水文氣象資料在灌溉水定額分析中的應用

謝運山

（江蘇省水文水資源勘測局鎮(zhèn)江分局，江蘇鎮(zhèn)江，212003）

目前全國各地都在進行農田灌溉用水有效利用系數(shù)測算，在進行系數(shù)測算時都需要測定毛灌溉用水定額和凈灌溉用水定額，以此來計算出有效利用系數(shù)［1］。有效利用系數(shù)與農田水利工程措施和田間管理水平等密切相關，但灌溉用水定額卻可以通過當年水文數(shù)據(jù)與往年水文數(shù)據(jù)相比較來分析其合理性。在進行合理性分析時一般涉及到降雨、蒸發(fā)、土壤墑情［2］、氣溫［3］等監(jiān)測資料，有的還可以結合地下水監(jiān)測資料進行分析。下面就簡要介紹一下水文氣象資料在灌溉用水定額合理性分析中的應用情況。

表1 2013、2014年鎮(zhèn)江市面平均降雨量統(tǒng)計表

一、數(shù)據(jù)準備階段

為了能夠更準確地進行分析，需要將本地區(qū)及周邊各市的相關資料收集起來，具體的資料涉及降雨、蒸發(fā)、墑情、氣溫、地下水等資料。如收集鎮(zhèn)江地區(qū)的降雨資料時就涉及到周邊的南京、常州、泰州、揚州等市的資料，這樣在進行降雨量等值圖繪制時就更完善、更全面。同樣蒸發(fā)量數(shù)據(jù)收集時也可以將周邊地區(qū)的資料收集起來。如進行鎮(zhèn)江地區(qū)南部樣點灌區(qū)毛灌溉用水定額分析時，可以利用常州的小河新閘蒸發(fā)站、鎮(zhèn)江的丹陽蒸發(fā)站、句容蒸發(fā)站的資料。

本文主要是對2013年和2014年的灌溉用水定額情況進行分析，水文氣象資料僅涉及這兩年的資料。考慮到地下水水位有延遲性，本文在進行定額合理性分析時不作這方面的分析。

表2 降水量代表站統(tǒng)計表

二、灌區(qū)毛灌溉用水定額與往年灌溉定額的合理性分析

1.降雨量資料分析

以鎮(zhèn)江地區(qū)為例，通過對收集到的降雨量資料進行分析，可知2014年鎮(zhèn)江全市面平均降雨量為1086.2mm，接近多年平均值（1083.2mm）。2013年全市面平均降雨量只有870.0mm，屬偏旱年份。2014年比2013年面平均降雨量增加24.9%。其中6-10月全市面平均降雨量2014年為502.2mm，2013年為214.3mm，增加134.3%。詳見表1。

如以降雨量代表站的數(shù)據(jù)來進行分析，也可以看出2014年的降雨量比2013年的要多。詳見表2。

降雨的增多導致灌區(qū)渠道和田間水滲漏相對減少［4］，使2014年毛灌溉用水定額較2013年偏小。

2.蒸發(fā)量資料分析

圖1 蒸發(fā)站分布圖

圖2 2013、2014年蒸發(fā)量對比圖

鎮(zhèn)江地區(qū)目前有1個基本蒸發(fā)觀測站句容站和1個自設蒸發(fā)觀測站丹陽站；常州市有1 個基本站小河新閘蒸發(fā)站，與鎮(zhèn)江市比較接近（具體位置見圖1）。進行蒸發(fā)量對比分析時主要是利用這3個蒸發(fā)站的資料。

通過2013、2014年兩年蒸發(fā)資料的對比分析，發(fā)現(xiàn)3 個蒸發(fā)站從東向西蒸發(fā)量越來越小，從蒸發(fā)站所處位置上可以發(fā)現(xiàn)，小河新閘位于平原河網(wǎng)地區(qū)，丹陽站位于平原河網(wǎng)地區(qū)向山丘區(qū)過渡地帶，句容站位于丘陵地區(qū)。

丹陽蒸發(fā)站2014年6-10月蒸發(fā)量為378.8mm，比去年同期減少173.2mm，其中7-8月蒸發(fā)量為141.6mm，比去年同期減少170.8mm。句容蒸發(fā)站2014年6-10月蒸發(fā)量為381.8mm，比去年同期減少100.2mm，其中7-8月蒸發(fā)量為158.7mm，比去年同期減少101.4mm。小河新閘蒸發(fā)站2014年6-10月蒸發(fā)量為415.5mm，比去年同期減少226.7mm，其中7-8月蒸發(fā)量為161.5mm，比去年同期減少184.4mm。詳見表3和圖2。

表3 2013、2014年蒸發(fā)量統(tǒng)計表

從3 站平均值來看，2013年6-10月3 站平均蒸發(fā)量為558.7mm，2014年同期平均蒸發(fā)量為392.0mm，較 上年 少166.7mm。2013年7-8月3 站平均蒸發(fā)量為306.1mm，2014年同期平均蒸發(fā)量為153.9mm，較上年少152.2mm。

蒸發(fā)量主要受氣候的影響，與氣溫有較大的關系。蒸發(fā)量的減少也同樣導致田間水分損失的減少，毛灌溉用水量相對也減小。

3.墑情監(jiān)測資料分析

鎮(zhèn)江全市目前有丹陽、句容、丹徒3 個墑情監(jiān)測站點，于2013年9月1日正式進行墑情監(jiān)測。監(jiān)測周期為每月3 次，逢1、11、21日進行，遇降雨日停止觀測。見圖4。

墑情監(jiān)測主要是通過對土壤含水率的測定，來判定土壤干濕狀況，從而為農田灌溉管理服務。

經(jīng)對2014年的墑情資料進行分析，2014年灌溉期間3 個墑情監(jiān)測站10cm 土壤含水率除極少數(shù)小于20%外，絕大多數(shù)在20%以上，屬于偏濕狀態(tài)。詳見表4和圖3。

表4 2014年墑情監(jiān)測站10cm土壤含水率表單位：%

表5 2013、2014年6-10月大于35℃高溫天數(shù)對照表

表6 2014年毛灌溉用水定額分析表

圖3 2014年6-10月10cm土壤含水率圖

圖4 鎮(zhèn)江市墑情監(jiān)測站點現(xiàn)狀分布圖

4.高溫天數(shù)資料對比分析

經(jīng)統(tǒng)計，2013年全市6-10月平均大于35℃高溫日數(shù)38 天，2014年高溫天氣僅為5 天，詳見表5。2013年長時間高溫天氣加快了渠道水面和田間葉面蒸發(fā)，導致田間需水量大增，毛灌溉用水定額也相對偏大。2014年的低溫天氣也是毛灌溉用水定額比2013年減少的原因之一。

通過以上相關水文、氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)分析表明，2014年的高溫天氣較少、降水日數(shù)偏多、降水量偏大、蒸發(fā)量減少、土壤含水率高是導致2014年各灌區(qū)毛灌溉用水定額較2013年偏小的主要原因。

三、灌區(qū)毛灌溉用水定額的合理性分析

通過2014年各轄市（區(qū)0間毛灌溉水定額分析表明，句容市、揚中市、鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)灌溉水定額與《江蘇省鎮(zhèn)江市水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調查分析》所分析成果基本吻合，詳見表6。

對于毛灌溉水定額偏高的地區(qū)，建議開展對灌區(qū)土壤與作物水分狀況、水土流失狀況的監(jiān)測與預報工作，并進行節(jié)水灌溉研究，使農田灌溉科學、合理，提高用水效率，有效保護有限的水資源。

通過對灌區(qū)水文氣象資料的對比分析，結合各地的水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調查分析成果，可以對灌區(qū)毛灌溉用水定額進行合理性分析。同時結合灌溉用水有效利用系數(shù)，對毛灌溉用水定額偏高的灌區(qū)，可以采取有針對性的改進措施，如加強灌區(qū)水利工程建設提高渠道防滲率、加強灌區(qū)用水管理、加強技術力量的指導和支持、加強量算儀器設備的更新、加強灌溉設施設備的改造、加強節(jié)水措施等，以進一步提高灌溉水利用有效系數(shù)。

［1］馮保清.我國不同分區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)變化特征及其影響因素分析［J］.節(jié)水灌溉，2013(06).

［2］王喜枝，常介田，王立河，鄭義，葛樹春.灌溉條件下河南省土壤墑情變化規(guī)律初探［J］.河南農業(yè)科學，2012，41(2)：73-77.

［3］方詩標.農業(yè)灌溉水利用效率影響因素研究［D］.揚州大學，2013(2).

［4］高峰，黃修橋，王景雷，李英能.渠道防滲與灌溉用水有效利用系數(shù)關系分析［J］.中國水利，2009(03).