◎ 劉鐵龍

1 引言

陜西關(guān)中寶雞峽灌區(qū)、涇惠渠灌區(qū)、交口抽渭灌區(qū)、石頭河灌區(qū)、桃曲坡灌區(qū)、馮家山灌區(qū)、羊毛灣灌區(qū)、洛惠渠灌區(qū)、石堡川灌區(qū)灌區(qū)等九大灌依渭河橫貫關(guān)中平原，灌溉寶雞、咸陽、西安、渭南、銅川5市880多萬畝農(nóng)田，灌區(qū)糧食產(chǎn)量占全省總產(chǎn)的三分之一，是我省重要的糧棉油主產(chǎn)區(qū)，對全省穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展起著舉足輕重的作用。

2010年陜西省渭河流域總用水量為50.57億m3，其中農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城鎮(zhèn)生活、農(nóng)村生活、建筑業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和生態(tài)環(huán)境的用水量分別為31.04m3、9.10m3、4.96m3、2.71m3、0.77m3、1.08 億 m3和0.91億m3，農(nóng)業(yè)用水占總用水量的61.4%，是第一用水大戶。目前，渭河水量調(diào)度工作主要調(diào)度對象就是流域以農(nóng)業(yè)灌溉為主的九大灌區(qū)用水，因此，開展九大灌區(qū)需水分析對渭河水資源優(yōu)化配置研究和有效實施渭河水資源管理與調(diào)度具有十分重要意義。

2 關(guān)鍵農(nóng)業(yè)期分析

以冬小麥、夏玉米、棉花以及果樹等不同作物按照耗水特性和灌溉制度進行分析，灌區(qū)的灌溉一般分為冬灌、春灌、夏灌三個灌溉季節(jié)，秋灌因用水量小一般含在夏灌中。依據(jù)各灌區(qū)多年的灌溉年報分析,冬灌每年一般從11月1日開始,到元月31日結(jié)束；春灌一般每年從2月1日開始,到5月31日結(jié)束；夏灌一般每年從6月1日開始，到8月31日結(jié)束；秋灌每年從9月1日開始,到10月31日結(jié)束。關(guān)中灌區(qū)各主要作物生育期如表1所示，指作物從播種到成熟收割的整個生長季節(jié)，又稱作物的農(nóng)歷圖。

通過分析關(guān)中各灌區(qū)主要作物需水量、需水規(guī)律、水量盈虧與需水過程，結(jié)合灌區(qū)實際用水和灌溉試驗資料，各主要作物的用水關(guān)鍵期如下：

對于冬小麥，一般年份應保證冬灌，以促進冬前有效分蘗，增加地溫；若沒有進行冬灌,則必須保證一次早春灌，即2月下旬至4月上旬。這次灌水對冬小麥生長與增產(chǎn)至關(guān)重要，同時冬小麥起身拔節(jié)期也為需水關(guān)鍵期，在水量調(diào)配中必須予以保證。

對夏玉米來說，若前茬小麥耗水過多，土壤墑情差，直接影響到玉米的出苗，那6月下旬的保出苗水就很重要。同時7月上旬至7月下旬的夏玉米拔節(jié)期為需水關(guān)鍵期，從配水的角度，都必須予以保證。

棉花需水關(guān)鍵期為6月下旬至7月中旬的結(jié)蕾期，應保證其用水量。

對于果樹來說，其需水關(guān)鍵期為每年4月至5月的開花坐果期（春灌）和7月至8月的果實膨大期（夏灌），濕潤年一般可根據(jù)實際情況灌一次水；一般年份需根據(jù)降雨與水源來水情況冬灌或春灌、開花座果期與果實膨大期各擇一灌溉即可；干旱年則需要進行冬灌、春灌及夏灌。

其他作物如西瓜，其需水關(guān)鍵期同樣為開花座果期（春灌）與果實膨大期（夏灌），但相對果樹而言，其灌水定額要小，灌水次數(shù)也要少一點。

3 適宜需水與最低需水分析

農(nóng)業(yè)灌溉適宜需求是指根據(jù)作物不同生育階段的特點，結(jié)合當?shù)匾喔葪l件，基本能滿足作物豐產(chǎn)增收要求的灌溉需水量和需水過程。農(nóng)業(yè)灌溉最低需求是指在確定不同作物關(guān)鍵生長期的基礎上，為防止出現(xiàn)作物大幅度減產(chǎn)甚至絕收，優(yōu)先保障關(guān)鍵農(nóng)業(yè)期灌溉的需水量和需水過程。通過收集渭河流域九大灌區(qū)的灌溉需水數(shù)據(jù)，分析區(qū)域各主要作物的關(guān)鍵農(nóng)業(yè)期需水，以此為基礎確定渭河流域九大灌區(qū)的適宜需求和最低需求農(nóng)業(yè)用水量。

圖1 寶雞峽灌區(qū)實際灌溉水量與計算灌溉水量對比

圖2 渭河流域九大灌區(qū)各頻率年適宜灌溉需水量

圖3 渭河流域九大灌區(qū)各頻率年最低灌溉需水量

圖4 渭河流域九大灌區(qū)各頻率年最低灌溉與適宜灌溉需水量對比

表1 渭河流域九大灌區(qū)不同頻率年適宜凈灌溉定額和最低凈灌溉定額

本文在分析確定渭河流域九大灌區(qū)不同作物關(guān)鍵生長期灌溉需水量及需水過程的基礎上，對九大灌區(qū)的作物種類和灌溉制度進行深入分析，重點保證各作物的關(guān)鍵需水期灌溉用水，計算得到九大灌區(qū)不同水文頻率下各水平年的農(nóng)業(yè)灌溉適宜需水量和最低需水量。將現(xiàn)狀年（2011年）的渭河流域農(nóng)業(yè)灌溉需水量計算成果與實際灌溉水量統(tǒng)計結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)，流域各大灌區(qū)的實際灌溉水量介于最低需水量和適宜需水量之間，部分灌區(qū)實際灌溉水量接近最低需水量計算值，這與流域灌溉現(xiàn)狀相吻合，說明渭河流域各大灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉需水量的計算結(jié)果較為合理，可以作為基本需水情景進行進一步的分析。

以寶雞峽為例，1996年～2005年實際年灌溉水量與計算適宜灌溉水量、計算最低灌溉水量對比見圖1。分析發(fā)現(xiàn)，寶雞峽灌區(qū)適宜灌溉需水量各頻率年逐旬過程主要包括春灌、夏灌和冬灌三部分，而最低灌溉需水量各頻率年逐旬過程主要是夏灌和冬灌。適宜灌溉需水量和最低灌溉需水量均與年降水量頻率密切相關(guān)，豐水年灌溉需水量較小，枯水年灌溉需水量較大。寶雞峽灌區(qū)各頻率年最低灌溉需水量約為適宜灌溉需水量的40%～60%，實際灌溉需水量接近甚至略小于最低灌溉需水量。

渭河流域九大灌區(qū)不同頻率年適宜灌溉需水量及最低灌溉需水量見圖2～圖3。渭河流域九大灌區(qū)不同頻率年最低灌溉與適宜灌溉需水量對比見圖4。分析發(fā)現(xiàn)，渭河流域九大灌區(qū)最低灌溉需水量和適宜灌溉需水量均隨著年降水量的減小而增大，豐水年最低灌溉需水量約為適宜灌溉需水量的60%，平水年和枯水年約為40%～50%，這和寶雞峽灌區(qū)的分析結(jié)果較為一致。

渭河流域九大灌區(qū)不同頻率年適宜凈灌溉定額和最低凈灌溉定額見表1，渭河流域九大灌區(qū)各水平年不同頻率下適宜灌溉定額和適宜灌溉需水量見表2，渭河流域九大灌區(qū)各水平年不同頻率下最低灌溉定額和最低灌溉需水量見表3。

分析發(fā)現(xiàn)，渭河流域九大灌區(qū)最低凈灌溉定額和適宜凈灌溉定額均隨著年降水量的減小而增大，各灌區(qū)平均最低凈灌溉定額約為41m3/畝～76m3/畝，平均適宜凈灌溉定額約為72m3/畝～157m3/畝?？紤]灌溉水利用效率系數(shù)以后，各灌區(qū)平均最低灌溉定額約為60m3/畝～120m3/畝，平均適宜灌溉定額約為110m3/畝～260m3/畝。從不同頻率年來看，各灌區(qū)適宜灌溉定額豐水年時在80m3/畝～160m3/畝之間，平水年在110m3/畝～230m3/畝之間，枯水年在170m3/畝～260m3/畝之間，特枯年在190m3/畝～290m3/畝之間；各灌區(qū)最低灌溉定額豐水年時在40m3/畝～90m3/畝之間，平水年在60m3/畝～120m3/畝之間，枯水年在80m3/畝～140m3/畝之間，特枯年在100m3/畝～160m3/畝之間。

表2 渭河流域九大灌區(qū)各水平年不同頻率下適宜灌溉定額和適宜灌溉需水量

表3 渭河流域九大灌區(qū)各水平年不同頻率下最低灌溉定額和最低灌溉需水量

從不同灌區(qū)來看，適宜灌溉定額和最低灌溉定額較大的是洛惠渠灌區(qū)、馮家山灌區(qū)和石頭河灌區(qū)，較小的是桃曲坡灌區(qū)；適宜灌溉需水量和最低灌溉需水量較大的是寶雞峽灌區(qū)，較小的是石堡川灌區(qū)、桃曲坡灌區(qū)和羊毛灣灌區(qū)。此外，隨著各水平年灌溉水利用效率的提高，渭河流域九大灌區(qū)最低灌溉定額和適宜灌溉定額均呈下降趨勢。

總的來說，渭河流域各農(nóng)業(yè)灌區(qū)均處于非充分灌溉狀態(tài)，實際灌溉過程已經(jīng)接近最低灌溉需水量。在渭河流域社會經(jīng)濟快速發(fā)展的情況下，為防止工業(yè)用水等進一步擠占農(nóng)業(yè)用水進而造成糧食安全隱患，需要依據(jù)用水優(yōu)先等級劃分結(jié)果，對區(qū)域灌溉過程和灌溉水量進行科學分配和高效保障。

4 建議

（1）今后研究灌區(qū)需水時可以將時段劃分更細一些，以便更好地體現(xiàn)作物生長用水問題。還可以引入生產(chǎn)函數(shù)，對產(chǎn)量和灌溉水量之間進行計算，推導其關(guān)系，進一步確定最適宜灌溉需水量。

（2）各主要作物的需水關(guān)鍵期是合理實施水量調(diào)度的基本依據(jù)。建議在實施水量調(diào)度過程中，要求各灌區(qū)上報用水計劃的同時上報灌溉的作物組成及面積，以利于進一步核實實際的灌溉需水量。

（3）實施節(jié)水治污與最嚴格水資源管理，發(fā)展高效節(jié)水灌溉，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

（4）加快實施引漢濟渭工程，緩解灌溉水資源緊缺問題。陜西水利