基于水田退水系數(shù)的研究——黑龍江省千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)成果

鄧國(guó)立，王 南，東迎欣

(1.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080;2.天津市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，天津300204)

0 引言

2000年以來(lái)，世界糧食消費(fèi)量在6 a間以每年大約3 100萬(wàn)t的速度增長(zhǎng)。世界糧農(nóng)組織最近的報(bào)告指出:“全球糧食儲(chǔ)備已降至35 a來(lái)的最低水平，……”。2008年3月，國(guó)家做出了“實(shí)施糧食戰(zhàn)略工程，加快建立糧食核心區(qū)”的戰(zhàn)略決策。2008年7月2日溫家寶總理主持召開(kāi)了國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議，原則上通過(guò)了《國(guó)家糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要》，對(duì)糧食增產(chǎn)規(guī)劃和措施做了進(jìn)一步的安排和部署。黑龍江省作為農(nóng)業(yè)大省和國(guó)家重要商品糧基地，是我國(guó)21世紀(jì)糧食增產(chǎn)和糧食供給能力潛力最大的地區(qū)，維護(hù)國(guó)家糧食安全是黑龍江省義不容辭的責(zé)任。基于對(duì)國(guó)家糧食安全負(fù)責(zé)的角度考慮，黑龍江省政府提出了黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃。

根據(jù)黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃，黑龍江省擬增加水田面積為33.33萬(wàn)hm2(500萬(wàn)畝)。水田退水量將隨著水田面積的增加有一定的變化，退水中的污染物將導(dǎo)致下游承泄區(qū)水質(zhì)惡化，水田退水系數(shù)研究是規(guī)劃環(huán)評(píng)中承泄區(qū)的水質(zhì)預(yù)測(cè)的關(guān)鍵所在。

1 水田退水研究現(xiàn)狀

水田退水導(dǎo)致水污染的程度在不同地區(qū)存在一定的差異性。目前，水田退水導(dǎo)致的水污染在黃河流域比較明顯，河套地區(qū)水田每年3.5億t的退水已成為塞外明珠——烏梁素海的最大污染源，大量農(nóng)業(yè)退水造成烏梁素海嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化，烏梁素海明水面逐年減少。水田退水導(dǎo)致的水污染已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)部分學(xué)者的重視，武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院張萬(wàn)順教授對(duì)農(nóng)田灌溉退水水量水質(zhì)平衡模型進(jìn)行了研究，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)源農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所張愛(ài)平博士對(duì)寧夏灌區(qū)水田退水污染進(jìn)行了相關(guān)研究。

目前，部分學(xué)者對(duì)水田的退水水量進(jìn)行了理論模型研究，這些理論模型由于相關(guān)參數(shù)較多，并且這些參數(shù)在不同地區(qū)存在的差異也相對(duì)較大，因此，很難應(yīng)用于黑龍江省千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃這樣大范圍的水田退水估算。

對(duì)于黑龍江省全省范圍的水田退水量估算，通過(guò)對(duì)典型灌區(qū)的水田退水系數(shù)確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)灌區(qū)的灌溉面積進(jìn)行估算。雖然這種估算方法在精度上相對(duì)較差，但可以滿(mǎn)足規(guī)劃環(huán)評(píng)階段的精度要求。目前國(guó)內(nèi)大尺度的水田退水的估算基本都采用這種方法，這種方法最為關(guān)鍵的是對(duì)退水系數(shù)的估算。吉林省在進(jìn)行增產(chǎn)百億斤規(guī)劃環(huán)評(píng)中、國(guó)家糧食戰(zhàn)略工程河南核心區(qū)建設(shè)規(guī)劃環(huán)評(píng)中均采用了該方法。

2 水田退水系數(shù)確定的現(xiàn)狀

水田退水系數(shù)的確定由于受地質(zhì)條件、氣候條件、灌溉制度等多因素的影響。目前，尚沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算方法或估算模式。吉林省環(huán)境科學(xué)研究院在增產(chǎn)百億斤規(guī)劃環(huán)評(píng)中現(xiàn)狀年和規(guī)劃水平年水田退水系數(shù)均采用0.20，黑龍江省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院在訥謨爾河灌區(qū)環(huán)評(píng)中采用的水田退水系數(shù)為0.15，黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院在八五九烏蘇里江灌區(qū)環(huán)評(píng)報(bào)告中采用的水田退水系數(shù)為0.06。各評(píng)價(jià)單位采用的值存在較大的差異性，并且各單位對(duì)水田退水系數(shù)的確定多以經(jīng)驗(yàn)估算為主。

3 千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃環(huán)評(píng)中水田退水系數(shù)的確定

3.1 現(xiàn)狀年水田退水系數(shù)的確定

黑龍江省水稻生產(chǎn)包括泡田期和生育期兩個(gè)階段，生育期分為移植、返青期、分蘗前、分蘗后、拔節(jié)孕穗、抽穗開(kāi)花和乳熟等幾個(gè)生育階段。水稻生育期水田水深控制在適宜深度，除發(fā)生降雨超過(guò)適宜水層上限排水外，在這一期間水田一般不排水。因此，水田退水主要由泡田期退水和生育期降雨排水兩部分組成。

黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃現(xiàn)狀水平年為2007年，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《富裕灌區(qū)、林甸灌區(qū)、安達(dá)灌區(qū)和齊齊哈爾郊區(qū)灌區(qū)試驗(yàn)站水稻試驗(yàn)資料》、《黑龍江省主要農(nóng)作物節(jié)水高產(chǎn)灌溉制度及其需水量等值線(xiàn)圖的試驗(yàn)研究》等相關(guān)成果，確定中、西部的灌溉定額平均 為 700 m3/666.7 m2，泡 田 期 蒸 發(fā) 和 滲 漏 量 為35 m3/666.7 m2，適宜插秧的水量為30 m3/666.7 m2;東部地區(qū)井灌區(qū)較多，并且白漿土較多，灌溉定額平均為600 m3/666.7 m2，泡田期蒸發(fā)和滲漏量為25 m3/666.7 m2，適宜插秧的水量為20 m3/666.7 m2;據(jù)此計(jì)算東、中、西部的退水系數(shù)見(jiàn)表1。

m3/666.7 m2

表1 現(xiàn)狀水平年水田退水系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

3.2 規(guī)劃水平年水田退水系數(shù)的確定

黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃水平年為2015年。根據(jù)黑龍江省水稻田淺型灌溉用水定額標(biāo)準(zhǔn)和黑龍江省近幾年水稻控制灌溉成果，規(guī)劃內(nèi)灌區(qū)通過(guò)采用“淺曬淺”、“淺曬淺濕”灌溉方式，同時(shí)采取措施對(duì)渠道進(jìn)行防滲，中、西部地區(qū)的灌溉定額平均可降為600 m3/666.7 m2，泡田期蒸發(fā)和滲漏量變化量很小，地區(qū)由于考慮洗堿用水，中西部多年平均生育期降雨排水為55 m3/666.7 m2;東部地區(qū)的灌溉定額平均可降為550 m3/666.7 m2，多年平均生育期降雨排水為40 m3/666.7 m2;據(jù)此計(jì)算東、中、西部的退水系數(shù)見(jiàn)表2。

m3/666.7 m2

表2 規(guī)劃水平年水田退水系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

4 結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)黑龍江省的地理位置、氣候條件的差異將黑龍江省分為東部和中、西部?jī)蓚€(gè)大區(qū)，結(jié)合不同水平年灌溉定額的差異分別給出不同地區(qū)不同水平年的水田退水系數(shù)。明確水稻生育期不同階段退水量是由泡田期和生育期降雨排水兩部分組成。水田退水系數(shù)的確定為黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃環(huán)評(píng)進(jìn)行農(nóng)田退水對(duì)承泄區(qū)水質(zhì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

由于本次研究是將黑龍江省分為東部和中、西部?jī)蓚€(gè)大區(qū)進(jìn)行水田退水系數(shù)的計(jì)算，因此，將本成果應(yīng)用到某一具體灌區(qū)上時(shí)尚應(yīng)根據(jù)灌區(qū)的具體條件對(duì)系數(shù)進(jìn)行修正。

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