农业灌溉工程取用水及水平衡分析技术要点.需要修改部分

农业灌溉工程取用水及水平衡分析 技术要点 中国灌溉排水发展中心 2014年12月 目    录 四、农业灌溉工程水资源论证的背景情况    12 五、农业灌溉工程水资源论证现状    14 六、农业灌溉工程水资源论证的主要内容    17 七、农业灌溉工程取用水合理性分析    19 八、水资源平衡分析技术方法    27 九、总结    40 四、农业灌溉工程水资源论证的背景情况 我国是传统的农业灌溉国家，灌溉对发展农业生产、保障粮食安全起着不可替代的基础支撑作用，而农业灌溉工程是灌溉发挥作用不可缺少的载体。至2012年底，我国灌溉面积10.17亿亩，其中耕地（农田有效）灌溉面积达9.37亿亩，仅占耕地面积18.26亿亩的51.3%，全国不同规模的灌溉工程有一半存在基础设施不配套、工程老化失修等问，不能正常发挥功能，因此，迫切需要在分析水资源合理配置和高效利用条件下，完善和节水改造农业灌溉工程。我国水资源严重短缺，水资源供需矛盾突出。农业是用水大户，近几年全国农业用水量约占用水总量的62%，但农业用水效率并不高。我国未来用水总量虽呈增加趋势，但灌溉用水量增加空间有限，必须大力发展农业节水，缓解水资源供需矛盾。 我国人口众多，对粮食的需求量持续增长，粮食安全的基础比较脆弱。粮食安全始终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。随着人口增长和人民生活水平提高，要实现我国粮食自给率稳定在95%，需要生产足够的粮食，解决吃饭问题。而农业灌溉工程的发展是粮食生产的保障，因此，迫切需要加快农田灌溉的发展、有效发挥现有灌溉工程的作用。受水土资源的约束，增加粮食生产能力将主要通过在农业用水量基本稳定的同时在适宜地区适度发展灌溉面积、灌溉工程的配套与节水改造、提高灌溉保证率等措施来解决。 我国《水法》关于水资源配置和节约使用明确指出“按照水资源供需协调、综合平衡”的原则制定发展规划，“国民经济和社会发展规划以及城市总体规划的编制、重大建设项目的布局，应当与当地水资源条件和防洪要求相适应，并进行科学论证；在水资源不足的地区，应当对城市规模和建设耗水量大的工业、农业和服务业项目加以限制。”，“国家对用水实行总量控制和定额管理相结合的制度”、“直接从江河、湖泊或者地下取用水资源的单位和个人，应当按照国家取水许可制度和水资源有偿使用制度的规定，向水行政主管部门或者流域管理机构申请领取取水许可证，并缴纳水资源费，取得取水权。”，“应当推行节水灌溉方式和节水技术，对农业蓄水、输水工程采取必要的防渗漏措施，提高农业用水效率。”，“新建、扩建、改建建设项目，应当制订节水措施，配套建设节水设施。”。 2011年中央一号文件《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》（中发〔2011〕1号）和2012年国务院《关于实行最严格水资源的意见》（国发〔2012〕3号），对实行最严格水资源管理制度做出全面部署和具体安排，提出“加强相关规划和项目建设布局水资源论证工作”、“严格执行建设项目水资源论证制度”、“严格控制流域和区域取用水总量”、“加强用水定额和计划管理”，确立了水资源管理“三条红线”——水资源开发利用控制（用水总量控制）红线、用水效率控制红线、水功能区限制纳污红线。国务院印发的《国家农业节水纲要（2012—2020年）》（国办发〔2012〕55号）指出“各地区要实行最严格水资源管理制度，加强水资源论证和取水许可管理”。 党的十八大的召开为水利改革进一步发展指明了方向，进一步凸显了水利的战略地位，必须切实按照科学发展观的要求，对水资源进行合理开发、优化配置、全面节约、有效保护和科学管理，着力增强水资源合理调配与高效利用能力，实现从供水管理向需水管理转变，构建民生水利发展格局。在用水总量控制上，要以水定需、量水而行、因水制宜；在用水效率控制上，要建立健全用水定额指标体系，实施计划用水管理，进一步落实水资源论证等，以此加快落实最严格水资源管理制度。 五、农业灌溉工程水资源论证现状 按照《建设项目水资源论证管理办法》的要求，对新建、改建、扩建的建设项目要求开展水资源论证工作，目的是为了更好地管理日益紧缺的水资源，促进水资源的合理开发、优化配置、高效利用和有效保护。 现阶段，对工业、生活用水开展水资源论证做得多，对农业灌溉工程做得很少。全国在农业灌溉工程上，新建的工程很少，主要是改、扩建农业灌溉工程。我国各类灌溉工程数量众多，大多建于上世纪50～70年代，由于当时的工程和建设标准较低，以及维护管理不善，现大多存在基础设施不配套、工程设施老化失修等问题，不能正常发挥功能，亟需节水改造。随着我国经济实力的增强，国家对水利高度重视，水利投入大幅增加，各类农业灌溉工程建设、改造项目逐年增多。目前，在农业灌溉工程建设上，主要是大中型灌区的续建配套与节水改造，但在灌区的节水改造规划和建设中，并没有对灌区的水资源开展专项论证工作。农业灌溉工程的节水改造项目一般都只是在相应的续建配套与节水规划报告中开展灌区水量供需平衡分析计算，水源取水量、用水量和节水量计算，以及水资源开发利用情况等，但对灌溉工程取用水合理性以及其它有关水资源论证的内容并不进行分析。主要原因可能是：一是农业灌溉工程有其自身的特殊性，不同于其它工业、生活等用水，农业灌溉工程可利用的数据资料少（特别是地下水）、工程类型多、范围广、项目内容复杂、采取的节水措施多、论证分析困难；二是现有灌区的建设年代绝大多数早于取水许可制度的实施时间，国家均认可其拥有取水许可和相应的取水量，现有农业灌溉工程的一个特点就是都有取水许可，这是灌区管理单位自己的资源，在开展节水改造时不需要重新开展水资源论证和取水许可审批，灌区单位也不希望把节下来的水资源从已有的许可中扣掉，仍然要把节下来的水保留在许可中，保护灌区自身已有的权益；三是在后续的节水改造项目中，由于历史许可取水的原因，以及节水改造项目的内容主要是在灌区内部开展节水改造工作，且主要是恢复因水源来水减少和工程老化破损等导致已缩减了的灌溉面积；四是灌区续建配套与节水改造项目开始于1998年，早于2005年颁布的《建设项目水资源论证导则（试行）》，在实际工作中节水改造项目一直延续自身的要求，没有与导则相结合、没有按导则的新要求实施。因此，目前对灌区的续建配套与节水改造项目没有规定需要开展专项水资源论证工作，但对于新建的灌溉工程均需要按照《建设项目水资源论证管理办法》的要求开展项目的水资源论证工作。 在灌区续建配套与节水改造项目中，因地区差异、水源工程类型及其取水方式不同、工程类型千差万别、数据资料有无及可利用程度充分与否等，各灌区节水改造项目有关水平衡分析的内容详粗程度不等，差别很大，而且为了能够争取列入项目计划，在节水效果计算分析上往往较易高估，导致后续供水出现缺口；在工程改造完成后，也很少组织开展监测或后评估，不能很好地评价节水改造项目的水资源利用和管理效果。 为加强水资源管理，我国出台了水资源管理政策，实行了最严格水资源管理制度，对包括农业用水在内的各类用水实行总量控制和定额管理，以提高水资源利用效率和效益。当前，由于我国的水利基础设施不配套、工程老化失修等问题，以及水资源日益紧缺等因素，为保障粮食安全，同时为控制未来灌溉总用水量保持稳定、没有大幅增长，迫切需要在水资源合理配置和高效利用条件下，发展农业灌溉工程。 对现有农业灌溉工程的节水改造是一项长期的基础性工作，同时落实最严格水资源管理制度也是一项坚持不懈的工作。对现有灌溉工程的配套完善和节水改造，必须按照“以水定需、量水而行、因水制宜”的原则，要符合当地的水资源综合规划、区域节水型社会建设的要求和节水政策等；同时为确保一定水平的用水效率，对灌溉用水需要保证相应的用水水平。因此，对现有灌溉工程的节水改造，必须在实行最严格水资源管理制度的要求下，复核灌溉工程原有的历史取用水，并结合当前的水资源规划和灌溉工程未来的发展规划要求，在延续历史许可的基础上，开展符合当前和未来灌溉工程发展的取用水合理性及供需水平衡分析等水资源论证工作，减少节水改造项目的盲目性、保证项目的合理性和水资源的可持续性。 六、农业灌溉工程水资源论证的主要内容 根据《建设项目水资源论证导则》(SL322-2013)，建设项目的水资源论证主要内容包括：水资源及其开发利用状况分析、取用水合理性分析、取水水源论证、取水影响及退水影响论证、水资源保护措施等。 对于新建的农业灌溉工程，则完全按照导则的要求和程序开展水资源论证。而对于现有农业灌溉工程节水改造的改建、扩建，一是由于是在已有灌溉工程的基础上开展节水改造，现有灌溉工程的水源位置、类型等一般不会改变，考虑到已有的取水许可和节水的要求，其取水量一般只会少于而不会多于历史许可的取水量；二是灌区灌溉控制范围作为一个整体，从建成到现在已运行数十年，就目前而言，取水及退水已形成一种自然常态，且因水资源短缺，大多数灌溉工程退水极少或不存在退水或退水水质基本未被污染，加上取水量一般维持稳定，节水改造是在灌区整体的内部进行，因此在实施节水改造前后，取水和退水对周边的影响一般也将不会有大的变化；三是节水改造主要通过改善输水和用水途径达到节水的目的，以节水的要求提高水的利用效率，从而达到水资源的高效利用。因此，农业灌溉工程水资源论证的主要内容侧重于在原有灌溉历史基础上结合目前水资源规划和管理要求对其取用水合理性进行复核论证，以及节水改造后的供需水平衡分析。 1、论证工作等级 在开展论证前，首先确定论证工作的等级，对于农业灌溉工程根据水源类型、指标数据按下表确定分类等级，并由分类等级的最高级别确定工作等级。对于水资源丰沛地区的中小型农田灌溉、有少量人畜饮水的建设项目，其工作等级可降低一级（最低为三级）。 分类 分类指标 分类等级 一级 二级 三级 地表水取水 开发利用程度(%) ≥30 30～10 ≤10 农业用水水量(m3/s) ≥20 20～3 ≤3 灌区(万亩) 大型(≥30) 中型(30～1) 小型(≤1) 取水水源个数或类型 ≥3 2 1 地下水取水 开发利用程度(%) ≥70 70～50 ≤50 农业用水水量(万m3/d) ≥10 10～2 ≤2 供水水文地址条件 复杂 中等 简单           2、论证范围 水资源论证范围包括水资源及其开发利用状况分析范围、取水水源论证范围、取水影响和退水影响范围。分析范围一般覆盖取水水源论证范围、取水影响和退水影响范围。对于农业灌溉工程而言，根据来水和用水数据、灌溉控制范围，结合考虑流域与行政区域水资源管理要求，确定分析范围；根据水文站网分布和水文资料、水源来水情况等，便于水量平衡分析和取水可靠性论证来确定地表水取水水源论证范围；根据取水直接影响的水域、其他用水户和供水工程的供水范围确定取水影响范围；对于存在大量退水的农业灌溉工程应根据灌溉区域内对农作物施用农药化肥引起的污染随排水排出灌溉区域而影响到的范围来确定退水影响范围。 由于农业灌溉工程已运行多年，节水改造工作是在灌溉工程整体范围内实施，论证范围的确定在一定意义上也是对现有灌溉工程范围的一种复核。 七、农业灌溉工程取用水合理性分析 一般，建设项目的取用水合理性应从取水和用水两个方面进行分析，主要根据区域经济社会和水资源可持续发展的目标、需求，从宏观上分析项目的取用水合理性。取水合理性分析应根据所在区域的现状水资源开发利用背景，包括对水资源条件(水资源质量)、开发利用程度、区域用水水平等进行分析，并应符合国家产业政策，满足所在区域水资源分案、各项规划（水资源综合规划、有关专项规划等）和管理要求，符合国家和所在区域用水管理方面的有关规定，针对提出的取水方案，分析论证建设项目的取水合理性。用水合理性分析主要是通过建设项目用水过程、水平衡和用水指标分析，对建设项目用水水平进行评判，按照节水型社会建设的要求，分析建设项目的节水潜力，提出有针对性和可操作性的节水措施和建议。 建设项目取用水合理性分析，应根据业主提供的取用水方案，在建设项目所在区域水资源状况及其开发利用分析的基础上进行。其中取水方案包括水源及取水地点、取水方式、年取水总量、取水保证率、取水的年内分配以及取水水质要求等，用水方案包括用途、用水组成(生产、生活)、用水流程和水量平衡图，用水量和保证率要求，节水措施与节水量等。 在开展分析时，需充分利用已有的成果资料，收集农业灌溉工程所在区域已有的规划，特别是水资源开发利用规划、水资源配置或水量分配协议等是取水可行性分析的重要依据。目前可利用的相关规划有：全国、各流域、各省（市、地）的水中长期供求计划、水资源保护规划、水功能区划、城市供水水源规划、地下水开发利用规划、节水规划、水资源综合规划等。同时，应全面收集与水量分配、水生态环境保护以及节水有关的研究成果等。 在水资源论证中，建设项目所属行业不同，取用水合理性分析的方法也有所差别。对于农业灌溉工程，应重点分析用水的合理性。 （一）农业灌溉工程取水合理性分析 水资源是我国重要的自然资源和战略性的经济资源，建设项目取水合理性分析要体现国家和地方的产业政策，符合水资源规划、配置和管理要求，考虑所在区域的水资源条件、开发利用程度、区域用水水平，并与之相适应，符合国家、地方有关用水管理方面的规定。项目建设应有利于区域产业结构调整，有利于水资源的合理配置和高效(高效率、高效益)利用，有利于促进经济社会可持续发展。对于农业灌溉工程，应符合所在区域的节水型社会建设要求，分析项目取水与节水政策的符合性，论证水源配置的合理性。 1.产业政策 产业政策是遵照经济发展中资源配置结构优化的客观规律，依据国情及经济发展的阶段，以市场经济在国民经济的资源配置中起基础性作用为前提，由政府对国民经济的资源配置结构及其形成过程，进行科学、适度的引导和调控。产业政策具有“时间性”和“空间性”，有国家和地方不同层次的产业政策，同时在不同的发展阶段，产业政策也在不断调整。农业灌溉工程建设主要是解决区域内的农田灌溉缺水问题，是农村可持续发展的基础，与地方的农业发展和农业、农村、农民“三农”密切相关，并与国家的粮食安全密切相关，应属于国家和地方鼓励发展的产业。 我国水利类建设项目应符合国务院印发的《水利产业政策》(国发[1997]35号)和地方制定的水利产业政策实施方案。 2、水资源管理 水资源管理主要指国家和地方关于水功能区、地下水、用水管理和建设节水型社会等基本要求。要论证项目取水是否符合国家和地方在水资源开发利用方面的管理规定，是否满足水功能区管理要求。例如，我国一些地区的地下水特别是深层地下水严重超采，已造成地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质环境问题，国家和地方对地下水超采区(禁采区)都制定了较为严格的管理规定，限制或严禁开采地下水，论证工作中必须严格执行有关规定。要根据《关于实行最严格水资源管理制度的意见》、《国家农业节水纲要》等要求，大力推行农业节水技术，将农业粗放型用水向节水型转变。 3、水资源规划和配置 对于流域或区域性的开发、利用、节约、保护水资源和防治水害，一般按照流域、区域统一制定规划。建设项目取水必须符合已制定的水资源规划、水资源配置和水量分配方案或协议的要求。目前与建设项目取用水相关的规划有：水资源综合规划、水资源专项规划、水中长期供求计划、水量分配方案或协议等。 农业灌溉工程建设项目取用水要符合流域和区域水资源综合规划、有关专业规划的要求。应充分考虑建设项目所在区域的水资源、条件，在缺水地区要发展节水灌溉和高效农业，限制高耗水农业灌溉，在水资源丰沛的南方地区，要考虑污染问题。应以水资源合理利用和高效利用为目标，调整用水结构，促进水资源的优化配置，以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展。 农业灌溉工程建设项目的取水也要根据流域或区域水资源规划、水中长期供求计划等，在本流域、本地区在未来不同水平年内规划的用水量、农业的规划用水量等，分析水资源配置的可行性和取水的合理性。 4、灌溉水质标准要求 以地面水、地下水或处理后的城市污水与工业废水作为灌溉水源时，其水质均应符合现行国家标准《农田灌溉水质标准》（GB5084）的规定。 灌区内外农田、城镇及工矿企业排水入灌排渠沟的地面水和污水水质必须符合现行国家标准《地面水环境质量标准》（GB3838）和《污水综合排放标准》（GB8978）的规定；回灌地下水的水质除应符合上述规定外，尚应符合现行国家标准《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）的规定。 （二）农业灌溉工程用水合理性分析 农业灌溉工程或灌区建设项目的用水主要包括农田灌溉用水、农村居民生活用水和牲畜用水等，有的可能还有部分工业用水和城市生活用水。农业灌溉用水指为满足作物（包括种植业、林业和牧业）生育期内总的需水要求，除去天然降水供给部分水量外，通过各种水利设施输送给农田、林地、牧地的水量。它与灌溉面积、作物布局、作物类型、种植时间、生育期间、需水时间、土壤性质、灌溉方式、输水损失、降雨的有效利用以及管理水平等密切相关。农业用水的合理性分析主要是根据水资源条件分析论证农业灌溉工程项目取水量的合理性，包括灌溉制度选择、渠系水利用系数和灌溉水利用系数（或田间水利用系数）设计的合理性。灌溉制度应根据当地种植作物及其灌溉面积、灌水方式、灌溉设计保证率等进行设计和选择，具体可参照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288）等进行确定。目前，各省（区）一般都编制了区域内主要作物的用水定额或灌溉定额，可以直接引用。 1、计算指标 (1)灌水定额。灌水定额指单位灌溉面积上一次灌水的灌水量。 m = W/A 式中：m 为灌水定额，m3/hm2；W 为一次灌水的灌水量，m3；A 为灌溉面积，hm2。 (2)灌溉定额。灌溉定额指农作物在播前或插前及全生育期内各次灌水定额之和。 式中：M 为灌溉定额，m3/hm2；mi 为第i次灌水定额，m3/hm2。 (3)渠系水利用系数和灌溉水利用系数。 渠系水利用系数指渠系输出水量与输入水量的比值，也等于渠系内各级渠道的渠道水利用系数的乘积。可根据各个灌溉工程的实际选用合适的方法确定水利用系数。 渠系水利用系数一般可采用首尾测算分析法计算，即直接测量统计从水源引入（取用）的毛灌溉用水总量，并测量统计在末级渠道出口灌入田间的灌溉用水总量，进入田间的灌溉用水总量与水源引取的毛灌溉用水总量的比值即为渠系水利用系数。 式中：ηs为渠系水利用系数；Wa为水源引入（取用）的毛灌溉用水总量，m3；Wf为灌入田间的灌溉用水总量，m3。 在掌握各级渠道的渠道水利用系数基础上，渠系水利用系数也可采用下式计算，当干渠、支渠、斗渠、末级固定渠道不止一条时，渠道水利用系数指该级渠道的加权平均值。 式中：ηs为渠系水利用系数；ηm为干渠渠道水利用系数；ηb为支渠渠道水利用系数；ηd为斗渠渠道水利用系数；ηl为末级渠道（农渠和毛渠）渠道水利用系数。 灌溉水利用系数是指某一时期灌入田间可被作物利用的水量与水源引取的灌溉取水总量的比值，它反映全灌溉区域内渠系输水和田间用水状况，是衡量从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉水利用程度的重要指标，能综合反映灌溉区域灌溉工程状况、用水管理水平、灌溉技术水平。灌溉水利用系数可采用首尾测算分析法计算，即直接测量统计从水源引入（取用）的毛灌溉用水总量，并通过观测得到田间实际净灌溉用水总量，田间实际净灌溉用水总量与毛灌溉用水总量的比值即为灌溉水利用系数。 式中：ηw为渠系水利用系数；Wa为毛灌溉用水总量，m3；Wj为净灌溉用水总量，m3。 为了能够反映灌溉区域灌溉水利用状况的整体情况，一般以年作为计算时段，通过统计灌区年毛灌溉用水总量、各种作物的实灌面积，根据计算分析、典型调查与观测确定各种作物的实际净灌溉定额，以作物净灌溉定额近似替代该种作物的亩均净灌溉用水量，与该种作物实灌面积相乘得到该种作物的净灌溉用水量，统计各种作物净灌溉用水量的总和即为灌区的净灌溉用水总量，与年毛灌溉用水总量之比即为灌溉水利用系数。 (4)田间水利用系数。田间水利用系数指储存在田间主要土壤根系层的水量和灌入田间的水量之比。可通过田间试验和观测等方法确定储存在田间土壤根系层的水量和灌入田间的水量。 式中： ηf 为田间水利用系数； Ws 为田间灌水后储存在土壤根系层中的水量，m3；Wf 为灌入田间的水量，m3。 通过相关指标的计算或获取，可计算水平年的灌溉需水量，根据灌溉工程水源的可供水量，分析灌溉用水的合理性。 2、节水措施 农业灌溉工程的节水措施有工程节水措施和非工程节水措施。工程节水措施主要有因地制宜发展管道输水、渠道防渗、喷灌、微灌、水稻浅湿灌、改进沟畦田灌、膜上灌等，目的是减少不必要的输水损失和田间用水损失，可根据相应的发展规划和规范要求进行分析。非工程节水措施包括管理措施、农艺措施，以及作物种植结构、种植方式、作物种类的调整等。 八、水资源平衡分析技术方法 水资源平衡分析是水资源管理的基础，平衡分析工作应在节流优先、多渠道开源的基础上，统筹安排生产、生活、生态环境用水，做到客观、科学、系统、实用。水平衡预测分析应以调查、收集、整理和分析已有资料为主，通过水平衡分析，预测农业灌溉工程不同水平年的需水量及可供水量；并且按优化配置原则，进行水量供需平衡分析，从水资源角度论证灌溉工程发展潜力。在开展农业灌溉工程水资源预测分析工作时，可参照《水资源供需预测分析技术规范》（SL429 -2008）等相关资料中有关内容和要求进行分析。 （一）灌溉工程水平年的确定 在开展农业灌溉工程水资源平衡分析时，需要确定分析的年份。水平年包括现状水平年（规划的基准年）及规划水平年（规划的目标年份）。现状水平年是指现状统计数据采用的基准年，未来的规划预测分析等都是以现状水平年为基础，应尽可能采用最能真实反映工程现状的年份；规划水平年是指实现规划目标的年份，规划水平年的确定一般应与国家经济发展规划水平相一致。 设计水平年是指在进行工程设计、选择工程规模时，根据有关规程要求在工程完工后效益发挥达到某个发展水平的年份。 设计灌溉保证率，可根据灌溉工程、水资源量、种植作物等，按《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288）规定进行确定。以旱作物为主的干旱地区或水资源紧缺地区，设计灌溉保证率一般取50～75%；以水稻为主的湿润地区或水资源丰富地区，一般取85～95%。 （二）应收集相关资料 1、有关土地利用规划的资料 在开展灌溉区域水资源平衡分析时，首先应收集当地政府部门国民经济发展规划等资料，分析国民经济规划对农业灌溉工程控制区域内的土地利用的影响，预测规划水平年区域内耕地面积变化趋势。例如分析交通建设、小城镇发展占用耕地面积、灌溉面积等，为进行水资源平衡分析，论证农业灌溉发展规模提供依据。 2、国民经济发展预测资料 应综合考虑灌溉区域内国民经济各部门的（工业、农业、城市、生态环境等）发展对水资源的需求，使有限的水资源供给能最大限度地保障国民经济各部门平衡协调发展。国民经济预测的目的就是为规划灌区水资源在国民经济各部门的合理分配提供依据。国民经济预测的内容主要是与灌溉区域内水资源需求有关的各项社会经济指标。 灌溉区域国民经济发展预测，宜尽量遵循或采用当地政府综合部门已经制定的国民经济发展规划成果。 （1）灌溉区域农业种植结构规划 不同的种植结构，对应有不同的农业灌溉需水量。制定种植结构规划，可为预测规划水平年农业灌溉需水量，优化配置水资源提供依据。 种植结构规划应注意以下几点： 1）尽量参考、采用农业部门或宏观管理部门（如政府、发改委等）已有的农业种植结构规划成果； 2）充分考虑区域内水资源条件，积极推行节水型农业生产布局和作物种植结构； 3）尽量按照政策要求推行现代农业，以利于增加农民收入，提高灌溉工程总体经济效益。 根据种植结构的规划，列出水平年主要作物的种植面积。 （2）社会经济发展指标预测 除农业灌溉需水外，还有其它一些与灌溉供水有关的社会经济指标，主要有：人口、工业结构及产值、生态环境用水等。 1）人口增长预测 对于城镇人口预测，既要考虑人口自然增长率，更需要考虑我国现行加快小城镇建设，提高城市化率的方针政策；对于农村人口预测，应考虑国家计划生育政策及居住人口等因素。 2）工业结构及产值预测 调查统计基准年工业企业类型及产值，根据有关部门宏观规划成果，预测规划水平年工业发展指标。 3）生态环境指标 综合灌溉区域内城（市）镇发展等专业规划成果，预测城（市）镇生态环境指标，为预测灌区内生态环境用水提供依据。 （三）灌溉工程需水量预测分析 在需水预测分析时，应根据灌溉工程发展、当地经济社会发展、节水发展的要求开展分析，分不同水平年型进行预测。采用灌溉区域现状调查的有关资料，分析计算现状水平年需水量；采用预测的规划水平年的有关资料，分析计算规划水平年需水量。同时，对同一水平年可区分不同的灌溉保证率（例如50%、75%、90%）预测农业灌溉需水量。农业灌溉工程需水量主要可分为以下几类：①农业灌溉需水量，②工业需水量，③农村人畜饮用水量，④城镇生活需水量，⑤生态环境用水量。 1、现状水平年用水指标统计分析及需水量分析 应统计分析现状水平年农业、工业、农村人畜饮用水、城市生活及生态环境等各项用水指标及用水量，现状水平年各项用水指标可通过对灌溉工程的现状调查分析求得。现状水平年的各项用水指标是计算现状水平年需水量的依据，也是分析规划水平年用水指标的依据。 现状水平年需水量计算方法与规划水平年用水指标及需水量分析计算方法相同。 2、规划水平年用水指标及需水量分析 规划水平年的各项用水指标可参照灌溉工程的发展、节水的发展、当地经济社会发展规划、产业规划、水资源规划等相关资料确定。需水量分析的计算方法应根据能够收集到的数据资料等具体情况相应地选用合适的计算方法，这里所列计算方法仅为比较常用的一种计算方法，可参考使用。 1）农业灌溉需水预测 可根据不同的灌溉保证率（50%、75%、90%）分别预测农业灌溉需水量。 （1）用水指标分析 对于规划水平年农业灌溉用水指标，应分析规划措施实施后的各项用水指标的变化趋势。具体如下： ①作物灌溉定额mi，应考虑灌溉区域内推行节水灌溉技术后对mi的影响。 ②灌溉水利用系数ηw。应根据灌溉区域实行渠道防渗、渠道及建筑物改造、田间工程改造等工程措施后的情况，确定合理的ηw。 ③农田冲沙、洗盐水量 。我国北方某些地区，群众在非灌溉期有引水冲沙、洗盐的需求，在计算农业灌溉需水量时，应将该部分水量计入。 （2)农业灌溉需水量 式中： ——规划水平年某频率（P）的农业灌溉需水量，m3； ——第i种作物规划种植面积，亩； ——第i种作物某频率（P）的净灌溉定额，m3/亩；可从灌溉制度设计成果获得； ηw ——灌溉水利用系数； ——农田冲沙、洗盐水量，m3。 2）工业需水量预测 灌溉区域内的工业年需水量WG可根据用水指标Wgi确定。 式中：WG——某工业企业的年用水量，m3； Gi——某工业企业的年产值，万元； Wgi——某工业企业的万元产值用水量，Wgi可通过收集产业规划的产值数值，或采用相应地区水资源规划综合成果，或通过实施调查统计求得，m3/万元。 3）城市（镇）生活用水及农村人牲畜年饮用水预测（WR） 城市（镇）生活及农村人牲畜年饮用水可采用日用水指标预测，即 式中：  WR——城市（镇）生活用水及农村人牲畜年饮用水量，万m3； ——城市（镇）、农村人口数值，万人； ——城市（镇）、农村人日均用水量，L/人.日； ——牲畜头数，万头； ——牲畜日用水指标，L/头.日。 4）生态环境用水预测 生态环境用水是指为维持灌溉区域内生态环境功能和进行生态环境建设所需要的水量。如维持水库下游河道最低流量要求，维持河道基流，保持河道内、外的生态需水要求，城市绿化、美化需水要求等，生态环境用水可视具体情况确定。 在分别按照不同的水平年及其不同的灌溉保证率条件下，对相应的各类需水进行预测分析计算后，可按下表汇总计算成果，据此可对比分析不同灌溉保证率下的灌溉工程区域内的总需水量。 需水量预测成果汇总表（万m3） 年 份 灌溉需水 工业 城镇 农村人畜 生态 合计 现状水平年 50%             75%             90%             规划水平年 50%             75%             90%                             （四）灌溉区域内可供水量分析 可供水资源量预测，应根据灌溉工程区域内现有水利设施及规划水平年计划兴建的水利设施情况，分类进行预测。农业灌溉的水源工程一般有：大、中型水库骨干水源工程，小型水库、塘堰等基础水利设施，河流（引水坝、泵站），机井、泉水等。 我国南方灌区，灌区供水水源往往是蓄、引、提结合，大、中、小并举。即灌区水源工程，除大、中型骨干水源工程（水库、引水河坝、提水泵站等）外，灌区内还建有大量中小型蓄引提水利设施，习惯上也称为基础水利设施，规划中，应充分考虑这些工程的性能和特点（如调蓄性能、供水时效性等），分别进行预测。 北方井渠结合灌区，应区别从水库供水、直接从大中型河流取水及从机井中提水等情形，分别进行预测。 对各类水源工程应调查统计其现状和特征参数，为灌溉区域内分区计算可供水资源量提供依据。对大中型骨干水源工程（大中型水库、泵站、引水闸坝），应分别统计其特征参数，并调查落实每处水源工程负责供水的渠道及灌溉范围；对分散于区域内的小型水利工程，以支渠渠道为统计单元，合并统计各渠道灌溉范围内的特征参数。 各类水源工程可供水量计算方法因所能够收集到的数据类型和掌握的程度而有所不同，可根据具体情况参考相关资料选用合适的方法。以下所列计算方法仅为一般的计算方法，可参考使用。 1、大中型水库可供水量计算 （1）有实测径流资料的水库，可直接采用入库径流系列资料。 （2）无径流资料，但有流域降雨量资料的，可采用月径流系数推求，即： 式中：Wi——第i时段入库径流，万m3； pi——第i时段流域平均雨量，mm； Ri——第i时段流域径流系数； A——水库集雨面积，km2。 2、小型水库可供水量分析 灌溉工程区域内小型水库及山塘是主要的基础水利设施，一般担任灌溉供水的基础，是灌区的主要水源之一。 小型水库一般缺乏实测降雨、径流资料，其入库径流系列，可采用临近骨干水库径流系列，按面积比推求。 式中：WXi、PXi、F1——小型水库第i时段产水量、降雨量及其集雨面积； WDi、PDi、F2——大型水库第i时段产水量、降雨量及其集雨面积。 3、山塘可供水量分析 山塘在南方地区广泛分布，是主要的灌溉水源，并与支、斗渠联结运行。对于数量众多的山塘，在分析时可采用其总的有效容积来计算。山塘的年产水量计算可采用“复蓄次数”法推算，即： Wt = K×Vt    式中：Wt——山塘年产水量，万m3； K——复蓄次数，与来水年型有关，可按各地特色和实际情况确定。例如：一般可在1～2间选定，或按来水频率选取：特丰年(P≤15%)K=2.0，丰水年（15%＜P≤25%）K=1.7，平水年（25%＜P≤50%)K=1.3，中旱年（50%＜P≤75%)K=1.0，干旱年（P＞75%）K=0.8，P为来水频率； Vt——山塘有效容积（兴利塘容），万m3。 山塘年来水在各月的分配可参照区域内水文站观测的降雨量各月占年雨量的比例分配。 对于引小溪径流灌田的小型河堰，可估算其年均引水量。 4、河流可供水量计算 对于直接从河流引水或提水的农业灌溉工程，如果是无调节能力的引水河坝，时段内河坝可供水量计算，既要考虑时段内河坝来水量约束，也需考虑取水口或泵站的取水能力约束。从大型河流（如黄河）取水，还要考虑流域管理机构对各河段水量分配的约束。河坝来水量采取引用系数法计算，计算公式如下： {   （取两者中的小值）  式中：Whi——第i时段引水河坝可供灌溉水量，万m3； ——第i时段河坝产水量，如无实测资料，可依照小型水库供水量分析方法推算； y——灌溉期河坝来水可引用系数，取0.5～0.7； Wki——第i时段引水河坝取水口可取水能力或泵站提水能力，或流域管理机构分配给灌区的水量。 5、泉、井来水量 灌溉区域内的山泉或机井来水量，可根据历年实际引提水记录及机井、泉水水源补给情况等因素分析求得。平原区在未实施渠道防渗等措施前，机井来水量一部分通过渠道渗漏补给，在实施节水改造后，机井来水量将会减少，论证时应考虑这一因素。 在对各水源在不同灌溉保证率下的可供水量进行分析计算后，可按下表汇总各灌溉保证率下不同水源可供水量计算成果，并可对比分析不同灌溉保证率的水源可供水能力。 各灌溉保证率下不同水源可供水量计算成果汇总表 水源类型 多年平均 50% 75% 90% 大中型水库         小型水库         塘堰         河流         泉井                   （五）灌溉区域水量平衡分析 水量平衡分析的目的，是在基本确定水平年的需水过程及来水过程的条件下，通过平衡分析，论证灌溉工程供水的保证程度，检验灌溉规模是否适当，为水资源的优化配置提供依据。 水量平衡分析应分别对现状水平年和规划水平年作水量平衡分析。采用灌区现状条件下需水量预测成果与可供水资源量分析成果，进行水量平衡计算，以便分析灌溉区域内渠系工程和水源工程现状条件下，能够达到的灌溉面积和灌溉保证率。采用规划水平年需水量预测成果及可供水资源量预测成果进行水量平衡分析，以便分析规划项目实施后的灌溉规模及可能达到的灌溉保证率。水量平衡分析应依据用水需求、节约水资源、保护环境和减少投入的原则进行多方案的分析、比较和综合，并应进行多次供需反馈和统筹协调平衡，合理调配水量，以满足各不同用水户对供水水量的需求和对供水水质的要求。 1、水量平衡一般性原则及方法 （1）具有骨干调节水源工程的大中型灌区，应采用长系列时历法，逐时段进行灌区水量供需平衡演算，以检验不同规划水平年灌区供水保证程度。 （2）根据灌区水源结构特点，制定灌区水量平衡计算原则，尽量考虑不同水源间的优化配置，提高灌区水资源的利用率；一般而言，灌区不同水源供水优先次序是：先用调节性能较差的水，再用调节性能较好的水；先用基础水利设施的水，再用骨干水源水；骨干水源与基础水利设施实行联合调度。 2、水量平衡计算分区及计算时段 按照水量平衡原则及灌溉工程区域内各种水源结构（大中型水库、泵站、引水闸坝、以支渠为统计单元的小型水利工程）及其灌溉范围，合理确定水量平衡计算分区，应注意分区内各种水源是否能够实现统一调配。 根据分区内水源结构及骨干水源调节性能，确定水量平衡计算时段及计算方法。一般而言，平衡区内有大中型年（季）调节水库，且能够获得长系列分时段的来、用水资料，应采用月（旬）为时段的长系列时历年法，逐时段进行平衡计算，以确定平衡区供水保证程度；如资料条件有限，也可采用典型年法，按历年综合灌溉用水量排频，选择丰、平、枯三个典型年作平衡计算。 在分区水量平衡计算成果的基础上，应根据全灌区主要水源的特点，综合分区水量平衡的成果，作全灌区水量平衡分析。 如灌溉工程控制区域规模不大，主要灌溉水源比较简单，基础水利设施分布比较均衡，则可不分区，只作整体水量平衡分析。 3、水量平衡结果分析 （1）供水破坏的标准 一般而言，当某一计算时段可供水资源量（Wg）小于该时段需水量（Wx），即Wg ＜ Wx时，则认为该时段供需不平衡，即供水破坏，一年中只要有一个时段破坏，则认为该年供水破坏。 （2）灌溉（供水）保证率P 对于采用时历年法作水量平衡分析的情况，灌溉（供水）保证率可用下式计算： M P =  ————% N+1 式中：N——水量平衡计算年数； M——计算期内供水未破坏的年数。 （3）破坏深度 在供水破坏标准中，一年中只要有一个时段Wg ＜ Wx，则认为该年度供水被破坏了。同时，有两种情况应予考虑：一是Wg小于Wx的幅度，二是一年中供水破坏的时段数。如果某年出现Wg略小于Wx且出现的时段数不多（1～2次），则可视为该年供水轻度破坏；如果某年出现Wg远小于Wx或Wg ＜ Wx出现的次数很多（大于2次），则可视为该年供水中度或深度破坏。 因此，评价灌溉供水保证率，除了依照采用时历年法计算供水保证率外，还应参考供水破坏年份的破坏深度。 根据灌溉工程区域内的有关土地规划成果，从可开发利用耕地资源角度分析灌溉面积（规模）恢复与发展潜力，必要时，可以调整设计灌溉范围（面积）。根据水量平衡分析结果，从可供灌溉水资源角度，分析在现状年基础上，恢复和发展灌溉面积的潜力，必要时，可以调整设计灌溉范围（面积）或作物种植结构，或采取更有效的节水措施、采用更高效的节水技术和设备等，或调整、优化和完善用水方案，通过比较和综合评价，选用最佳方案，减少总用水量，以适应水资源的可供能力。通过对灌溉工程控制区域内的水土资源平衡分析，最终确定规划水平年灌溉范围及设计灌溉面积。 九、总结 我国是一个农业灌溉大国，人口众多，粮食安全始终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。农业灌溉工程的发展是粮食生产的保障，而我国的水利基础设施存在不配套、工程老化失修等问题。我国水资源严重短缺，水资源供需矛盾突出，作为用水大户的农业，用水效率不高，节水潜力巨大。因此，为保障粮食安全，控制未来灌溉用水量基本保持稳定，迫切需要对水资源加强管理，实行最严格水资源管理制度，对农业用水实行总量控制和定额管理，提高水资源利用效率和效益；在水资源合理配置和高效利用条件下，发展农业灌溉工程。 我国不同规模的各类灌溉工程数量众多，大多建于30～40年前，由于当时的工程设计和建设标准较低，以及维护管理不善，现大多存在老化失修问题，不能正常发挥功能，亟需节水改造。随着我国经济实力的增强，国家对水利高度重视，水利投入大幅增加，包括农业灌溉工程节水改造在内的水利建设项目逐年增多，为了在实行最严格水资源管理制度的要求下，减少项目建设的盲目性、保证项目的合理性，迫切需要对灌溉工程改造项目开展水资源论证分析。 在对现有灌溉工程的完善和节水改造中，必须按照“以水定需、量水而行、因水制宜”的原则，符合当地的水资源综合规划、区域节水型社会建设的要求和节水政策等；同时为确保一定水平的用水效率，对灌溉用水需要保证相应的用水水平。因此，对现有灌溉工程的节水改造，必须在实行最严格水资源管理制度的要求下，开展取水的合理性分析、用水的合理性分析以及供需水平衡分析等水资源论证工作。 对新建、改建、扩建的建设项目开展水资源论证工作是为了更好地管理日益紧缺的水资源，促进水资源的合理开发、优化配置、高效利用和有效保护。我国的各类农业灌溉工程数量众多，工程完好程度不一，差异很大，目前在农业灌溉工程建设上，主要是大中型灌区的续建配套与节水改造，但在灌区的节水改造项目中，由于历史上的各种原因，并没有规定要求对灌区节水改造项目开展水资源专项论证工作，只是在相应的规划报告中开展灌区水量平衡分析计算。 为保障粮食安全，对现有农业灌溉工程的节水改造是一项长期的基础性工作，同时落实最严格水资源管理制度也是一项坚持不懈的工作，改造现有灌溉工程必须严格实施取用水合理性、水资源平衡论证分析，保证项目的合理性和水资源的可持续性。通过研究，掌握了全国农业灌溉工程的基本现状，以及水资源和农业用水状况；阐述了水资源论证的重要性，以及农业灌溉工程开展水资源论证的政策要求；分析了现有农业灌溉工程水资源论证的现状；研究分析了农业灌溉工程取用水合理性分析的要求，提出了相关用水指标及其计算方法；研究分析并提出了农业灌溉工程需水量和可供水量、水资源平衡分析的方法和技术要求。按照有利于水资源的合理配置、高效利用和“以水定需、量水而行、因水制宜”的原则，为现有农业灌溉工程在节水改造中开展取用水分析、供需水平衡分析技术要求提供技术参考和指导。