第1章 绪论
1.1 灌溉用水效率相关术语
20世纪50年代，国外提出了“灌溉效率”这一概念。Israelsen定义灌溉效率为灌溉农田或工程中作物消耗的灌溉水量与从河流或其他自然水源引入农田渠道工程或渠系的水量之比。1977年国际灌排委员会提出了灌溉效率标准，该标准将总灌溉效率划分为输水效率、配水效率和田间灌水效率，总灌溉效率为三者之积。之后一些学者又提出了储水效率和田间潜在灌水效率等灌溉效率指标。
国际灌排委员会将田间灌水效率定义为：为维持作物生长要求的最低土壤湿度所需要的水量与灌入田间的水量之比。但该指标对采用淹灌的水田并不适用；而且由于为维持作物生长要求的最低土壤湿度所需要的水量难以准确确定，因此对于旱作农田在实际应用时也存在困难。
目前国外使用与灌溉用水效率相关的术语，主要有灌溉效率（irrigation efficiency）、灌溉水利用（效）率（efficiency of irrigation water use）、水分生产率（water productivity）、作物水分利用效率（crop water use efficiency）、水分消耗百分比等，其中作物水分利用效率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”反映灌溉水的利用程度。我国SL 56—2013《农村水利技术术语》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。郭元裕主编《农田水利学》上的定义与此类似。从定义本身来说，我国的“灌溉水利用系数”与国际上常用的“灌溉效率”“灌溉水利用率”是一致的。但在《农田水利学》中，“灌溉水利用系数”出现在“灌溉渠道流量推算”章节中并给出了定义解释。之所以引入以上定义，主要目的是为了进行渠道设计流量的推算，且并没有专门的章节对灌溉用水效率相关术语进行定义和描述。在国内现有权威出版物中也没有对国外广泛使用的灌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。
GB/T 50363—2006《节水灌溉工程技术规范》对渠系水利用系数定义为：末级固定渠道输出流量（水量）之和与干渠首引入流量（水量）的比值，对田间水利用系数定义为：灌入田间可被作物利用的水量与末级固定渠道放出水量的比值，将灌溉水利用系数定义为：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。因此，灌溉水利用系数应等于渠系水利用系数与田间水利用系数的乘积。
从微观层面，“灌入田间可被作物利用的水量”很难准确界定。比如水田蓄在田间的表层水，旱田蓄在作物根系层的土壤水，一部分满足作物生态需求，另一部分满足作物生理需求，而田间水分生态环境对作物的生理生长起着抑制或促进作用。灌溉到田间的水量，主要通过作物蒸腾、棵间蒸发、土壤深层渗漏等途径被消耗掉。对于绝大多数灌溉农田，棵间蒸发是未被作物直接利用的水量，但又是不可避免的农田水分消耗，可能为无效消耗，也可能有利于田间小气候形成和作物生长，为有效消耗。分析界定非常复杂而难以操作，超出了节水灌溉工程的研究范畴。
灌溉水从水源取水到田间灌溉，从满足作物生理生态消耗到形成作物产量，主要经过以下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灌溉面积上转化为土壤水；③作物吸收、利用土壤水，以维持其正常生理活动；④通过作物复杂的生理过程，形成作物产量。前两个环节表现为将水从水源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或小数表示，比如灌溉效率、灌溉水利用（效）率、灌溉水利用系数；后两个环节则是使作物高效利用土壤水以提高产量，其效率常用单方水的粮食产出（kg/m3）表示，比如灌溉水分生产率、水分生产率。作物灌溉的最终目的是提高作物的产量和品质，“灌溉效率”类指标表达了多少水可以输送到田间、并储存于作物根系层被作物所利用，而“水分生产率”类指标则表达作物吸收和利用水分（可能包括有效降水、地下水利用等）形成产量过程中的效率。前者主要适用于从工程角度出发，对灌溉系统的水利用效率进行评价，后者适用于作物栽培、耕作管理、田间水分运动和转化效率的评价。只有两者都高效，灌溉行为才是高效的。从广义上理解，描述灌溉用水效率的指标包括所有与灌溉水利用的效率及效益有关的指标，诸如灌溉效率、灌溉水利用（效）率、灌溉水分生产率、水分生产率、水分消耗比例及水分有益消耗比例等。
在国内，对表示灌溉用水效率术语的理解和使用不甚统一，也不规范。除灌溉水利用系数外，国内经常使用的表征灌溉用水效率的指标还有作物水分利用率、水分生产率，而灌溉水利用率、灌溉水有效利用系数等术语也常在文献或报告中出现。这些指标从不同角度描述灌溉水的利用效率。同时，由于出发点和侧重面的差异，使得有关灌溉用水效率的研究变得更加多样化。在实际工作中，为了避免使用相近的术语而其概念、内涵不同而造成歧义与误解，应该对表示灌溉用水效率的术语与定义进行规范和统一，在学术界应该深入研究、广泛讨论、达成共识，确定准确、规范的术语，为农田灌溉与水资源管理提供科学基础。