浑河流域农业灌溉需水量优化分析

2018-03-29王璞东

水利技术监督 2018年2期

王璞东，李虹

(1.辽宁省农村水利建设管理局，辽宁沈阳 110003；2.辽宁省节约用水发展中心，辽宁沈阳 110003)

1 研究区域

浑河流域分布在辽宁省中东部，其发源于抚顺市清原县，流经抚顺、沈阳、鞍山、营口等市，在海城与太子河汇合后称大辽河，向南流至营口市入辽东湾，全长415km。浑河流域分为3个计算分区，依次为：大伙房水库以上，大伙房～沈阳，沈阳～三岔河，各分区对应的不同作物灌溉面积见表1。

表1 浑河流域不同计算分区作物灌溉面积

2 灌溉制度分析

2.1 作物需水量计算

选择浑河流域沈阳、抚顺两个典型站，采用1956～2015年60年系列气象资料，按照彭曼法计算水田、水浇地、菜田、设施农业作物需水量[1- 4]。

2.2 作物灌溉定额计算

2.2.1水稻灌溉定额

(1)泡田期灌溉定额

用水量平衡法确定水稻灌溉制度，采用公式(1)计算泡田期灌溉定额。

(1)

(2)生育期灌溉定额

采用公式(2)计算水稻生育期灌溉定额。生育期内灌水次数、灌水时间和灌水定额[5- 6]，应根据水稻生育期内水分变化及该时段的来水量通过逐时段水量平衡演算拟定。

(2)

2.2.2旱作物灌溉定额

(1)播前灌溉定额

采用公式(3)计算播前灌溉定额，播前灌水时间可根据当地耕作经验确定。

M1=102γh(ωmax-ω0)

(3)

式中，M1—播前灌水定额，m3/hm2；M2—生育期灌溉定额，m3/hm2；γ—H深度内的土壤平均容重，t/m3；H—土壤计划湿润层深度，m，根据作物主要根系活动层深度确定；ωmax—H深度内土壤田间持水率，占干土重%；ω0—H深度内播前土壤平均含水率，占干土重%。

(2)生育期灌溉定额

采用公式(4)计算生育期灌溉定额。生育期内灌水次数、灌水时间及灌水定额，应根据旱作物生育期内水分变化及该时段的来水量通过逐时段水量平衡演算拟定计算[7- 9]。

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

(4)

式中，ET—作物全生育期总需水量，m3/hm2；P0—生育期内有效降水量，m3/hm2；Wk—生育期内地下水补给量，m3/hm2，可取自当地或条件类似地区观测试验资料；W0—播前H深度土层中的原始储水量，m3/hm2，无播前灌水时，其值为102γHω0，有播前灌水时，其值为102γHωmax；Ws—作物收割时H深度土层中的储水量，m3/hm2，其值为102γHωs；ωs—作物收割时H深度内土壤平均含水率，占干土重%。

表2 沈阳站不同作物长系列净灌溉定额

2.2.3灌溉定额计算结果

依据作物需水量、降雨资料、土壤条件等，计算得到沈阳站、抚顺站1956～2015年各作物净灌溉定额，其中沈阳站不同作物长系列灌溉定额见表2，灌溉定额典型值见表3。

表3 沈阳站不同作物净灌溉定额典型值

3 农业用水供需分析

根据流域水资源供需平衡计算分析[10- 11]，农业需水采用长系列变动用水过程线和常规固定用水过程线(水田取75%保证率灌溉定额，其它作物取50%保证率灌溉定额)两种方法进行计算，计算结果见表4。从表4可知，长系列变动法农业供水量及需水量均小于常规固定法，各计算分区长系列变动法较常规固定法供水量节约10%，需水量节约3%～9%。从农业节约用水角度出发，在流域径流调节计算时农业灌溉用水量推荐采用长系列变动法。

4 结语

在浑河流域选取沈阳、抚顺两个典型站点，分析计算了水田、玉米、菜田、设施农业等4种作物1956～2015年长系列灌溉定额；分别采用长系列变动用水量和常规固定用水量计算分析浑河流域农业用水量，对两种方法进行径流调节成果对比，分析了两种方法的需水量和供水量，提出长系列计算的变动需水量优于常规固定需水量。从农业节约用水角度出发，在流域径流调节计算时农业灌溉用水量推荐采用长系列变动法。