1．灌溉用水定额的内涵
灌溉技术中原本就有定额的概念，即灌溉定额，且有净灌溉定额和毛灌溉定额之分。灌溉用水定额和灌溉定额有密切联系，但又有根本区别。净灌溉定额是依据农作物需水量、有效降雨量、地下水利用量确定的，是满足作物对补充土壤水分要求的科学依据，显然它注重的是灌溉的科学性。毛灌溉定额是以净灌溉定额为基础，考虑输水损失和田间灌水损失后，折算到渠首的亩均灌溉需水量，显然它还考虑了灌溉用水在输送、分配过程中发生损失的规律。从以上分析可以看出，灌溉定额更多的是注重灌溉本身的规律性、科学性，并不针对灌溉的合理性和先进性，往往也不具有广泛、客观的可比性。例如同一作物有的品种喜肥喜水，灌溉定额高，有的品种耐干旱，灌溉定额低。灌溉定额的本意只涉及其是否符合各自作物的需水规律，无意评价哪一个合理、先进。再如针对具体渠道给出的渠系水利用系数，只注重采用的数值是否科学，并不涉及技术经济上是否合理，是否先进的问题。原因在于灌溉定额仅仅是一个设计参数，不具有比较标准的属性和支撑体系，如果要进行比较，只能通过不同设计方案进行技术经济分析。灌溉用水定额则是一个具有普遍意义和客观性的比较标准，这是二者的根本区别。“九五”以来为适应节水灌溉的发展，提出了采用节水灌溉制度的要求，也规定了对灌溉水利用系数的要求，在一定程度上起到比较标准的作用，但仅适用于节水灌溉工程建设，不是普遍的标准，也不是一个综合性指标。
灌溉用水定额和灌溉定额的另一个区别是，灌溉定额是规划设计的依据，而灌溉用水定额是农业用水管理的考核指标。在灌溉系统的规划设计中，为了考虑是否满足作物需水要求，使用净灌溉定额，为了进行渠首、泵站设计，需要毛灌溉定额，可见赋予灌溉定额的作用是为了满足规划设计的需要。但是净灌溉定额无法直接测定，毛灌溉定额又无法用于一个一个灌溉单元的用水管理，从农业用水管理功能看灌溉定额的管理并不具有可操作性。灌溉用水定额是在规定考核位置上的单位用水指标,可以直接测定、可以客观考核是对其基本要求之一。
综上所述，灌溉用水定额是衡量灌溉用水科学性、合理性、先进性，且具有可比性的准则，是农业用水管理的微观指标。灌溉用水的科学性表现为水的输送、分配符合渠道特征，补充土壤水分符合作物需水要求，强调灌溉用水要符合客观规律；合理性表现为技术、经济的可行性，强调灌溉用水要符合现有的技术水平、经济条件，要立足工程现状；先进性表现为技术和管理的前瞻性，强调灌溉水的高效利用；可比性表现为灌溉用水定额是一个具有普遍意义、客观的比较标准。显然灌溉用水的科学性、合理性、先进性、可比性既是一个统一的整体，又是相互影响、相互制约的不同侧面。有时强调科学性，但又有悖合理性；有时强调合理性，但又有悖先进性；有时强调先进性，但又有悖可比性。因此，灌溉用水定额应该在灌溉用水的科学性、合理性、先进性、可比性中寻求一个平衡点，成为客观评价灌溉用水的准则。
2．灌溉用水定额的影响因素
灌溉用水量的影响因素很多，如果不加区分，针对每一种情况确定灌溉用水定额，尽管可以做到很科学、很合理，但不具备可比性，因而失去意义。笔者建议把灌溉用水量的影响因素区分为基本因素、硬影响因素以及软影响因素。基本因素是固有的影响因素，基本上没有选择或改变的余地。例如作物种类，在制定灌溉用水定额时不能因灌溉用水量的差别把小麦改换为玉米，因此作物种类是一个基本因素，应该针对每一种作物（但不是针对每一个品种）制订灌溉用水定额。地域也是一个基本因素，因为各地的降水条件不同、水资源基本条件也不同，而且无法改变。硬影响因素和软影响因素一般是可以选择、可以改变的影响因素，它们的区别并不在于影响程度的大小。改变硬影响因素需要较大的投入，改变软影响因素一般不需要投入，或虽需一定投入但用水户能够自行解决。例如灌溉方式在很大程度上影响灌溉用水量，但如果为各种灌溉方式分别制定灌溉用水定额，实际上和促进节水的目的相悖。另一方面，发展节水灌溉需要投入，不可能一蹴而就，因此也不能无视各种灌溉方式的存在，故把灌溉方式列为硬性影响因素，通过调节系数适当考虑其影响。管理水平同样影响灌溉用水量，但改善管理的投入不大，而且管理水平上也不应该有大的差异，故列入软影响因素，即在统一的管理水平上考虑其影响。
（1）基本因素
作物种类农产品是农业活动的产物，为了得到某种农产品人们进行某种特定的农业活动。农产品的这种客观地位以及不同作物有不同作物需水量，决定了作物种类是制定灌溉用水定额的基本因素。尽管因为某种原因可以放弃种植某种作物而改种其他作物，但只要对这种作物的需求存在，就应该为它制订灌溉用水定额。考虑到作物种类多，建议首先选择播种面积大的作物制订灌溉用水定额，其他作物可以参照执行。
地域是制定灌溉用水定额的另一个基本因素，但地域的情况较为复杂。一般而言，省的范围太大，制订的灌溉用水定额难以具有普遍性；用水农户的生产规模又太小，为不同用水农户制订不同的灌溉用水定额是不现实的；笔者认为县的范围较为合适，尽管县域内降水量、水资源基本条件仍有差异，但编制工作和监督工作可以依托水利局，较为理想。县域内自然条件等差异过大时，也可以进一步细化地域因素。
（2）硬影响因素水资源条件
水资源基本条件具有不可选择的特点，但水资源利用条件又具有可以改善的一面，例如通过发展节水灌溉在一定程度上提高水资源承载能力等。节水需要一定的投入，也有一定的经济效益，不同地区、不同条件下的投入和效益是不同的。水资源紧缺但经济条件较好地区可以采用较低的灌溉用水定额，以利于现状农业用水适当转移到用水效益高的行业和部门；相反，水资源丰富但经济条件差的地区可以在一定时期内采用较高的灌溉用水定额，逐步提高水资源利用效率和利用效益，以减轻当前发展农业的经济压力。
现状灌溉方式各种灌溉方式的灌溉水利用率是不同的，目前全国仍以灌溉水利用率低的土渠输水灌溉方式为主，在近期内全部改造为管道输水灌溉或喷灌、微灌既不可能，也不必要。但是在水资源短缺地区又要因地制宜地发展节水灌溉，故在制定灌溉用水定额时应以现状灌溉方式作为硬影响因素予以考虑，同时又要视需要和可能，适度超前，制定有利于引导节水灌溉健康发展的用水定额。
灌区规模和水源类型尽管灌区规模无法任意选择，具有基本因素的属性，但如果合理确定灌溉用水定额的考核位置，灌区规模的影响可以降低和控制。井灌、渠灌也因考核位置到田间距离不同，在一定程度上影响灌溉用水量，但区别不应太大。综合以上分析，灌区规模和水源类型的影响应列入硬影响因素，以调整系数的方法予以适当考虑。
附加用水灌溉用水除在一定程度上满足作物需水外，有时还应考虑附加用水需求，例如耕地盐碱化或有盐碱化威胁时，需要定期增加灌溉水量淋洗盐分。故附加用水也作为硬影响因素予以考虑。
（3）软影响因素
灌区运行管理、农艺措施、作物品种、田间水土管理、传统灌溉习惯等也在一定程度上影响灌溉用水量，但是消除、控制这些影响一般不需要大的投入，同时也属于生产、管理的正常工作，故制订灌溉用水定额时要求把这些影响控制在统一且相对合理的范围内，不再单独考虑其影响。
3．有关灌溉用水定额几个概念的界定
（1）灌溉用水定额是净定额还是毛定额
如前所述，灌溉用水定额本质上是毛定额，它不是农业生产某一环节的用水标准，而是包括各个环节的用水标准。实际上制订生活用水定额时并不区分使用的是普通器具还是节水器具，也不区分通过水表的水是否重复使用；工业用水定额更明确指生产单位产品从水源地取的新水量。可见用水定额包容了用水的主要过程（即生产流程），制订灌溉用水定额应该遵循同样的原则。
（2）灌溉用水定额是综合定额还是单项定额
讨论灌溉用水定额是综合定额还是单项定额，应与实现农业用水总量控制的最终目标结合考虑，制订用水定额仅仅是提供一个科学依据。实现灌溉用水总量控制，除灌溉用水定额外，还取决于作物种植结构和灌溉规模。如果采用综合灌溉用水定额的概念，实际上在灌溉用水定额中包含了种植结构的影响，评价灌溉用水总量较为方便。但是，种植结构随着市场变化会不断调整，存在很大的不确定性，因此灌溉用水综合定额实难确定；另一方面，种植结构和灌溉规模互相影响，相关性很强，宜放在同一个层次上考虑。因此建议灌溉用水定额不采取综合定额的形式，还是以单项定额的形式编制为宜。
（3）灌溉用水定额是动态指标还是静态指标
在灌溉系统实际运行中，丰水年的灌溉定额小（一般减少灌溉次数），枯水年的灌溉定额大（一般增加灌溉次数），即实际灌溉定额随水文年的不同而变化。编制灌溉用水定额面临的问题则更为复杂，从灌溉需水的角度考虑，丰水年的灌溉用水定额可以减小，枯水年的灌溉用水定额应该加大；但从可供水量的角度考虑，丰水年灌溉用水定额可以上浮，枯水年灌溉用水定额只能下浮。相互矛盾的影响，使得灌溉用水定额作为动态指标相当困难。另一方面，灌溉用水定额的作用一是为科学分配水资源提供依据，二是在灌溉用水总量控制下合理确定种植结构和灌溉规模，它的实时性并不突出，因此原则上可以作为静态指标。静态指标的缺点可以通过定期（3～5年）修订灌溉用水定额（更直接原因是灌溉技术、农业技术的进步）或按照水文年适当浮动等办法弥补。因此，笔者认为灌溉用水定额原则上是一个多年平均意义上的静态指标。
（4）灌溉用水定额是否因灌溉设计保证率而异
灌溉设计保证率是灌溉系统规划设计的重要指标，灌溉设计保证率高，则设计灌溉定额大；灌溉设计保证率低，则设计灌溉定额小。如果把灌溉用水定额看成是衡量设计灌溉定额的标准，那么灌溉用水定额也应按灌溉设计保证率提出不同的数值。灌溉设计保证率又是计算可供水量的依据，灌溉设计保证率高，可供水量小；灌溉设计保证率低，可供水量大，又影响灌溉用水总量控制指标。由此可见，考虑灌溉设计保证率对灌溉用水定额和灌溉用水总量指标的影响，不仅使问题更加复杂，而且也使定额、指标的汇总、平衡失去了统一的基准。如果从科学分配水资源的目的出发，灌溉用水定额可以定位在“多年平均”的概念上，没有必要与灌溉设计保证率联系起来。但设计灌溉规模和依据灌溉用水总量指标、灌溉用水定额确定的灌溉规模可能有较大出入，这个问题的解决只能留待规划设计方法的改进和提高。
（5）考核灌溉用水定额的位置是渠首还是田间
灌溉用水定额本质上是毛定额，是包括作物种植各个环节的用水标准，但是从便于考核的要求考虑，考核位置又不宜统一定为渠首。根据目前灌溉管理的实际情况，建议井灌区以井为单位，灌溉用水定额核算到井口；渠灌区以斗渠为单位，灌溉用水定额核算到斗口。
4．关于编制灌溉用水定额方法的建议
制订生活用水定额、工业用水定额都高度重视实际用水过程的调查，其原因并非这些领域的试验资料不充分，理论分析方法不完备，而是基于用水定额是一个考核指标，只有符合当地的实际条件，才能顺利执行。同样原因，制订灌溉用水定额也应该把灌溉用水普查和典型抽样调查作为主要手段，并以当地现状调查资料作为分析和确定灌溉用水定额的基点。1980年以来全国粮食、蔬菜、水果总产量大幅度增加，但农田灌溉用水总量并没有增加。这个事实不但证实了节水灌溉技术的进步和普及，而且说明随着农业技术的进步，作物需水量和水分生产函数发生了很大变化，因此基于过去的灌溉试验资料分析计算灌溉用水定额，难免有很大的局限性。另一方面，随着水资源的日益短缺，不少地区的实际净灌溉水量已经明显低于传统的作物需水量，而且由于抗逆品种的推广，提高了降水实际利用率，由于覆盖技术的推广以及不少地区减少灌水次数，降低了棵间蒸发等等，这些因素目前尚难以用普遍适用的定量关系描述。再者，全国符合《节水灌溉技术规范》要求的节水灌溉面积已达2.5亿亩，占有效灌溉面积31%，这个比例在北方缺水省市更高些。其中不乏措施配套、管理科学、节水增产效益显著的工程，它们提供的灌溉用水实践符合科学、合理、先进的要求，不但应该学，而且学得了，具有可比性。总之，尽管灌溉用水有长期的试验资料，有《节水灌溉技术规范》等作为计算依据，但仍应高度重视现状用水情况调查，并把它作为制订灌溉用水定额的出发点，否则难免脱离实际。
5．灌溉用水总量和用水定额的关系
关键词：季节性缺水节水灌溉制度设计
前言
在节水农业的迅速发展中，节水灌溉制度的优化设计越来越引起重视。但长期以来，节水灌溉制度没有完善的设计方法，虽然国内外专家提出了一些基本理论，但实践中仍然按照充分灌溉理论，基本沿用常规灌溉的设计方法，这和实际情况不符。依托863课题“南方季节性缺水灌区节水农业综合技术体系集成与示范”四川简阳示范点，本文在总结示范点采用的农业综合节水灌溉技术及试验数据的基础上，以非充分灌溉理论和调亏灌水技术为指导，提出了可供实际应用的节水灌溉制度设计方法。
1四川简阳“863”节水农业示范基地农业综合节水技术
我国南方地区年降雨量丰富，但时空分布不均，近年来季节性干旱较为严重。以四川为例，四川东部丘陵区的季节性干旱就非常严重，很多地区常常是春旱、夏旱连伏旱且十年九旱。随着水资源的日益匮乏、灌溉水成本逐渐提高的影响,节水灌溉、科学灌溉的呼声越来越高，特别是农业产业化及高科技农业的规模不断扩大,对灌溉用水进行科学管理的市场需求也越来越大。四川简阳“863”节水示范区针对我国南方地区季节性干旱的特点，通过建立农业用水基本信息数据库、灌溉水量监测与农业用水监测系统、动态配水模型，科学合理地对灌区灌溉用水进行了管理。
灌溉制度设计是灌溉工程设计的核心内容，节水措施是节水灌溉制度设计的基础。依据地形、地貌、农业气候等特点结合现有水利设施，该示范区集成与展示有十项农业综合节水技术，如下：
（1）水稻综合节水灌溉技术
（2）玉米、红苕综合节水灌溉技术
（3）小麦、油菜综合节水灌溉技术
（4）果树综合节水灌溉技术
（5）渠道、塘堰防渗堵漏综合节水技术
（6）坡面集雨节灌综合节水技术
（7）喷、微灌综合节水灌溉技术
（8）沱江提灌站、万古水库与仙女滩石河堰联合调配技术
（9）小水利工程（库塘堰站池井）联合运行模式
（10）降雨、地表水、地下水、土壤水四水联动调配技术
2节水灌溉制度设计方法
2.1灌溉制度设计原则
示范区所在地四川简阳属川中丘陵区，旱作物生长期内土壤水分多数时间处于适宜土壤水分的中或下限，不少时间低于下限，作物或多或少地受到土壤水分胁迫。以往的灌溉制度设计基本上是按照充分灌溉理论（满足作物全生育期内潜在蒸发蒸腾需水量，作物全生育期土壤水分在适宜水分的上、下限之间）设计的，这和实际情况不符。计算出的灌溉定额比当地高产年份实际采用的灌溉定额要高，而且高的幅度较大。
该示范区灌溉制度设计是根据实际情况，采用上述十项农业综合节水灌溉技术，着力于提高示范区水的有效利用率和作物水分利用效率，在非充分灌溉理论和调亏灌水技术指导下进行的。计算时采用了一些近年国内外研究成果，受旱胁迫减产率小于5%。
2.1.1旱作物需水量计算公式
在非充分灌溉条件下，旱作物需水量计算可采用Jensen对数公式：
（1）
（2）
式中：为土壤水分胁迫修正系数；为相对有效含水率，，其中为根系活动层的平均土壤含水率，为凋萎系数，为田间持水率。
根据对四川省农田水分盈亏的研究，为了保证胁迫减产率小于5%，根活动层的平均土壤含水率在作物生长敏感期（关键期）应保持在适宜土壤含水率下限以上，在其余生育期可低于适宜土壤含水率下限0.82以上（轻度缺水，轻微度受旱）。
2.1.2计算方法
在节水灌溉制度设计中，有两种计算方法：一种是参数修正法，即对农田水分平衡方程中的计算参数按相应节水灌溉技术要求进行修正。这种方法可以计算出灌水时间、灌水定额、灌溉定额等节水灌溉制度的全部数据。这种方法较为复杂，适合于灌溉管理、大、中水利工程节水规划设计。另一种是综合修正法，这种方法直接对常规灌溉制度计算的灌溉定额结果进行打折修正，得出节水灌溉定额，但无法获得节水灌溉制度的其它指标。这种方法较为简单，适合于水资源平衡计算，小型水利工程节水规划设计，目前许多节水规划是采用这种方法计算的。这里采用参数修正法为主综合修正法为辅的计算方法。
2.1.3种植结构调整
由于示范区均为提水灌区，特别是沱江灌区，提水扬程较高，渠道较长，灌溉供水成本较高，不适合进一步发展高耗水作物。根据现有情况，对水稻面积进行了控制。
2.1.4节水措施
水稻：四川、贵州等南方季节性缺水灌区，一般属中、小型灌区。渠道和泵站的运行都是间断性的。除冬水田、冲、槽田外，水稻“浅、湿、薄、晒”灌水技术并不适合这些地区。浅灌中（深）蓄灌水技术有利于节水(10～20%)和蓄雨(增加蓄雨5～30%)，已为当地农民普遍采用，是一种常规的灌水技术。该示范区主要采用的节水技术有旱育秧技术、塑料薄膜、秸秆覆盖技术和“强化大三围”栽培技术等，这些技术主要是通过减少泡田水量、减少棵间蒸发、减少渗漏量达到省水的目的。
旱作物综合节水灌溉技术构成比水稻复杂，一般都是几种节水灌溉技术一起采用,种子包衣技术、控制性灌水、秸秆覆盖等，这些技术主要是通过促进种子及根系生长能力、减少棵间蒸发、抑制植株无效蒸发、多蓄雨水来达到节水的目的。
果树综合节水灌溉技术主要由优质苗木靠接技术、关键期水肥结合沟（点）灌技术、抗旱剂喷施技术和棵间覆盖（秸秆、种壳、杂草、肥料等有机混合物覆盖）技术组成。
2.2节水灌溉制度设计参数
2.2.1水稻
根据参数修正法和节水灌溉制度设计要求，分秸秆覆盖和薄膜覆盖两种情况对水稻节水灌溉制度计算参数如作物系数、初始水层、降雨深蓄限、适宜灌溉水层上限、适宜灌溉水层下限等作调整。
2.2.2旱作物
根据参数修正法和节水灌溉制度设计要求，对旱作物节水灌溉制度计算参数土壤适宜水分上、下限作调整。
3四川简阳“863”节水农业示范区节水灌溉制度设计成果
采用上述方法，编制计算软件，对示范区主要作物以旬为单位进行了长系列（1960-2000年）的节水灌溉制度计算。水稻节水灌溉定额是将秸秆覆盖、薄膜覆盖以及旱育秧的节水原理进行分解，然后分别对水量平衡方程的参数作相应的修正，计算出秸秆覆盖、薄膜覆盖的单项灌溉定额，再结合各自的使用面积综合而成。旱作物及果树节水灌溉单项定额是在考虑土壤水分胁迫和非关键期限制性灌溉的基础上，按水量平衡方程及农田水分调蓄计算得出的结果，再用其它不同节水措施的节水效果和实施面积计算得出的加权综合节水比例进行修正后得出。在此基础上，根据示范区节水与常规灌溉面积比例，加权平均得到主要作物的综合净灌溉定额。再根据各种作物的面积加权平均得到示范区田综合净灌溉定额、土综合净灌溉定额以及田土综合净灌溉定额。同时，对各种作物的净灌溉定额以及综合净灌溉定额作了排频分析，得到了75%典型年的净灌溉定额供水资源平衡分析采用。其中，示范区水稻节水灌溉制度设计成果见表1、表2、表3、表4、表5，旱作物及果树的灌溉制度设计及计算软件等成果略，有兴趣的读者可向作者索取。
表1示范区水稻节水灌溉技术节水效果表
采用技术
减少泡田水量
减少需水量
减少渗漏量
综合节水
实施面积
旱育秧技术
35～45%
15～30%
85～95%
40～65%
30%
秸秆覆盖技术
/
15～25%
20～35%
15～30%
15%
薄膜覆盖及“强化大三围”技术
20～35%
30～50%
50～65%