灌溉工程水资源利用效率评价指标体系构建与应用

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李玉浩

新疆凯志诚工程咨询有限公司733000

摘要

随着水资源短缺问题日益突出,提升灌溉工程的水资源利用效率成为农业可持续发展的关键。鉴于此,本文围绕评价指标体系的构建与应用展开探讨,为灌溉工程的水资源管理提供了系统性的评价工具与实践路径,并为灌溉工程的水资源管理提供理论依据与方法支持。


关键词

灌溉工程;水资源利用;效率评价;指标体系

正文


引言:

灌溉工程是集计算机电子信息技术、传感器技术、网络自动化系统等技术为一体,促进现代化农业发展趋势的重要途径,可以提升水资源循环利用效率,提高粮食作物和关键农业产品自来水提供保障能力[1]传统评价方法往往缺乏系统性,难以适应不同区域的实际需求。建立一套兼具科学性与实用性的水资源利用效率评价体系,对于推动灌溉工程的精细化管理与优化升级具有重要意义

一、灌溉工程水资源利用效率评价指标体系构建方法

(一)基于全生命周期的指标初选

水利规划部门应牵头开展基于全生命周期的指标初选工作,以灌溉工程从规划到退役的完整流程为核心框架[2],系统梳理各阶段对水资源利用效率的影响因素。指标维度需全面涵盖水量损耗、能源消耗、生态影响及管理水平四大类,参考GB/T50363—2006标准及2025版《灌溉水有效利用系数测定技术导则》的最新要求,结合水利部关于灌溉水效率测算的工作规范,对各类指标进行系统性梳理确保指标体系既符合行业标准,又能完整覆盖工程全周期的效率影响环节。

(二)核心指标精简筛选

技术团队需以“实用高效、数据可达”为原则,开展核心指标的精简筛选工作建立指标筛选标准,从关联性、可操作性、敏感性三个维度对候选指标进行逐一评估,将与水资源利用效率关联度低于0.6的指标、基层难以获取基础数据的复杂指标优先剔除。在保留核心指标环节,必须将灌溉水有效利用系数、渠系水利用系数、田间水利用系数这三项行业核心参数纳入体系,这是衡量灌溉效率的基础依据。同时结合一线灌溉管理需求,补充灌水均匀度、单位面积灌水量两项实用指标,前者直接反映灌溉质量,后者能精准匹配作物需水规律。为确保筛选科学,团队需组织基层灌溉管理人员参与指标实用性评估,对指标的易懂性、数据收集便捷性进行打分,最终将指标精简至8-10项,让指标体系真正落地可用。

(三)指标阈值分级设定

技术团队应结合全国灌溉工程实际情况,牵头完成指标阈值的分级设定工作。阈值设定需以国家及地方现行灌溉工程标准为基础,收集不同规模、不同灌溉方式的灌区近五年运行数据[3],建立涵盖灌溉水利用效率、能耗等核心指标的数据库。采用统计分析方法核算指标平均水平与先进水平,将阈值划分为“高效、达标、待改进”三个等级,形成清晰的效率评判标准。针对核心指标灌溉水有效利用系数,需按灌区规模差异化设定:大型灌区因渠系长、损耗大,高效阈值设为0.55以上;中型灌区优化空间更大,阈值提升至0.6以上;小型灌区输配水距离短,高效阈值设定为0.7以上。

(四)数据实践双向校准

技术团队需组建联合工作组,推行“数据验证+实践反馈”的双向校准机制。在数据验证层面,核心工作是采用成熟的首尾测算法对核心指标数据进行交叉验证,通过测定渠首取水量与田间净用水量,核对灌溉水有效利用系数等指标的计算精度,发现数据偏差及时追溯原因,确保基础数据真实可靠。实践校准环节需选取不同气候类型、不同作物种植的灌区开展小范围试用,组织一线灌溉人员全程参与指标应用,重点收集指标在实际操作中的问题反馈,比如指标定义是否易懂、数据记录是否繁琐、评价结果是否符合直观感受等。

二、灌溉工程水资源利用效率评价指标体系应用措施

(一)物联网感知数据,支撑实时评价

管理部门应主导物联网感知体系的建设与应用,在灌溉渠系关键节点、田间墒情监测区科学部署感知终端,终端需覆盖渠首、干支渠分水口及作物根区,确保能实时采集取水量、输水损失、土壤含水量、作物需水量等核心指标数据。数据传输环节需依托5G专用通信链路,建立加密传输通道,保障数据实时性与安全性,同步接入区域灌溉效率评价平台。平台需开发自动计算模块,实时核算灌溉水有效利用系数等核心指标,生成动态效率曲线,当指标低于区域基准值时,立即触发分级预警,推送至调度人员移动端与监控中心。运维部门还需定期校准感知终端,保障数据精度,让实时评价结果真正成为调度决策的秒级支撑,彻底替代传统人工测算的滞后模式。

(二)细化区域评价标准,实现精准适配

管理部门需牵头细化区域评价标准,联合农业、气象部门,依据气候类型、土壤质地、作物品种及灌溉工程规模,构建多维度区域分类体系,将辖区灌区划分为干旱区、湿润区等典型类型。在此基础上,对照国家灌溉工程标准,结合各区域实际运行数据,对评价指标进行差异化调整:干旱区需强化渠系防渗率、水资源利用率等指标权重,湿润区则突出雨洪资源利用效率、排水回收系数等指标。指标阈值设定需参考区域灌溉水平,如干旱区大型灌区灌溉水有效利用系数达标阈值可适当降低,湿润区小型灌区则需提高标准。水利部黄河水利委员会提及,管理部门需编制区域评价细则手册,明确各类型区指标解释、数据采集方法及等级判定规则,组织基层人员培训,确保一线人员能精准应用差异化标准,彻底解决“一刀切”评价导致的结果失真问题。

(三)依托评价成果,导向精准调控

灌溉调度中心与工程运维团队需建立评价成果应用机制,将效率评价结果与灌溉调度系统、工程改造计划深度融合。调度中心需开发联动模块,当评价结果显示渠系渗漏率超标时,自动生成渠道衬砌、低压管道改造等优先级方案;若田间用水效率不足,立即联动智能灌溉设备,调整灌水定额、周期及方式。运维团队需依据评价结果制定月度巡检重点,对效率偏低的设备、渠段优先排查维护。同时建立评价结果与水权交易的挂钩机制,将灌溉水有效利用系数作为水权分配的核心依据,效率高的灌区可获得额外水权奖励。

结束语:

灌溉工程水资源利用效率评价指标体系的建立与应用,为提升农业用水效益提供了可行路径在指导工程实践、优化资源配置方面展现出良好价值。随着技术方法的不断完善,未来应进一步推动其在区域差异适配与动态调控中的深入应用,为节水型农业建设和水资源可持续管理提供持续支撑。

参考文献:

[1]邓鹏.智慧灌区节水灌溉技术综合水效率评价研究[J].黑龙江水利科技,2023,51(05):10-12+24.

[2]武雪,牛最荣,张芮,薛媛,赵霞.石羊河流域武威属区高效节水灌溉综合效益研究[J].灌溉排水学报,2020,39(06):115-123.

[3]何靖,陈田庆,孟行,刘哲.节水灌溉项目后评价——以山西省汾阳市节灌工程为例[J].中国农村水利水电,2018,(12):41-44+49.


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