探索水稻灌區節水灌溉的尺度效應

鄧秋菊

摘 要：新時代的發展帶動著我國各個事業的進步，其中，水稻灌區節水灌溉的推廣面積也得到了進一步的擴大，灌溉水高效利用的尺度問題也因此成為了我國當前研究的熱點。本文對水稻灌區節水灌溉的尺度效應問題加以分析研究，希望以此能夠為我國的農業發展提供一定的參考信息。

關鍵詞：水稻灌區；節水灌溉；尺度效應

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.261

0 引言

水資源短缺與浪費在最近幾年逐漸受到世界各國的重視。特別是我國，之前，為了謀求發展，大力發展工業而導致的環境破壞，終于在今日意識到了嚴重后果。嚴重的生態破壞使得我國難以實現可持續發展的戰略目標。在很多地方，已經出現了地下水位不斷下降的問題，同時水資源污染、浪費等問題難以得到有效解決。為了能夠確保我國農業的發展，并緩解我國水資源供求關系矛等問題，節水已經成為一個重要的方針政策。而節水灌溉的尺度效應在一定程度上對農業節水有著極為重要的研究意義，最近幾年，這一理念也得到很大的重視，很多研究成果表明，研究節水灌溉的尺度效應對解決節水問題有著很大的幫助。

1 節水灌溉以及尺度效應的相關概述

尺度這一詞在水資源中的意義不同于在時間或者空間中的意義，這里主要指的是空間范圍的大小以及時間所經歷的長短。節水灌溉尺度效應則主要指的是在采取一系列的節水灌溉措施之后，對節水效果的各個尺度、各個方面上水循環以及自然環境的影響。細致來說，節水尺度效應所適用的環境是回歸水的反復利用，以及在多種時空尺度上有區別的灌區水的運動方式。在進行灌溉的環節中，渠道滲漏、棄水、田地滲漏排水等現象的發生讓水體注入到地下水進而回流到各級水溝以及天然河溝中，進而被反復循環利用，因此，在這樣一個灌溉系統或流域尺度中，節水量不可以單純地計算為田間尺度節水量的累加[1]。需要重視在各種尺度上，因為回歸水在質量以及數量中存在區別，并且他們內部之間有比較繁復的轉換關系存在，產生了灌溉的尺度效應。

2 水稻灌區節水灌溉尺度效應的評價指標

目前，有很多評價指標能夠應用與節水灌溉工程的管理水平以及實施效果，例如渠系水利用系數、灌溉水利用系數等。而其中，又以“灌溉水利用系數”最為特殊，指的是在一個既定的灌溉區域范圍內，灌溉供水的總量和到達田間水量的比值，能夠由此反應出水體在輸送的環節中的消耗狀況和灌溉環節中的利用情況，一個灌溉工程的效率水平、管理能力等能夠以此作為重要的參考指標。然而該指標系數同產量無關，所以其反應的不是水分被作物吸收的實際情況。尤其是在水流入和流出灌溉渠的情況特殊時，不能夠準確的以此反應出水資源的利用系數。所以，這種傳統指標在很多方面沒有涉及到水在系統內部反復利用的情況，因此使得田間尺度和灌溉尺度之間存在較大的區別。

為了能夠解決傳統指標的不完善以及不合理性，一些專家學者建議改變參照對應的指標。但是在后續的研究發現，很多新的指標只能夠反映出物理上的數量關系，但是在經濟方面卻沒有考慮全面。真正合理的水稻灌區節水灌溉的尺度效應評價指標不能只片面的反映某一個或兩個內容，而是應當反映出更為全面內容，即需要涵蓋水分生產率、水分消耗百分率和水分有益消耗百分率等等，因此，相關學者還在為更全面的指標而努力研究。

3 水稻灌區節水灌溉尺度效應的正確方式

水稻灌區節水灌溉尺度效應的正確方式有兩種，即凈水法以及動水法。對于渠道越級取水現象以及回歸利用水等問題，一些專家提出應對的計算方式，像首尾測算分析法即以弄清楚凈灌溉用水量和毛灌溉用水量作為切入點，盡可能的將測量工作簡化一些宏觀的應用計算能夠應用這一分析方式[2]。因為大尺度、長時間獲得相關的水平衡要素這一工作并不能夠輕易完成，因此在最近的幾年中，隨著信息技術的逐漸普及，數值模擬技術得到了廣泛的推廣，并能夠有效應用于各種環境下尺度水量平衡要鎖和作物產量要素的模擬，以便能夠進行灌溉水利用效率指標的計算以及用水管理策略的分析。近幾年，在田間尺度模型這一內容中，分布式流域水文模型得到了廣泛的推廣與應用，不僅能夠對作物產出的過程進行模擬，還能夠應用于灌區水平衡和作物產量模型。

4 水稻灌區節水灌溉的尺度效應

通常來說，水稻灌溉區中的干渠系統以及全灌區的水分生產率的變化趨勢，即便在不同維度的尺度上，也是基本相同的。

所以，根據節水尺度的效應現象可以判斷田間尺度以及中等尺度上采用各個措施后節省的水量，另一方面，部分水量能夠在多于田間甚至中等尺度上進行重新利用，以此來滿足提高水稻灌區節水的尺度效應。

同樣可以采取以下三種措施：首先，如果水稻灌區的水分生產率在一定情況下出現了提高的現象，那么與之相對應的，田間尺度水分的生產率也必然會跟隨著一起提高，而如果出現這樣的情況，就意味著，灌區內的農業用水可以實現真正意義上的節水。其次，如果水稻灌區的節水同田間節水的趨勢存在明顯變化，那么就意味著灌區的節水更有發展空間，可以采取的方式也更多。所以，應當在該區域有計劃的推廣先進的灌溉技術和經驗。最后，通常將流出灌區邊界的水量稱之為正在發生的損失，所以，一定要進一步加強落實好灌區內水資源的重復利用，以便減少水資源的浪費。

另外，水資源能否被重復利用，在很大程度上受到灌溉面積同尺度正比關系所決定。

5 結束語

綜上所述，在水稻灌溉區域內進行節水尺度效應研究十分有必要。我國作為一個發展中的國家，受到的影響因素越多，發展速度就越緩慢，而這些影響因素中水資源的缺乏又是一個相當重要的問題，如果不能夠重視，那么將會造成非常嚴重的后果。而在深入研究多種尺度下節水效應轉換機制之后，能夠在實際的工作應用中為農業發展和創新提供更多的參考價值。所以，相關的工作者應當在后續的工作中，不斷創新與進步，爭取能夠在節水灌溉方面有突破性的成果，進而為我國的可持續發展提供強有力的保障。

參考文獻：

[1]董斌，崔遠來，李遠華等.水稻灌區節水灌溉的尺度效應[J].水科學進展，2005，16（06）：833-839.

[2]王軍.水稻灌區節水灌溉的尺度效應[J].中國水運（下半月），2014，14（03）：257-258.