤土、砂土等3种类型土壤的分布范围、面积。
(2)根据土壤类型、平均田块规格及平均灌水定额查田间水利用系数的田间实测分析图,得到灌区内不同土壤类型的田间水利用系数。
(3)以灌区内各类型土壤的面积为权重,对灌区内各土壤类型的田间水利用系数进行加权平均,得到灌区的田间水利用系数。
2.无资料灌区的评价方法
有不少灌区尚未搜集到土壤类型分布资料,因此,其评价只能采取估计的方法(见表10-21)。
(1)对于无资料的万亩以上灌区(包括万亩以上自流灌区和万亩以上抽水灌区),采用同行政区或相邻行政区有资料的万亩以上灌区的田间水利用系数进行估计。


表10-21 山西省无资料的万亩以上自流灌区田间水利用系数估算

(2)对于无资料的纯井区,以各类土壤的田间水利用系数的田间实测平均值作为其田间水利用系数的估计值。
(3)对于无资料的万亩以下机电灌站及小型水利,采用同行政区或相邻行政区的万亩以上抽水灌区的田间水利用系数作为其估计值。
3.分区田间水利用系数评价方法
该法包括全省各类灌区、各行政区、各水资源分区及全省的田间水利用系数评价方法(见表10-22)。(https://www.daowen.com)
表10-22 各类灌区田间水利用系数结果表

(1)各类灌区包括万亩以上自流灌区、万亩以上抽水灌区、万亩以下抽水灌区、纯井区及小型水利。对于同类灌区以其灌溉面积为权重,计算全省该类灌区的田间水利用系数的加权平均值作为其田间水利用系数。
(2)对于各行政区(县、市)的田间水利用系数,以该行政区内各灌区的灌溉面积为权重,计算该行政区田间水利用系数的加权平均值,作为其田间水利用系数。
(3)第二次水资源评价分区的田间水利用系数,按各分区内的各类灌区的灌溉面积为权重,计算其田间水利用系数的加权平均值,作为其田间水利用系数。
(4)全省的田间水利用系数,以全省内各行政区的灌溉面积为权重,计算其田间水利用系数的加权平均值,作为其田间水利用系数。
按前述评价方法计算,得全省田间水利用系数在土壤计划湿润层深度H=0.8m时,ηf=0.655;在H=1.0m时,ηf=0.739。从宏观角度考虑,若全省充分灌溉面积和非充分灌溉面积相当,则将两者的平均值0.697可作为全省田间水利用系数的现状值。
(二)农田灌溉田间节水潜力分析
田间水利用系数在有关的规范及研究中已有规定或论述,这对于合理确定山西省田间水利用系数目标水平是非常重要的。
SL207—98《节水灌溉技术规范》规定田间水利用系数不宜低于0.9;同时对不同情况的渠系水利用系数、灌溉水利用系数进行了规定,由此可推算出不同情况下的田间水利用系数,详见表10-23。
表10-23 SL207—98《节水灌溉技术规范》中所规定的最小值

由表10-23可以看出,节水灌溉条件下的田间水利用系数大部分在0.9以上,井灌区、喷灌和微喷灌的田间水利用系数也接近0.9。
根据山西省田间水利用系数的现状水平,考虑山西省灌水方法的发展趋势,随着国民经济的不断发展,社会的不断进步,节水意识的不断深入,节水技术的不断推广,到2010年,田间水利用系数可以达到0.8的水平;到2030年,随着节水灌溉资金的大量投入,节水技术的不断发展与成熟,田间水利用系数有望达到0.9的水平。
不同水平年的田间节水潜力是指在现状田间水利用系数的基础上,达到不同水平年的田间水利用系数目标水平所节约的水量,见计算式(10-29):
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式中:Ws为某灌区或某地区不同水平年的田间节水潜力估算值,万m3;Wfg为意义同前;ηf0为某灌区或某地区不同水平年的田间水利用系数目标水平;ηf为某灌区或某地区现状田间水利用系数。
关于ηf0和ηf的取值以本次研究结果为依据,其中ηf取土壤计划湿润层深度0.8m和1.0m时的田间水利用系数的平均值。经分析计算,2010年全省万亩以上自流灌区田间节水可达10621.82万m3,全省万亩以上机电灌站田间节水可达798.18万m3。两者合计为11420.00万m3;2030年全省万亩以上自流灌区田间节水可达17782.72万m3,全省万亩以上机电灌站田间节水可达2166.04万m3,两者合计为19948.76万m3。