淠史杭灌區(qū)多年參考作物蒸散量研究

李艷婷

摘要 ? ?根據(jù)淠史杭灌區(qū)灌溉試驗(yàn)站總站近16年的氣象數(shù)據(jù)，采用Penman-Monteith公式，計(jì)算淠史杭灌區(qū)多年年參考作物蒸散量和各月日均參考作物蒸散量，并對參考作物蒸散量的年際、各月日均變化規(guī)律及各月日均參考作物蒸散量與月份的關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)果表明，淠史杭灌區(qū)年參考作物需水量距平顯示淠史杭灌區(qū)參考作物蒸散量呈波動(dòng)性變化特征，2009年年參考作物蒸散量距平為0.82，2019年參考作物蒸散量距平最大，為92.30 mm;淠史杭灌區(qū)ET0多年平均值為919.12 mm，ET0最小值在2008年，為829.11 mm，最大值在2019年，為1 011.42 mm。多年各月日均參考作物蒸散量變化趨勢相同，但日均月際ET0變化較大，最大出現(xiàn)在7月，最小出現(xiàn)在1月，淠史杭灌區(qū)多年各月日均參考作物蒸散量與月份成二次函數(shù)關(guān)系，回歸系數(shù)（R2）為0.913?？梢?，淠史杭灌區(qū)多年各月日均參考作物蒸散量與月份具有較好的二次函數(shù)關(guān)系，在相似氣候背景條件下，可用于淠史杭灌區(qū)估算參考作物蒸散量及作物需水系數(shù)，為淠史杭灌區(qū)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理及農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?參考作物蒸散量;Penman-Monteith公式;淠史杭灌區(qū)

中圖分類號 ? ?S11 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）20-0149-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

淠史杭灌區(qū)是淠河、史河、杭埠河3個(gè)毗鄰灌區(qū)的總稱，設(shè)計(jì)灌溉面積79.9萬hm2，實(shí)際灌溉面積70.7萬hm2。灌區(qū)位于安徽省中西部和河南省的中南部，地處大別山余脈的丘陵地帶，橫跨長江、淮河兩大流域。淠史杭灌區(qū)，東西最長處204.4 km，南北最寬處172.2 km。淠河、史河、杭埠河皆發(fā)源于大別山，淠河、史河是淮河的重要支流，杭埠河則流入長江流域的淮河。淠河灌區(qū)大部分、史河灌區(qū)全部位于淮河流域，面積約7 900 km2，地形南高北低，南部多為高丘陵，起伏較大，高程為40～100 m，向北多為低丘和畈區(qū)，高程為20～25 m，起伏較小。淠河灌區(qū)小部分、杭埠河灌區(qū)全部位于長江流域，面積5 200 km2，地面高程為20～70 m，主要在江淮丘陵地帶，包括巢湖北緣部分低丘和少量圩區(qū)。灌區(qū)地帶性土壤主要為黃棕壤、非地帶性土壤為水稻土，約占全灌區(qū)面積的90%。灌區(qū)主要作物有水稻、小麥、油菜，其他所占比重較小。

灌區(qū)屬于亞熱帶向暖溫帶過渡氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨量適中，光照充足，但是南北氣流在此交匯，造成降雨年際變化大，年內(nèi)分布不均，是水旱災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)。多年平均降雨量為1 119.0 mm，蒸發(fā)量為806.9 mm，6—8月溫度最高，多年平均氣溫為15～16 ℃，無霜期215～230 d，最大凍土深度12 cm，多年平均降雨日數(shù)125 d，多年日照平均2 040 h。

參考作物蒸散量（ET0）的估算是確定作物需水量的關(guān)鍵，也是區(qū)域水資源評價(jià)與灌溉政策制定的前提。因此，研究ET0變化趨勢與估算模型對地區(qū)農(nóng)田灌溉用水預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)支持，進(jìn)而為灌溉制度制定及水資源高效利用提供科學(xué)依據(jù)[1-2]，同時(shí)也為灌區(qū)制定灌水計(jì)劃和灌溉管理提供有力的證據(jù)，為灌區(qū)生產(chǎn)和發(fā)展作出貢獻(xiàn)[2]。利用參考作物需水量計(jì)算灌區(qū)水稻的需水量，結(jié)果比以往只結(jié)算法更精確，為灌區(qū)工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理提供了依據(jù)[3]。目前，淠史杭灌區(qū)水資源供需矛盾越來越嚴(yán)峻，通過參考作物蒸散量，推得作物需水量，對灌區(qū)水稻灌溉需水量進(jìn)行估算，從而進(jìn)一步節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，優(yōu)化水資源配置，保障灌區(qū)水資源可持續(xù)發(fā)展利用。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?數(shù)據(jù)來源

本文所用氣象資料來自淠史杭灌區(qū)灌溉試驗(yàn)重點(diǎn)站，灌溉試驗(yàn)重點(diǎn)站代表區(qū)域?yàn)殇氖泛脊鄥^(qū)，位于六安市金安區(qū)城北鄉(xiāng)二十鋪，地理位置為31°51′N、116°33′E，海拔高度39 m（廢黃河口基面），屬于低丘陵地區(qū)。氣象資料主要為2004—2019年逐月氣象變量，包括最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫、相對濕度、飽和差、平均水氣壓、平均風(fēng)速和日照時(shí)數(shù)[4-5]。

1.2 ? ?試驗(yàn)方法

本文中參考作物蒸散量ET0的計(jì)算采用世界糧農(nóng)組織（FAO）推薦并修訂的Penman-Monteith公式[6]：

式中，ET0為參考作物蒸散量，mm/d;Rn為地表凈輻射通量，MJ/（m2·d）;G為土壤通量，MJ/（m2·d）;T為2 m高處日平均氣溫，℃;U2為2 m高度處的風(fēng)速，m/s;es為飽和水汽壓，kPa;ea為實(shí)際水汽壓，kPa;Δ為飽和水汽壓與溫度關(guān)系曲線斜率，kPa/℃;γ為干濕常數(shù)，kPa/℃。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?參考作物蒸散量距平及年參考作物蒸散量分析

如表1所示，參考作物蒸散量距平2019年最大，為92.30 mm，2008年最小，為-90.02，2009年為0.82，最接近0，說明2009年年參考作物蒸散量最接近多年年平均參考作物蒸散量，2019年年參考作物蒸散量與多年平均參考作物蒸散量相差最遠(yuǎn)。淠史杭灌區(qū)ET0多年平均值為919.12 mm，ET0最小值在2008年，為829.11 mm，最大值在2019年，為1 011.42 mm，究其原因主要是2019年灌區(qū)發(fā)生了自2001年以來最大的干旱，特別是7月開始發(fā)生了1978年以來最嚴(yán)重的干旱，4—9月灌區(qū)降雨量為406 mm，比往年偏低44%，平均氣溫、日照時(shí)數(shù)都比其他年份偏高，相對濕度比往年同期低，造成參考作物蒸散量偏高。