1、科 技 创 新科 技 创 新侯爽贾腾飞王靖杨婧收稿日期：2022-08-23作者简介：侯爽，女，汉族，河北省水资源研究与水利技术试验推广中心，工程师。贾腾飞，男，汉族，河北省水利科学研究院，工程师。王靖，女，汉族，河北省水利科学研究院，工程师。杨婧，女，汉族，河北省石津灌区事务中心，工程师。基金项目：1.河北省农业灌溉用水地下水水量计量体系方法研究，河北省水利厅 2021年度河北省水利科技计划项目（2021-23），2021.06-2023.12。2.现状计量监控体系下的区域社会经济用水总量统计算法研究，河北省水利厅 2022年度河北省水利科技计划项目（2021-24），2022.06-202
2、5.12。以河北省为例为有效发挥税收杠杆作用,合理调节用水需求,提高用水效率，我省作为全国唯一试点省份开始实施水资源税改革，农灌机井取水计量的准确性对水资源税征收顺利推进至关重要，现通过开展农灌机井取水计量方法研究，为实现全省农灌机井水资源税水量核定提供技术方法。1.河北省农业取用水计量情况河北省作为水资源严重短缺的省份，农业用水量占全省经济社会用水量的 60%左右，且主要依靠地下水作为供水水源。2016 年，河北省作为全国首个唯一试点省份，开始实施水资源税改革，同年 11 月，财政部、国家税务总局、水利部联合印发了 水资源税改革试点暂行办法，提出对规定限额内的种植业、畜牧业、水产养殖业、林业
3、等农业生产取用水，免征水资源税；对超过规定限额的部分要“从量”征收水资源税。至此，农业用水计量已经成为进一步提升水资源管理水平、落实水资源税改革的重要措施。开展农业用水管理的主要问题和首要难点，在于解决农业用水的计量与核算问题。当前农业灌溉取水计量中，地表水灌溉方面，可通过地表大中型灌区渠首计量监测基本农业地表水灌溉用水量计量；地下水灌溉方面，全省 90万余眼农灌机井中，仅有少数机井安装取水计量设施，且主要以机械水表为主，受灌溉环境影响计量效果较差，大量农灌机井呈现无计量状态，农灌机井取水计量成为当前河北省地下水资源管理体系中的首要“短板”。农业灌溉用水地下水水量计量体系研究是摸清农业灌溉用水
4、地下水量的重要手段，如何经济、准确、可持续地获取农业灌溉用水地下水水量，是避免水资源税流失的重要方法，对提升水资源管理水平、探寻区域水循环规律均具有重要的意义。2.税改背景下农灌机井计量方法随着经济社会发展，农业用水由粗放式管理方式向精细化管理转变已经成为大势所趋。但是，由于河北省农灌机井数量庞大，具有“点多、面广、产权分散”的特点，对农业灌溉机井的精细化管理方式已经成为制约水资源管理的重要瓶颈之一。为高效、经济地开展农灌机井计量工作，为水资源税征收提供依据，通过全面分析和调研当前全国范围内农业用水计量的主要模式，结合我省以机井作为农业灌溉主要水源的实际特点，农灌机井取水计量模式可分为器具计量
5、、以电折水和遥感推算 3种。2.1器具计量器具计量是指在每眼机井上规范安装符合国家计量规定的量水设备，从而直接计量每眼机井取水量。按照量水设备工作原理可分为机械水表、翻斗式流量计、涡街流量计、声学时差法管道流量计（超声波水表）和电磁管道流图 1声学时差法管道流量计工作原理水资源税改革背景下农灌机井取水计量方法水资源税改革背景下农灌机井取水计量方法摘要结合河北省农业灌溉的实际特点，介绍农灌机井取水计量模式、工作原理和适用性分析，制定农业取水计量总体工作目标，有效支撑农业水资源税水量核定，以期为同类型工作提供参考与借鉴。关键词水资源税；农灌机井；计量设施33科 技 创 新科 技 创 新量计等。2.
6、2以电折水以电折水是指基于农灌机井取水量和耗电量间存在高度相关性的物理原理，建立取水量和耗电量间的数值关系，通过农灌用电量数据折算农灌机井或农灌机井群取水量。2.3遥感推算遥感推算是指利用国家资源卫星高分辨率遥感影像的图像判别技术，批量获取全省主要农作物的种植面积和空间分布，结合地面定点观测试验测算的不同分区、不同作物的当年实灌亩均用水量，获取区域农灌用水总量。3.计量方法工作原理3.1器具计量以声学时差法管道流量计为例。声学时差法管道流量计是通过测量超声波信号在流动介质中传输时的速度变化量进而测算流体流动速度的测量方法，基本工作原理见图 1。速度变化量计算公式如下：（1）式中：c超声波在非流
7、动介质中的声速；V流体介质的流动速度。根据超声波流量计工作原理，影响最终计量结果数据精度的风险因素包括：一是传感器质量和灵敏程度不足时容易造成数据精度下降。二是中控主机零点漂移系统误差对小管径测流结果存在较显著影响。三是由于计量表磨具体内表面不平整或其他周边管道件造成的扰流影响会较明显导致计量精度下降。四是安装环节计量表上下游平直管段长度不满足规范长度要求时计量表不能达到额定精度。3.2以电折水农灌机井以电折水测算的基本公式如下：Aw=TCAE(2)式中：AW农灌取水量，单位 m3；TC以电折水系数，单位 m3/kWh；AE农灌用电量，单位 kWh。以电折水系数一般定义为在一定时段内水泵的总用
8、水量和总用电量的比值。根据机井开采能耗公式，可得出以电折水系数公式如下：TC=gh(3)式中：h水泵总扬程；水泵效率。由公式（3）可知，决定以电折水系数主要因素为水泵总扬程及水泵效率，即以电折水系数主要受区域间地下水初始条件、农灌方式、水泵型号及泵龄等方面的影响。3.3遥感推算主要作物灌溉面积测算方面，利用多源卫星遥感数据，按照夏收、秋收两个粮食作物收获季节为主进行遥感调查。同时，利用无人机及地面调查等方法准确地获取示范区农作物分类和种植面积，对不同类型作物进行手动的勾绘，完善其作物面积和种类等属性信息。作物亩均实灌水量观测方面，综合考虑土壤、水文地质、主要作物类型、地表水灌溉分布等因素，选取
9、具有典型代表性的农灌机井，观测农灌机井实灌情况，核算灌溉范围内不同地表岩性分区和作物类型的实际亩均灌溉用水量。4.计量方法适用性分析4.1器具计量器具计量通过对农灌机井逐眼安装量水设备，测定每眼机井的实际用水量，具有计量精度准确、计量结果权威性强、管控工作分辨率高等优势。但由于我省农灌机井存在“点多、面广、产权分散”的分布特点，逐井开展器具计量，存在一次性投资大、建设工期长、后期运维难度大等工程难题；同时由于逐井安装计量器具直接关系和影响广大农户切身利益，在建设安装和后期运维过程中可能对农户取水、用电等造成一定影响，农户参与和配合意愿较低，也会一定程度上影响计量体系的稳定运行。4.2以电折水计
10、量以电折水方式以电力部门法定计量数据作为主要数据来源，在相对稳定的以电折水系数集辅助下，可以快速地推算单井或区域农灌用水量，投入成本较小，能够快速高效地掌握农业灌溉用水的总体规模，较传统定额推算方法相比权威性更强。但是以电折水计量方式的管理分辨率高度依赖电力部门计量设施安装位置，现状情况下不能实现全面单井计量，同时不同机井间以电折水系数存在差异，套用区域平均系数进行逐井用水量折算时，容易造成水量偏差。4.3遥感推算计量遥感推算作为区域性快速核算方法，能够较快速的获取当年主要作物种植面积和地表蒸散发耗水参考数据，自动化程度高，数据客观性强。但基于遥感的区域用水量推算，一方面不能满足机井计量需求，另一方面地面实灌定额受到降水分异、作物类型、土壤条件、灌溉习惯等多因素影响，时空差异较大，定额成果很难满足全省各区域需求。5.结论及建议在水资源税改革的背景下，结合我省农灌机井点多、面广的客观实际，农灌机井取水计量应综合考虑器具计量、以电折水和遥感监测等多种计量模式。针对现场条件较好、农民参与意愿较为强烈的地区，采用器具计量模式；对暂不具备计量设施安装条件的地区，采取以电折水的计量模式；同时开展区域农业灌溉用水量遥感测算方法研究试点，探索区域农业取水测算工作，辅助校核逐井计量、以电折水测算成果。3 方面联合推进，最终实现全省农业取水的有效计量全覆盖，为全省水资源税改革提供有力的技术支撑。34
