渾河流域農業灌溉需水量優化分析

王璞東，李 虹

(1.遼寧省農村水利建設管理局，遼寧 沈陽 110003；2.遼寧省節約用水發展中心，遼寧 沈陽 110003)

1 研究區域

渾河流域分布在遼寧省中東部，其發源于撫順市清原縣，流經撫順、沈陽、鞍山、營口等市，在海城與太子河匯合后稱大遼河，向南流至營口市入遼東灣，全長415km。渾河流域分為3個計算分區，依次為：大伙房水庫以上，大伙房～沈陽，沈陽～三岔河，各分區對應的不同作物灌溉面積見表1。

表1 渾河流域不同計算分區作物灌溉面積

2 灌溉制度分析

2.1 作物需水量計算

選擇渾河流域沈陽、撫順兩個典型站，采用1956～2015年60年系列氣象資料，按照彭曼法計算水田、水澆地、菜田、設施農業作物需水量[1- 4]。

2.2 作物灌溉定額計算

2.2.1水稻灌溉定額

(1)泡田期灌溉定額

用水量平衡法確定水稻灌溉制度，采用公式(1)計算泡田期灌溉定額。

(1)

(2)生育期灌溉定額

采用公式(2)計算水稻生育期灌溉定額。生育期內灌水次數、灌水時間和灌水定額[5- 6]，應根據水稻生育期內水分變化及該時段的來水量通過逐時段水量平衡演算擬定。

(2)

2.2.2旱作物灌溉定額

(1)播前灌溉定額

采用公式(3)計算播前灌溉定額，播前灌水時間可根據當地耕作經驗確定。

M1=102γh(ωmax-ω0)

(3)

式中，M1—播前灌水定額，m3/hm2；M2—生育期灌溉定額，m3/hm2；γ—H深度內的土壤平均容重，t/m3；H—土壤計劃濕潤層深度，m，根據作物主要根系活動層深度確定；ωmax—H深度內土壤田間持水率，占干土重%；ω0—H深度內播前土壤平均含水率，占干土重%。

(2)生育期灌溉定額

采用公式(4)計算生育期灌溉定額。生育期內灌水次數、灌水時間及灌水定額，應根據旱作物生育期內水分變化及該時段的來水量通過逐時段水量平衡演算擬定計算[7- 9]。

M2=ET-P0-Wk-(W0-WS)

(4)

式中，ET—作物全生育期總需水量，m3/hm2；P0—生育期內有效降水量，m3/hm2；Wk—生育期內地下水補給量，m3/hm2，可取自當地或條件類似地區觀測試驗資料；W0—播前H深度土層中的原始儲水量，m3/hm2，無播前灌水時，其值為102γHω0，有播前灌水時，其值為102γHωmax；Ws—作物收割時H深度土層中的儲水量，m3/hm2，其值為102γHωs；ωs—作物收割時H深度內土壤平均含水率，占干土重%。

表2 沈陽站不同作物長系列凈灌溉定額

2.2.3灌溉定額計算結果

依據作物需水量、降雨資料、土壤條件等，計算得到沈陽站、撫順站1956～2015年各作物凈灌溉定額，其中沈陽站不同作物長系列灌溉定額見表2，灌溉定額典型值見表3。

表3 沈陽站不同作物凈灌溉定額典型值

3 農業用水供需分析

根據流域水資源供需平衡計算分析[10- 11]，農業需水采用長系列變動用水過程線和常規固定用水過程線(水田取75%保證率灌溉定額，其它作物取50%保證率灌溉定額)兩種方法進行計算，計算結果見表4。從表4可知，長系列變動法農業供水量及需水量均小于常規固定法，各計算分區長系列變動法較常規固定法供水量節約10%，需水量節約3%～9%。從農業節約用水角度出發，在流域徑流調節計算時農業灌溉用水量推薦采用長系列變動法。

4 結語

在渾河流域選取沈陽、撫順兩個典型站點，分析計算了水田、玉米、菜田、設施農業等4種作物1956～2015年長系列灌溉定額；分別采用長系列變動用水量和常規固定用水量計算分析渾河流域農業用水量，對兩種方法進行徑流調節成果對比，分析了兩種方法的需水量和供水量，提出長系列計算的變動需水量優于常規固定需水量。從農業節約用水角度出發，在流域徑流調節計算時農業灌溉用水量推薦采用長系列變動法。

表4 不同方法流域徑流計算農業水量對比表

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[10] 遼寧省水利水電勘測設計研究院. 遼寧省大伙房水庫輸水工程(二期)初步設計報告[R]. 2005.

[11] 遼寧省水利水電勘測設計研究院. 遼寧省經濟社會可持續發展水資源配置規劃[R]. 2010.