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1、第20卷第4期水科学进展Vol120,No142009年7月ADVANCESINWATERSCIENCEJul.,2009灌溉水利用效率指标研究进展崔远来,熊佳(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072)摘要:回顾了灌溉水利用效率评价指标的发展历史,分析了现有灌溉水利用效率评价指标的不足,总结了其适用条件。结果表明,目前还没有一套在任何条件均适用的灌溉水利用效率评价的量化指标,原因在于:一是不同灌溉水利用效率指标术语内涵不明确,导致在不同条件下很多指标被混用;二是部分指标即使理论框架比较清晰,但在实际运用时,许多计算要素难以确定或是无法确定,不利于在灌区水管
2、理中推广。指出对现有灌溉水利用效率指标进行科学的界定和评价,规范不同指标的使用范围,研究它们之间的相互关联规律、影响因素,探讨节水潜力评价方法的重要性。关键词:灌溉水利用效率;灌溉效率;水分生产率;评价指标;节水潜力中图分类号:S27411;G353111文献标识码:A文章编号:100126791(2009)0420590209灌溉水利用效率指标综合反映不同尺度灌溉工程状况、用水管理水平和灌溉技术水平等,是正确评估灌溉水有效利用程度及存在问题,评价节水灌溉发展成效的重要基础。尽管过去国内外许多部门和学者对灌溉水利用效率的指标开展了许多研究,但多基于动水法或静水法进行灌区样点渠段的测
3、算分析;而以水分生产率为代表的灌溉水利用效率测算与评价则基本以测坑或田间小区试验数据为基础。这些工作存在概念与测算口径不统一、测算工作量大、影响因素及机理不清、以点带面等诸多问题。目前,许多实例证明期望通过提高灌溉供水[1]和输水效率的措施来节水的做法是无效的,由此出现了所谓“字面节水”的提法。原因在于灌溉水利用系数、传统灌溉效率等指标忽视了回归水及其重复利用。鉴于此,近年来国内外学者基于水资源管理的观点提出[126]了考虑回归水重复利用的灌溉水利用效率指标。然而,这些指标及框架在强调其理论及概念合理性的同时,却忽视了其实用性,即难以确定其中的某些要素,因此并不适用于灌区的水管理。
4、所以对现有灌溉水利用效率评价指标进行合理的界定和评价、探讨新的适宜指标十分必要。1灌溉水利用效率的内涵[7]国际灌排委员会ICID于1977年对灌溉效率术语进行正式定义。目前国外使用较多的术语包括:灌溉效[7][8][1][5][1,5]率、灌溉水利用效率、水分生产率、作物水分利用效率、水分消耗百分比,其中作物水分利用效率的含义往往与水分生产率的含义类似。国际上通用的表述方式是“效率”,而国内习惯用“系数”来反映灌溉水的有效利用程度。中国《农村水[9]利技术术语》定义灌溉水利用系数为:灌入田间可被作物利用的水量与渠首引进的总水量的比值。在国内现有权威出版物中并没有对国外广泛使用的灌
5、溉效率进行专门定义和解释,只是认为其含义与灌溉水利用系数相似。这也是国内对灌溉水利用效率术语的理解和使用特别混乱的原因之一。收稿日期:2008206230基金项目:国家自然科学基金资助项目(50879060;50839002;50579059);水利部公益性行业专项经费资助项目(200701002)作者简介:崔远来(1966-),男,江西武宁人,教授,博士生导师,博士,主要从事节水灌溉理论与技术及水资源管理方面研究。E2mail:cuiyuanlai@2631net第4期崔远来,等:灌溉水利用效率指标研究进展591[9][10]除灌溉水利用系数等外,国内经常使用的灌溉水利用效率指标
6、术语还有作物水分利用效率、水分生[11][11212]产率、灌溉水利用效率,而灌溉用水效率、灌溉水利用率、灌溉水有效利用系数、水分利用效率、水[13215]分利用率、水分生产效率等术语也常在一些文献或报告中出现。这些名词的具体含义比较混乱,有时可能表示传统“系数”定义中比例的概念、有时可能表示投入单方水的粮食产出即水分生产率、有时也可能表示蒸发蒸腾消耗水量占总灌水量(或供水量)的百分比。由于术语表达方式上的差异导致对灌溉水利用效率的研究更加复杂。灌溉水从水源到形成作物产量要经过4个环节:①通过渠道或管道将水从水源输送至田间;②将引至田间的灌溉水,尽可能均匀地分配到所指定的面积上,并
7、转化为土壤水;③作物吸收、利用土壤水,以维持其生理活动;④通过作物复杂的生理过程,形成经济产量。前两个环节效率的提高表现为尽可能将水源取水输送到田间并储存于作物根系层,其效率用无因次的百分比表示,比如灌溉效率,灌溉水利用系数;后两个环节3则是尽可能使作物高效利用土壤水以提高产量,其效率常用投入单方水的粮食产出(kg/m)表示,比如水分生产率。相同灌溉定额下,灌溉制度不同,降雨的有效利用不同,作物生长发育及最终产量也存在差异,因此,水分生产率与灌溉行为密切相关。由于作物
