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河北省山前平原种植业的水资源供需

摘要:根据河北省山前平原的区位特点,分析了该区域水资源与种植业用水状况,评估了种植业水资源供需关系和节水潜力。结果表明:河北省山前平原种植业水资源在常年、枯水年和现状年均存在不同程度的需求缺口,仅丰水年有1.63亿m3的盈余。常年、丰水年和现状年的节水潜力分别为17.20亿m3、38.99亿m3和17.74亿m3,枯水年无节水潜力。

关键词:河北省山前平原;种植业;水资源;节水

河北省是我国资源性缺水省份之一[1]。该区水资源特点表现为降水分配不平衡,年内和年际间变化大;水资源空间分布不均匀,与耕地和生产力布局不匹配;地下水超采,形成大面积的地下水漏斗群等。同时,河北省也是我国农产品主产区,种植业用水量大,供需矛盾日渐突出。河北省山前平原包括太行山前平原和燕山山前平原,属暖温带季风气候,年降水量400耀800mm,进入21世纪以来降水呈减少趋势,人均水资源占有量远低于全国平均水平,为河北省水资源较为短缺的区域之一。通过对河北省山前平原的可利用水量、经济需水量和有效消耗水量进行分析,探究该区域种植业水资源的供需关系与节水潜力,以期为区域作物布局调整及节水技术优化提供参考。

1材料与方法

研究区域为河北省山前平原,包括太行山前平原和燕山山前平原。根据年降水量,将降水年型划分为丰水年、枯水年和常年:将1980耀2012年的年降水量由多到少进行排序,将排名前8位的年份划分为丰水年,将排名后8位的年份划分为枯水年,其余年份均为常年。以2010耀2012年作为现状年。4个年型的平均降水量分别为644.72、393.49、493.88和531.23mm。通过可利用灌溉水量(Wirr)、可利用降水量(Wrai)、有效消耗水量(Wval)和主要作物的经济需水量(Wdem)数据,计算获得可利用水量(Wsup)、供需偏离度

(Wd)、供需平衡(Wban)和节水潜力(Wsav)。计算公式为:Wsup(m3)=Wrai垣WirrWd=(Wsup原Wdem)/WdemWban(m3)=Wsup原WdemWsav(m3)=Wval原Wdem

2结果与分析

2.1河北省山前平原的可利用水量

可利用降水量指作物生长期内耕地面积上全年的降水总量。考虑到降水资源的不可移动性,非耕地降水资源未计算在内。河北省山前平原常年可利用降水量为63.03亿m3,丰水年为84.82亿m3,枯水年为45.33亿m3,现状年为63.57亿m3。河北省山前平原的可利用灌溉水主要来自地下水,总量为25.00亿m3。常年、丰水年、枯水年和现状年的可利用水量分别为88.03亿、109.82亿、70.33亿和88.57亿m3,其中,枯水年可利用水量为丰水年的64.04%。区域水资源总量的有限性决定了农业灌溉用水量的有限性[2],河北省山前平原的可

利用水量主要来自降水,各年型下占比达64.45%耀77.24%。

2.2河北省山前平原的水资源供需平衡分析

可利用水量反映作物可以实际利用的水量,即供水量。经济需水量指作物在土壤水分适宜、肥力状态良好、农艺措施适当的条件下,作物能够充分发挥其生产潜势时的理想耗水量[3],反映了作物实际的需水量。可利用水量与经济需水量体现了水资源的供需关系。河北省山前平原经济需水量为108.19亿m3。供需偏离度即实际与目标间的偏离程度,体现了供水量与需水量的平衡关系,反映了水资源的盈亏状况。偏离度为正值时,水资源为盈余状态,值越大,盈余量越大;偏离度为负值时,水资源为亏缺状态,值越小,亏缺量越大。该指标能够科学体现区域种植业水资源的利用现状,为用水效率评价及水资源优化提供重要依据[4]。河北省山前平原常年、枯水年和现状年的供需偏离度分别为-0.19、-0.35和-0.18,即只有丰水年有1.63亿m3的盈余;而在常年、枯水年和现状年均存在水资源需求缺口,其中,枯水年水资源最为短缺,缺口高达37.86亿m3。

2.3河北省山前平原的节水潜力分析

国内外对节水潜力的计算没有统一的方法[5]。传统节水潜力分析一般指取用水节水,反映区域水资源取用量的节约量[6]。河北省山前平原的种植业节水潜力主要来自技术节水,即在用水环节,通过合理配置用水技术和制度,达到节约用水的目的。本研究在不考虑地表径流、渗漏和蒸腾条件下,从宏观角度分析了消耗水量与作物经济需水量间的平衡关系,二者的差值可以直观体现节水潜力。在本研究条件下,有效消耗水量等于可利用降水量与实际灌溉水量(数据来源于《河北省灌溉水定额调查报告》)之和,反映了作物生长期内实际消耗的水量。河北省山前平原常年、丰水年、枯水年和现状年的有效消耗水量分别为125.39亿、147.18亿、107.69亿和125.93亿m3,受年型影响较大,其中,枯水年为丰水年的73.17%。河北省山前平原常年、丰水年和现状年的节水潜力分别为17.20亿、38.99亿和17.74亿m3,枯水年无节水潜力。

3结论与讨论

对河北省山前平原种植业可利用水量、有效消耗水量和经济需水量等指标进行分析,结果表明,河北省山前平原种植业水资源在常年、枯水年和现状年均存在需求缺口,需求偏离度分别为-0.19、-0.35和-0.18,仅丰水年有1.63亿m3的盈余。因作物消耗水量大于其经济需水量,可通过技术优化和制度保障的方式,在用水环节上实现节水目标[7],其中,常年、丰水年和现状年的节水潜力分别为17.20亿、38.99亿和17.74亿m3,枯水年无节水潜力。对于如何调整作物布局及优化节水技术,指导河北省山前平原种植业科学用水、制订节水灌溉发展策略及水资源利用策略,仍需进一步研究。

参考文献:

[1]王慧军,李志宏,张喜英.河北省种植业高效用水技术路线图[M].北京:中国农业出版社,2011:1.

[2]姜新慧,徐其士.农业灌溉节水潜力评价[J].华北水利水电学院学报,2012,33(3):27-29.

[3]王春泽,乔光建.河北省降水特性与农业需水耦合关系分析[J].南水北调与水利科技,2008,6(6):90-93.

[4]刘路广,崔远来,王建鹏.基于水量平衡的农业节水潜力计算新方法[J].水科学进展,2011,22(5):696-702.

[5]谭玉梅,师学峰,张功强,张达.河套灌区节水潜力浅析[J].内蒙古水利,2009,(1):103-104.

[6]裴源生,张金萍,赵勇.宁夏灌区节水潜力的研究[J].水利学报,2007,38(2):239-243.

[7]康绍忠,杨金忠,裴源生.海河流域农田水循环过程与农业高效用水机制[M].北京:科学出版社,2013:258.

作者:侯亮 张新仕 胡景辉 刘素英 单位:河北省农林科学院农业信息与经济研究所

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