浙江省农业用水定额管理推广研究

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1、 浙江省农业用水定额管理推广研究试点观测培训材料浙江省水利河口研究院浙江大禹信息技术年月目录一、项目概况3二、农业用水定额管理实时监测系统4三、日常观测11四、量水设施维护15五、观测资料整理与上报16六、附件17浙江省农业用水定额管理推广研究试点观测培训讲义一、项目概况农业用水是我省的用水大户，当前农业用水浪费现象仍十分普遍。实施农业用水“总量控制、定额管理”，提高农业用水效率，不仅是开展节水型社会建设的一个主要内容，也是缓解我省水资源供需矛盾、建设生态省、构建和谐社会的一个的重要举措。为探索和建立农业节约用水和定额管理的长效管理机制，提高农业用水效率，促进农业节水工作，省水利厅提出“浙江省

2、农业用水定额管理推广研究与方案编制”（ZSSJ/CG-200708001）项目。拟在全省选择典型灌区开展农业用水定额管理推广应用试点工作，通过制定科学有效的试点工作方案，并在实施中参照用水定额控制农业灌溉用水，减少农业灌溉中的无效损失，提高农业用水效率。在省水利厅的组织下，经项目组多次现场踏勘，于2007年10月确定嘉兴南湖区东进村杨家浜灌区、海盐董司村灌区、湖州南浔区俞家埭灌区、绍兴嵊州南山水库灌区、台州天台里石门水库灌区、舟山岱山冷坑水库灌区、金华金兰水库灌区、衢州铜山源水库灌区共8个灌区为本项目试点灌区。在试点灌区调查的基础上，针对每个试点的农业种植结构、水资源丰缺状况、水文气象条件、灌

3、溉习惯、渠道工程状况等，项目组编制了试点工作方案。方案主要内容包括用水计划的制定、量水方案的确定、工程建设内容、投资及效益。2008年3月，省水利厅组织有关专家通过了对试点工作方案的技术合理性、可操作性进行了审查。2008年7月，省水利厅、财政厅联合发文，下达了2008年节水项目（第一批）的实施计划（浙水政【2008】24号）。2008年11月，针对试点工作方案中农业用水实时监测系统的建设，省水利厅组织各试点灌区及技术依托单位进行了研讨，并进一步明确了建设要求。截至目前，大部分试点灌区已经完成实施计划规定的建设内容，正式进入观测阶段。为指导各试点有效开展定额管理的观测工作，特编制本培训讲义。二

4、、农业用水定额管理实时监测系统农业用水定额实时监测系统是实现农业用水定额管理的重要手段。该系统主要由中心站、试点灌区水量计量装置和通讯模块组成，如图1。 1、中心站中心站设在省水利厅，是整个系统的控制和数据接收中心。主要功能如下：l 各试点数据召测：分为单召和群召。l 数据查询：分为基本信息查询、用水量信息查询和基础数据查询。l 统计分析：对各试点的用水量数据进行分析，并以图表方式显示及报表输出。 中心站试点灌区项目组因特网GPRS传输网络通讯模块计量装置类型：简易量水槛（或标准断面）。试点灌区：衢州、海盐、天台、南浔、金华、南山。计量装置类型：电磁流量计。试点灌区：南湖。计量装置类型：水表。

5、试点灌区： 岱山。图1 农业用水定额管理实时监控系统示意图 2、水量计量装置计量装置设在试点灌区渠道的测流断面，根据试点灌区渠道测量断面情况，采用简易量水槛（或标准断面）、机械水表和电磁流量计三种形式的水量计量装置。各种计量装置介绍如下：（1）简易量水槛（或标准断面）简易量水槛是由荷兰、美国等国家研究出的一种量水堰，我国水利部有关科研部门，在引进的基础上，作了一定的改进，如图2。根据中国水科院在冶河灌区现场率定成果，矩形量水槛流量相对误差小于5.0的置信率达到95以上，量测精度高，是灌区较为理想的量水建筑物，已被推荐进入灌溉渠道系统量水规范。 图2 简易量水槛示意图 注：为上游水深；为以槛顶为

6、基准的上游水深；为超高；为量水槛长度； 为量水槛壅水高度；为量水槛高度； 为下游渠道水深；为以槛顶为基准的下游水深； 为斜坡段长度，；为量水槛槛顶宽度； 为渠底宽度；为边坡系数。简易量水槛流量计算经验公式如下： 式中： 过槛流量； 槛顶上游水深； c系数 n幂指数 经验公式中系数和幂指数，反映了渠道不同宽度和槛高的影响。设计时可根据渠道过水流量查询规范表格得到。水位量测采用超声波水位计（或称超声波流量计），如图3。该水位计可以现场实时观测水位，并可将水位实时转化为流量和累积水量，数据可以同时通过网络实现远传，可满足项目需求。仪器可拆卸，非灌溉期不用时可取下，但基本参数需重新设定。 图3 超声波

7、水位计超声波明渠流量计的主要技术参数如下： 水位变幅：0 3 m，测距盲区：0 - 0.5 m 测距精度：0.3% ， 测距分辨率：1mm /秒 累计流量：99999999 m3/s，精度：1%（视堰板类型而定） 仪表显示：自带LCD显示瞬时流量和累计流量 数字输出：RS485、Modbus协议或定制协议 供电电压：DC24V，防雷装置内置 环境温度：-20C + 60C 防护等级：IP65在金华金兰水库灌区、南浔区俞家埭灌区、海盐县董司村灌区、天台里石门灌区、南山水库东干渠尹家支渠及铜山源水库灌区的5个测试点采用简易量水槛测量方式（如图4），在衢州市铜山源水库灌区3个测试点采用标准断面测量方

8、式。铜山源试点灌区东干渠3条支渠采用标准断面（水位流量）法进行量测。为满足量测条件，要求渠道断面稳定、规则、没有回水影响，满足流量随水位呈单值函数关系变化的水力条件。为保证量测精度，必须对其进行现场率定，寻找出稳定的水位流量关系。其量测精度主要取决于现场率定的情况。蓄电池传输网络中心站太阳能电池量水槛220V交流 图4 采用简易量水槛测流的设备结构框图（2）电磁流量计南湖区杨家浜灌区经水力学计算，若布设量水槛，上游水位抬高幅度太大，故采用电磁流量计测流。此法可本地直读流量和累积水量数据，同时数据通过通讯模块送到中心站，如图5。根据厂家提供的资料，电磁流量计量测误差约12。220V交流中心站 图

9、5 电磁流量计法设备结构框图电磁流量计安装在渠道中，应属管道系统，流量按管道水力学原理计算。其计算式如下： 式中： Q流量（m3/s）; 流量系数；传感器断面积（m2）; H上下游水位差（m）。 沿程沿程水头损失系数， 局部局部水头损失系数，局部损失有进口、出口、弯头等。 锐缘进口采用0.5； 采用1.0； 与弯头半径有关，当r=d时，0.8 。（3）机械水表岱山冷坑水库灌区现状采用机械水表量水，综合考虑改用可拆卸螺翼式机械水表，其量测误差约5左右。此法可本地直读累积水量数据，同时水量数据通过通讯模块送到中心站，如图6。通讯模块机械水表传输网络中心站交流220V图6 机械水表法设备结构框图 3

10、、终端设备（通讯模块）通讯模块将计量装置采集的水量等数据通过GPRS 网络传输到中心站，由中心站通过因特网发布，用户（试点灌区和项目组）既可以在量水断面本地查看用水量数据，也可以通过网络查看即时或历史用水量等数据。其主要技术参数如下：l 接口类型：EIA-RS-232C/EIA-RS-485，连接电磁流量计和超声波明渠流量计；开关量接口连接机械水表。l 工作频段：GSM900/DCS1800/PCS1900；l 符合ETSI GSM Phase 2+标准。三、日常观测灌溉计划用水是灌区用水管理的中心环节，也是灌区提高灌溉用水管理水平，充分发挥农田水利工程效益的重要措施，其根本目的是做到“适时”

11、、“适量”灌溉。但由于水文气象条件具有随机性和不确定性，用水计划确定的灌溉水量与灌水时间只能作为宏观水量控制的参考，实际操作时需要根据水文气象变化、田间水分状况以及作物长势及时调整用水计划。本次试点工作中确定由试点现场观测人员负责灌溉期的放水管理。对其提出的日常观测要求如下：（1）种植结构调查进入灌溉期，试点观测人员首先要对试点灌区（量水设施控制的灌区范围）内农业种植结构进行详细调查，包括作物种类、种植面积、生育期等。由于水稻是各试点灌区主要的耗水作物，应作为重点对象调查。若试点内种植多种水稻种类（如早稻、晚稻和单季稻），调查时应区别开来，分别记录相关参数。我省双季水稻生育期一般为5月10月份

12、。其中早稻一般4月底泡田，5月上旬移栽，至7月中、上旬收割；之后泡田，移栽晚稻，至10月底收割。单季水稻生育期一般为710月份，移栽期一般集中在7月初。根据我省各地农业种植习惯，单季稻一般要比双季晚稻的移栽期提前1030天。因品种和地区的差异，浙北地区单季稻的生长期一般比浙东、浙中地区多1015天。按其生长过程，移栽的水稻生育期可划分为6个阶段：返青期、分蘖期、拨节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期、黄熟期。若采用直播方式，就没有返青期这个生育阶段。各阶段主要特征如表1所示。 表1 水稻各生育阶段主要特征及判别依据生育期主要特征及判别依据返青期秧苗从秧田拔出移栽到本田，一般需要610天才能长出新根和新

13、叶而恢复青绿色，这一时期叫返青期。其判别标准是稻田内有10%水稻植株的新生分蘖叶尖露出叶鞘。分蘖期 从开始分蘖到开始拔节为水稻的分蘖期。分蘖是由茎基部的分蘖节上发生，凡是从主茎上发出的分蘖叫第一次分蘖，依次类推。分蘖期可分为分蘖前期、分蘖后期。判断标准是当80%水稻植株新生分蘖叶尖露出叶鞘时。拔节孕穗期分蘖末期稻茎基部由扁平状变成圆筒状，节间随之伸长，称为拔节。同时，茎顶生长点细胞开始分化成幼穗，并逐渐孕育，使叶鞘膨大，称为孕穗。当水稻有10%以上的植株开始拔节，表明进入拔节期。抽穗开花期 当幼穗发育完成后，稻穗从剑叶的叶鞘中伸出，成为抽穗。一个稻穗自露出到全部抽出约35天，全田自始穗到齐穗约

14、57天。稻穗上每个小穗的内、外颖从开始张开到闭合的过程叫开花。全穗的小穗花约7天左右开完。当10%以上的植株的稻穗抽出剑叶，表明已进入抽穗期。乳熟期乳熟的特征是籽粒内容物充满颖壳，呈乳浆状。当10%以上植株中部籽粒进入乳熟，表明水稻已进入乳熟期。黄熟期黄熟的特征是籽粒内容物浓结，呈蜡状。水稻开花后进入结实成熟期，即胚乳和胚开始发育，干物质迅速增加，米粒逐渐膨大而至完全成熟。当10%以上植株中部籽粒进入黄熟，表明已进入黄熟期。除水稻外，试点灌区还有旱作物（如大麦、小麦、油菜、桑树等）、果树（如柑桔）、花卉、苗木、蔬菜等作物。试点观测人员应对上述作物的灌溉特性进行调查，若作物需水量较大，则应记录种

15、植面积、主要生育期；若基本不需灌溉，仅记录种植面积即可。蔬菜类作物种类很多，选择12代表性蔬菜品种记录相关参数。作物种植结构调查结果记录附表1。（2）确定灌水日期； 推行农业用水定额管理的核心是计划用水和控制用水。控制用水目的不是为了减少作物正常的需水量，而是减少渠道输配水及田间用水等环节无效的水量浪费，从而提高农业用水效率。控制用水包括控制灌水次数和灌溉水量两个方面。由于每次灌水均会存在水量的无效浪费，因此，控制了灌水次数就意味着减少了水量损失。试点灌区内一般有多种作物和多个用水户，灌溉期内不可避免存在着对灌水时间需求的不一致。要求试点观测人员根据不同用水户的灌水需求，按照“看天、看地、看作

16、物”的灌溉原则，在协调的基础上综合确定一个统一的灌水日期，尽量控制灌水次数。“看天”确定灌水日期要考虑短期的天气预报。若后续3天之内预报有中雨或大雨、暴雨，灌水日期应往后推。如遇霜冻或干旱热风天气，田间水层不足防冻或抗热要求时，灌水日期可提前12天。“看地”确定灌水日期要考虑田间的干旱程度。通过观察试点灌区田间水层或土壤干湿程度，判断灌溉的迫切性，为确定灌水日期提供依据。“看作物”确定灌水日期要考虑田间作物的长势及需水特性。作物生长均有需水关键期，此阶段要尽量从时间和水量上满足灌水要求，其余阶段适当提前或推迟灌水日期对作物生长影响不大。若试点若为自流灌区的支渠及以下区域，其灌水日期的确定还需根

17、据上级渠道（干渠）的配水计划进行调整。（3）灌水操作灌溉开始：观测人员首先应检查量水设施状况，发现有异常情况及时通知试点单位。之后，给设备通电，记录流量计（超声波明渠流量计、水表、电磁流量计等）灌水前的初始读数，放水开始。灌溉期间：在灌水时，要求试点现场观测人员对灌溉过程进行监控，通过巡查，及时了解试点的灌溉情况。若发现渠道、田间有漏水或弃水情况，应及时进行封堵。灌溉结束：定额管理需要观测人员对作物的灌水定额进行控制，不能完全根据用水户的意愿进行灌溉，应按照作物的需水规律进行合理灌溉。对于水稻来说，可用田间水层作为控制标准。不同生育阶段可参照表2、表3所列参数进行控制（其中平原试点灌区可参照表

18、2、山丘试点灌区可参照表3）。其他作物可参照当地种植户的经验来控制灌溉结束的时间。若试点范围大部分田块已达到灌溉控制上限，应及时结束本次灌溉。确认灌溉结束后，记录流量计的最终读数、结束时间（精确到分钟）；若为提水灌区，还应记录一次灌水机埠的耗电读数。之后关闭设备电源，防止雷击损坏设备。灌溉期操作结果记录附表2。表2 薄露灌溉田间水层控制标准 (平原提水灌区)生育阶段返青期分蘖期拔节孕穗期抽穗开花期乳熟期黄熟期前期后期雨后最大蓄水层(cm)45晒田663落干 田间灌水层(cm)2323晒田233023落干灌前田间水层下限（或田间裂缝宽度，mm）表土露面田面微裂田面裂缝10mm表土落面或微裂表土落

19、面或微裂田面微裂2mm落干表3 间歇灌溉田间水层控制标准（山丘自流灌区）生育阶段苗期（返青期）分蘖期拔节孕穗期抽穗开花期乳熟期黄熟期前期后期雨后最大蓄水层(cm)45晒田666落干田间灌水层(cm)2.5334晒田343434落干灌前田间水层下限(mm)（或土壤含水率占饱和含水率的百分比，%）100（饱和含水率）70858580落干间歇露田天数(天)/12712242435/四、量水设施维护安装计量装置、对灌溉水量进行控制是试点灌区实施农业用水定额管理的重要手段。因此，量水设施的正常运行是保证项目取得预期效果的基础。根据本次试点安装的量水设施特点，提出维护要求如下：1、定期巡查；灌溉期间，要求

20、试点观测人员对量水设施进行定期巡查，每周至少一次，发现问题及时反馈给试点单位及项目组。2、及时清理量水设施附近的渠道清淤物；本次部分试点采用了简易量水槛（或标准断面）超声波流量计方式对灌溉水量进行计量。简易量水槛是量水建筑物的一种，建筑物本身在渠道内有一定的高度，灌溉时容易引起槛前的渠道淤积，从而影响测量精度。标准断面法是利用渠道稳定的水位流量关系来量测渠道过水流量的方法，水位流量关系需事先率定，若渠道内产生淤积，会改变原有的水位流量关系，从而导致量测产生误差。因此，要求现场观测人员做好量水设施附近渠道的清淤工作，发现有泥沙、杂物等淤积，要及时清理，确保量水设施在良好的工况下运行。3、做好量水

21、设备的维护；本次试点工作量水设备有电磁流量计、水表、超声波流量计等。上述仪器设备的使用有严格的规定，要求试点观测人员严格按设备本身的操作说明进行操作。另外，若发现设备被杂物堵塞、不能正常工作等问题要及时处理，处理不了的及时反馈给试点单位及项目组。五、观测资料整理与上报观测期间，要求试点单位及时做好观测记录工作，并按照附表格式每月上报给项目组。观测期结束后，要求试点单位做好年度总结工作，将该年度实际灌溉用水记录、作物种植、气象等资料以及试点总结报告，按照统一格式整理上报。试点总结报告编写要求如下： 1、试点概况简要介绍试点灌区的自然、社会经济、水文气象、农业种植、水利工程、用水管理等基本情况。2

22、、试点年度基础设施建设情况对照省水利厅和财政厅下发的2008年节水项目（第一批）的实施计划（浙水政【2008】24号），介绍各试点单位为本次试点工作所开展的基础设施建设。具体包括：量水设施上下游渠道及建筑物的改造工程，如渠道三面光衬砌与改造、闸门更换；量水设施建设，如量水建筑物及量水设备的安装；量水设施保护装置，如设施房；供电、交通工程，如太阳能供电装置、进入量水点的简易道路等。除建设内容，还应交待本次试点建设的工程量、投资等。3、试点观测成效分析总结本年度试点观测的开展情况，包括年度的作物种植情况、降雨情况、灌水次数、灌溉用水量及亩均灌溉用水量等。通过与该灌区前几年或邻近灌区本年度的灌溉用水

23、情况比较，分析试点工作的取得的成效。、试点工作取得的经验通过一年的试点工作，围绕定额管理、推进农业节水等方面，分析试点工作所取的好经验。特别在管理制度（如节水激励制度）方面，分析试点所采用的措施及取得的成效。、存在的问题及下一步工作建议分析试点工作中存在的问题，并提出下一步改进的意见和建议。、附件：年度各种观测资料记录表格。六、附件附表1 试点灌区农业种植结构统计表作物品种种植面积（亩）生育阶段日 期备注水稻 水稻是试点的主要作物，应详细填写种植面积、各生育阶段的日期；其它作物填写主要生育阶段。其它作物1其它作物2。附表2 试点灌区灌溉观测记录表灌溉次数日 期量水设施水量读数灌溉水量（m3）机

24、埠电度（度）备注1灌溉起始(1)=(2)-(1)1、日期格式为月、日、时.分，如3月25日10时35分；2、“机埠电度”栏针对提水灌区而言，为一次灌溉机埠电表前后显示的差值，自流灌区可不填写。灌溉结束(2)23。附表3 试点灌区逐日降雨统计表日期降雨量（mm）日期降雨量（mm）日期降雨量（mm）农业用水定额管理水量记录设备操作规程一、电源操作1. 灌溉开始，给设备上电，可看见流量计显示屏上的显示数据；2. 灌溉结束，必须关闭电源，防止雷击损坏设备。二、人工记录用水量试点观测人员在放水开始到结束这段时间里记录流量计的数据，流量计显示屏第一行显示累计水量，第二行显示当前流量。三、充值操作记录设备每月的通讯费10元，需要定期充值。浙江大禹公司负责检查通讯费余额及有效期，试点单位负责充值。四、维修咨询