【摘 要】針對邢臺市水資源現狀和農業節水灌溉現狀,對糧食產量和灌溉用水量之間的關系進行分析,提出了較為合理的灌溉制度,并對節水灌溉措施進行了分析,進一步確立了農業節水灌溉是實現國民經濟可持續發展的必由之路的重要議題。
【關鍵詞】耗水量;灌水量;糧食產量;灌溉制度;邢臺市
Xingtai City, Preliminary Analysis of water-saving irrigation system
Wang Jian-xia 1,Zheng Shi-ze 2
(1.Hebei Xingtai County Water Authority Xingtai Hebei 054001;
2.Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Xingtai in Hebei Province Xingtai Hebei 054000)
【Abstract】Xingtai City, for water-saving irrigation water status and the status of agriculture, irrigation water for food production and analysis of the relationship between the proposed irrigation system more reasonable, and water-saving irrigation measures were analyzed, and further established the Agriculture section water irrigation is the only way to achieve sustainable economic development an important issue.
【Key words】Water consumption;Irrigation;Food production;Irrigation system;Xingtai City
1. 水資源及利用程度分析
邢臺市位于河北省南部,東經113°45ˊ至115 ° 50ˊ,北緯36 ° 45ˊ至37 ° 48ˊ之間。本區地勢西高東低,西部為山區丘陵,東部為平原。西部山丘區面積3508Km 2,約占全市總面積的28%。總人口647.97萬人,耕地面積1.52萬hm 2,其中水澆地1.14萬hm 2。邢臺屬暖溫帶大陸性季風型氣候,四季分明,全市多年平均年降水量530.6mm。干旱指數1.5~2.9之間,平原大于山區。降水量區域分布不均,山區大于平原。降水量年內分配集中,全年降水的75~80%形成于6~9月的汛期。降水量年際變化大,單站年降水量最大最小之比,山區一般在5~9倍,平原3~6倍[1]。全市多年平均年徑流深44.1mm,折合年徑流量5.49億m 3,其時空分布和變化特點與降水相似,但更顯劇烈。邢臺市山丘區年平均氣溫11.5°С~13.5 °С,無霜期200~210天,地下水資源較豐富,地下水平均埋深15~30m.該區土層深厚,土質良好,適合于小麥、玉米、蔬菜等種植,以推廣管灌和渠道防滲漏技術為主。在沙地上推廣噴灌技術。要配合推廣小麥、玉米等作物的節水灌溉制度。
邢臺市東部平原區是旱澇災害頻繁、種植業生產水平較低、增產潛力較大的地區。由于長期過量開發利用地下水,邢臺市平原區平均地下水位埋深由1980年的7.13m,發展到2000年的18.79m,平均年下降速率0.56m/a。太行山前平原區地下水位下降速率明顯大于全市平原區,1980年至2000年,平均下降速率為0.87m/a,90年代以來平均每年下降1.01m/a。至2000年邢臺市平原區淺層地下水位降落漏斗面積已達590 Km 2(埋深>30m),漏斗中心水位埋深52.1m;邢臺市平原區1980~2000年多年平均淺層地下水總補給量(礦化度不大于2g/L)為7.96億m 3。地下水資源量(礦化度不大于2g/L)為7.12億m 3 。此外,礦化度2~3g/L的地下水資源量為2.10億m 3,3~5g/L的地下水資源量為0.87億m 3,大于5g/L的地下水資源量為0.67億m 3。計算得邢臺市平原區多年平均地下水可開采量(礦化度不大于2g/L)為6.95億m 3,其中礦化度不大于1g/L的可開采量為4.46億m 3。[2]
2. 糧食產量與灌溉用水量之間的關系分析
隨著作物品種改良和耕作技術進步,在近年連邢臺市降水總體偏枯的情況下,積極探索作物耗水量和產量的關系,從而科學制定灌溉制度。
2.1 主要作物耗水量與產量的關系。
作物耗水量是指生長在大面積上的作物,在最佳水、肥等土壤和生長環境中,取得高產潛力所需滿足的植株蒸騰和棵間蒸發量之和,又稱為作物蒸發蒸騰量。作物耗水量的大小與氣象條件、土壤含水狀況、作物種類及其生長發育階段、農業技術措施、灌溉排水措施有關[3]。邢臺市臨西縣實驗站通過對冬小麥、夏玉米和棉花實驗資料分析發現,作物的耗水量和產量的關系是氣候條件、土壤條件、作物品種、栽培技術綜合作用的結果,通過分析計算發現產量與耗水量呈現二次函數關系,其方程式為:Y=aX 2+bX+C。耗水量和作物產量關系見表1。
2.2 主要作物灌水量與產量的關系。
邢臺市臨西實驗站通過對冬小麥、夏玉米和棉花灌水量與產量的實驗數據分析,發現灌水量和產量也是二次函數關系,產量隨灌水量增加而上升,其最到產量的相應灌水量為適宜灌水量,對應的灌溉水量為適宜灌水定額,再增加灌水次數和水量,灌水量增加,產量反而降低,說明多灌無益,反而有害。作物灌水量與產量的關系見表2。
3. 節水性灌溉制度
作物灌溉要根據作物 的需水特性和土壤的墑情及天然降水情況,搞好降水預報,保證作物適時、適量灌溉,達到節水與增產的目的。邢臺市東小麥一般灌底墑水,不灌返青水,灌好拔節水,視降水情況灌好抽穗水和灌漿水。夏玉米生育期內的降水,一般能滿足夏玉米的需水要求,根據天然降水的情況,灌好出苗水或抽穗水、灌漿水。棉花的生長期與雨季同期,總缺水量不多,主要是播前造墑,保證全苗,灌溉定額不宜太大,視旱情在開花、結雷期灌水。地膜春花生一般澆好底墑水,視旱情在開花下針期、結莢期各灌水一次。管灌的旱作物的灌水定額掌握在600~750m 3/hm 2,渠道防滲條件下的旱作物灌水定額掌握在750~900m 3/hm 2,噴灌掌握在375~450m 3/hm 2左右[4]。邢臺市主要農作物節水灌溉定額見表3。
4. 采取綜合措施做好農業節水、因地制宜落實灌溉制度
4.1 繼續進行原有灌區的更新改造。
邢臺市黑龍港地區是主要的糧棉油生產基地。這些灌區大都運行30~50 年以上,其中一部分老化失修,還有一部分工程尚不配套;大部分工程標準都不高;有的渠系滲漏嚴重,地下水位較高,鹽堿化災害明顯;還有一部分水資源嚴重不足,效益衰減。因此,加強灌區節水改造與續建配套,對于改善農業生產條件,提高農業綜合生產能力,發展農村經濟,促進農業現代化有重要意義。
4.2 加強土壤墑情監測,采用適宜的灌溉技術。
墑情是農田耕作層土壤含水率的俗稱。墑情監測即直接監測農作物當時的土壤水分供給狀況,對指導農田適時適量進行節水灌溉具有重要意義。邢臺市目前農業用水采用的灌溉制度主要采用非充分灌溉、調虧灌溉和灌關鍵水等灌溉制度,建立農田墑情監測及灌溉預警系統,目的是掌握土壤墑情動態變化,宏觀上為區域水資源優化利用和政府部門決策提供依據;微觀上指導農民科學灌溉,把有限的灌溉水資源用到作物最需要的生長發育階段。
4.3 選用良種。
培育抗旱增產品種是現代作物育種的一個新方向,也是提高農業用水效率的不可或缺的舉措。選用良種既要考慮產量因素,又要考慮質量因素和市場因素。產量因素是指各種良種所適宜的產量與肥力范圍。質量因素系指產品的質量特性,包括營養特性、深加工特性等。市場因素系指市場對于這種產品的需求,如隨著飲食結構的變化,面包、方便面、硬質面條等需求量越來越大,這些食品主要是以硬質小麥為原料制造的,所以,引入優質硬質小麥比一般小麥更有較好的市場前景。因此,選用良種非常重要,直接影響著農民增產增收目標的實現。
4.4 推行秸稈覆蓋、減少無效蒸發。
降低無效蒸發是提高農業用水效率的重要技術途徑。為了減少土壤蒸發,目前比較成熟的技術如采用秸稈覆蓋和地膜覆蓋等。
4.5 機械蓄水保墑。
機械蓄水保墑措施主要有深耕、耙耱、雨后鋤耘、少耕和免耕等。深耕是提高土壤調控水分能力和管理農田生態系統的重要措施,一般3~5 年深耕一次,增產效果良好;耙耱使耕作層土壤較實、細平,形成一個疏松的覆蓋層,減少蒸發;雨后土壤水分無效蒸發消耗速率最大,雨后鋤耘可以切斷毛細管,減少土壤水分的無效蒸發,提高降雨量的納蓄能力;少耕免耕在小麥,收割時留高茬免耕播種玉米,不僅有覆蓋保墑作用,而且雜草不易叢生,減少無效蒸騰蒸發。
4.6 合理調整種植結構。
發展高附加值種植農業,如設施農業和經濟產值高而耗水少的作物;在現狀基礎上壓縮小麥和玉米的種植面積12%左右,發展耗水較少的棉花、油料、牧草等經濟作物面積;黑龍港及運東平原積極推廣咸淡混澆技術。
參考文獻
[1] 喬光建.區域水資源保護探索與實踐[M].北京:中國水利水電出版社,2007.
[2] 陳望和編著.河北地下水.[M]. 北京: 地震出版社,1999.
[3] 任憲韶.海河流域水資源評價[M].中國水利出版社,2007.
[4] 王玉敬,武蘭春, 推廣節水型灌溉制度[J].南水北調動與水利科技,2002,(3):33~35.
[文章編號]1619-2737(2011)11-14-330