河北省山前平原種植業水資源供需及節水潛力研究

侯 亮，張新仕，胡景輝，劉素英

（河北省農林科學院農業信息與經濟研究所，河北 石家莊 050051）

河北省是我國資源性缺水省份之一[1]。該區水資源特點表現為降水分配不平衡，年內和年際間變化大；水資源空間分布不均勻，與耕地和生產力布局不匹配；地下水超采，形成大面積的地下水漏斗群等。同時，河北省也是我國農產品主產區，種植業用水量大，供需矛盾日漸突出。河北省山前平原包括太行山前平原和燕山山前平原，屬暖溫帶季風氣候，年降水量400～800 mm，進入21世紀以來降水呈減少趨勢，人均水資源占有量遠低于全國平均水平，為河北省水資源較為短缺的區域之一。通過對河北省山前平原的可利用水量、經濟需水量和有效消耗水量進行分析，探究該區域種植業水資源的供需關系與節水潛力，以期為區域作物布局調整及節水技術優化提供參考。

1 材料與方法

研究區域為河北省山前平原，包括太行山前平原和燕山山前平原。根據年降水量，將降水年型劃分為豐水年、枯水年和常年：將1980～2012年的年降水量由多到少進行排序，將排名前8位的年份劃分為豐水年，將排名后8位的年份劃分為枯水年，其余年份均為常年。以2010～2012年作為現狀年。4個年型的平均降水量分別為644.72、393.49、493.88和531.23 mm。通過可利用灌溉水量（Wirr）、可利用降水量（Wrai）、有效消耗水量（Wval）和主要作物的經濟需水量（Wdem）數據，計算獲得可利用水量（Wsup）、供需偏離度（Wd）、供需平衡（Wban）和節水潛力（Wsav）。計算公式為：

2 結果與分析

2.1 河北省山前平原的可利用水量

可利用降水量指作物生長期內耕地面積上全年的降水總量。考慮到降水資源的不可移動性，非耕地降水資源未計算在內。河北省山前平原常年可利用降水量為63.03億m3，豐水年為84.82億m3，枯水年為45.33億m3，現狀年為63.57億m3（表1）。

河北省山前平原的可利用灌溉水主要來自地下水，總量為25.00億m3。常年、豐水年、枯水年和現狀年的可利用水量分別為88.03億、109.82億、70.33億和88.57億m3，其中，枯水年可利用水量為豐水年的64.04%。區域水資源總量的有限性決定了農業灌溉用水量的有限性[2]，河北省山前平原的可利用水量主要來自降水，各年型下占比達64.45%～77.24%。

2.2 河北省山前平原的水資源供需平衡分析

可利用水量反映作物可以實際利用的水量，即供水量。經濟需水量指作物在土壤水分適宜、肥力狀態良好、農藝措施適當的條件下，作物能夠充分發揮其生產潛勢時的理想耗水量[3]，反映了作物實際的需水量。可利用水量與經濟需水量體現了水資源的供需關系。河北省山前平原經濟需水量為108.19億m3。

供需偏離度即實際與目標間的偏離程度，體現了供水量與需水量的平衡關系，反映了水資源的盈虧狀況。偏離度為正值時，水資源為盈余狀態，值越大，盈余量越大；偏離度為負值時，水資源為虧缺狀態，值越小，虧缺量越大。該指標能夠科學體現區域種植業水資源的利用現狀，為用水效率評價及水資源優化提供重要依據[4]。河北省山前平原常年、枯水年和現狀年的供需偏離度分別為-0.19、-0.35和-0.18，即只有豐水年有1.63億m3的盈余；而在常年、枯水年和現狀年均存在水資源需求缺口，其中，枯水年水資源最為短缺，缺口高達37.86億m3。

2.3 河北省山前平原的節水潛力分析

國內外對節水潛力的計算沒有統一的方法[5]。傳統節水潛力分析一般指取用水節水，反映區域水資源取用量的節約量[6]。河北省山前平原的種植業節水潛力主要來自技術節水，即在用水環節，通過合理配置用水技術和制度，達到節約用水的目的。本研究在不考慮地表徑流、滲漏和蒸騰條件下，從宏觀角度分析了消耗水量與作物經濟需水量間的平衡關系，二者的差值可以直觀體現節水潛力。

表1 各年型下水資源的供需指標Table 1 Water supply-demand index in different years

在本研究條件下，有效消耗水量等于可利用降水量與實際灌溉水量（數據來源于《河北省灌溉水定額調查報告》）之和，反映了作物生長期內實際消耗的水量。河北省山前平原常年、豐水年、枯水年和現狀年的有效消耗水量分別為125.39億、147.18億、107.69億和125.93億m3，受年型影響較大，其中，枯水年為豐水年的73.17%。

河北省山前平原常年、豐水年和現狀年的節水潛力分別為17.20億、38.99億和17.74億m3，枯水年無節水潛力。

3 結論與討論

對河北省山前平原種植業可利用水量、有效消耗水量和經濟需水量等指標進行分析，結果表明，河北省山前平原種植業水資源在常年、枯水年和現狀年均存在需求缺口，需求偏離度分別為-0.19、-0.35和-0.18，僅豐水年有1.63億m3的盈余。因作物消耗水量大于其經濟需水量，可通過技術優化和制度保障的方式，在用水環節上實現節水目標[7]，其中，常年、豐水年和現狀年的節水潛力分別為17.20億、38.99億和17.74億m3，枯水年無節水潛力。對于如何調整作物布局及優化節水技術，指導河北省山前平原種植業科學用水、制訂節水灌溉發展策略及水資源利用策略，仍需進一步研究。

［1］王慧軍，李志宏，張喜英.河北省種植業高效用水技術路線圖［M］.北京：中國農業出版社，2011：1.

［2］姜新慧，徐其士.農業灌溉節水潛力評價［J］.華北水利水電學院學報，2012，33（3）：27-29.

［3］王春澤，喬光建.河北省降水特性與農業需水耦合關系分析［J］.南水北調與水利科技，2008，6（6）：90-93.

［4］劉路廣，崔遠來，王建鵬.基于水量平衡的農業節水潛力計算新方法［J］.水科學進展，2011，22（5）：696-702.

［5］譚玉梅，師學峰，張功強，張 達.河套灌區節水潛力淺析 ［J］.內蒙古水利，2009，（1）：103-104.

［6］裴源生，張金萍，趙 勇.寧夏灌區節水潛力的研究［J］.水利學報，2007，38（2）：239-243.

［7］康紹忠，楊金忠，裴源生.海河流域農田水循環過程與農業高效用水機制［M］.北京：科學出版社，2013：258.