姜彩珍
摘 要:灌溉農(nóng)田對水資源的需求量是極大的,尤其是我國是一個農(nóng)業(yè)大國,對水資源的需求量是非常大的,因此需要進(jìn)行節(jié)水增產(chǎn),這樣就能夠節(jié)約水資源,也不會影響灌溉農(nóng)田的產(chǎn)量?,F(xiàn)在地下水的開采量已經(jīng)變得非常大,因此一定要對地下水進(jìn)行合理的開采,本文就是通過分析灌溉農(nóng)田節(jié)水增產(chǎn)對地下水開采量的影響,使地下水資源能夠得到合理的利用,保護(hù)水資源。
關(guān)鍵詞:灌溉農(nóng)田;節(jié)水增產(chǎn);地下水開采量
現(xiàn)在我國的地下水處于超量開采的狀態(tài),除了生活和工業(yè)用水之外,農(nóng)業(yè)用水量也是非常多的,在水資源開采中占有很大的比重,大約占了75.6%左右,糧食生產(chǎn)需要大量的水,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)并沒有達(dá)到領(lǐng)先水平,隨著農(nóng)業(yè)種植面積的不斷增加,農(nóng)業(yè)灌溉的面積也在逐漸的增加,對地下水的開采量也就在逐漸的增加,因此一定要研究灌溉農(nóng)田節(jié)水增產(chǎn)對地下水開采量的研究,在合理利用的前提下,涵養(yǎng)水源,使水資源能夠被我們持續(xù)的利用。
1 灌溉農(nóng)田區(qū)的用水狀況和水文地質(zhì)條件
本文是通過對某傾斜平原的灌溉區(qū)域進(jìn)行研究,這一地區(qū)的海拔有100m,整個面積有6976km2,從過去到現(xiàn)在年平均的降水量達(dá)到了496.4mm,但是蒸發(fā)量卻達(dá)到了1589.5mm,地下水的含水層主要是由沖積扇組形成的,沖積扇是主要的影響因素,而地下水的補(bǔ)給是來自于降水,因此補(bǔ)給的來源比較單一,在利用的過程中就要考慮到可持續(xù)發(fā)展性,保證水資源不會枯竭,尤其是在農(nóng)業(yè)灌溉中,一定要合理的利用水資源。
通過調(diào)查顯示,這一區(qū)域耕地的面積是59.42萬km2,在這些耕地面積中,旱地的面積有51.45萬km2,水田有381km2,節(jié)水灌溉的面積達(dá)到了30.08萬km2,機(jī)電井有13.2萬眼,噴滴灌的耕地面積有2.93km2,低壓灌溉的耕地面積達(dá)到了14.82萬km2,糧食產(chǎn)量從單產(chǎn)和總產(chǎn)量上來看,分別是6582kg/km2和482.43萬t/a,以上就是這一研究區(qū)域的總體情況,在研究的過程中,不能夠忽略灌溉農(nóng)田的區(qū)域特點,必須要將環(huán)境等因素考慮到其中,從綜合的角度對灌溉區(qū)域節(jié)水增產(chǎn)進(jìn)行研究。
2 最近50年氣候和地下水流場變化
2.1 氣候的變化
從氣候上來看,這一區(qū)域在二十世紀(jì)五十年代的時候,平均的降水量是580.6~581.2mm,到了二十世紀(jì)六十年代至八十年代的時候,降水量是471.2~491mm,二十世紀(jì)九十年代的時候,平均降水量是471.5mm,從氣溫上來看平均的氣溫是13.28℃,這是50多年來的平均氣溫,從整體上來,氣溫從12.64上升到了現(xiàn)在的13.72℃,氣溫在逐漸的升高,降水在逐漸的減少,這樣對區(qū)域性用水是極為不利的。但是本研究區(qū)域的主要地下水補(bǔ)給就是區(qū)域降水,如果區(qū)域降水在逐漸的減少,那么地下水資源就會越來越少,對水資源是極為不利的。
2.2 地下水流場的變化
從研究可以知道在二十世紀(jì)六十年代的時候,地下水流場還處于天然的狀態(tài),在整個研究區(qū)域淺層地下水的標(biāo)高一直都是大于0m的,現(xiàn)在水位標(biāo)高的最高處是在某河流的沖擊扇的頂部,大約為80m左右,而山前沖擊平原的前緣地帶,淺層的地下水在標(biāo)高上達(dá)到了10~20m左右,整個地下水的流向是從山前向著東和東南流動的,之后匯合成一處。到了二十世紀(jì)七十年代的時候,這一區(qū)域的地下水就開始保持著超額開采的狀態(tài),這樣就導(dǎo)致了地下水資源的水位在逐漸的下降,從上術(shù)分析中可以知道,這一時期降水就開始減少,溫度也開始升高,地下水的開采量已經(jīng)無法進(jìn)行正常的補(bǔ)給,淺層的水位也下降到了5~20m,在東部地區(qū),水位已經(jīng)達(dá)到了5~15m,地下水位的下降速度達(dá)到了0.45m/a,從二十世紀(jì)七十年代至今,地下水位在持續(xù)的下降中,下降的速率也比較大。
3 灌溉農(nóng)田區(qū)節(jié)水增產(chǎn)對地下水開采量和強(qiáng)度的影響
在本區(qū)域內(nèi)玉米和小麥?zhǔn)侵饕霓r(nóng)作物,農(nóng)業(yè)用水就是在給予玉米和小麥提供灌溉水源。最近50年來,玉米和小麥的產(chǎn)量在逐漸的增加,糧食的產(chǎn)量已經(jīng)從1262kg/km2增加到了6613kg/km2,每五年的遞增數(shù)量達(dá)到了568kg/hm2,糧食的總產(chǎn)量也已經(jīng)從33.4萬t/a達(dá)到了467.5萬t/a,平均每五年的遞增數(shù)量達(dá)到了46.2萬t,從數(shù)據(jù)上可以看出,糧食產(chǎn)量在逐漸的增加,現(xiàn)在的糧食產(chǎn)量同過去相比,已經(jīng)達(dá)到了每五年地遞增942kg/hm2,無論是從單產(chǎn)上來看,還是從總產(chǎn)上來看,糧食產(chǎn)量都已經(jīng)得到了大量的提高。
由于研究區(qū)地下水是主要供給水源,年開采量占總用水量的80%以上,所以農(nóng)業(yè)區(qū)地下水開采量與糧食產(chǎn)量之間呈正相關(guān)關(guān)系,隨著糧食產(chǎn)量逐年增加,地下水開采量不斷增大,同時每公斤糧食生產(chǎn)所耗用地下水開采量(耗用強(qiáng)度)不斷減少。例如1970-2011年多年平均糧食產(chǎn)量33.4萬t/a,地下水開采量10.4億m3/a,每公斤糧食生產(chǎn)耗用地下水開采量平均3.11m3。20世紀(jì)70年代初期,多年平均糧食產(chǎn)量增至94.8萬t/a,地下水實際開采量達(dá)到22.2億m3/a,每公斤糧食生產(chǎn)耗用地下水開采量減少為2.34m3;70年代后期,多年平均糧食產(chǎn)量144.1萬t/a,地下水開采量24.6億m3/a,平均每公斤糧食生產(chǎn)耗用地下水開采量1.71m3。相對1953-1970年均值,20世紀(jì)70年代的糧食單產(chǎn)和總產(chǎn)量增幅分別為102%~168%和183%~331%,地下水開采量增幅為113%~137%,而每千克糧食生產(chǎn)平均耗用地下水開采量則從3.11m3下降至1.71m3,下降幅度達(dá)到45%。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代,相對70年代后期,糧食單產(chǎn)和總產(chǎn)量又進(jìn)一步大幅提高,分別增加22%~40%和33%~69%,每千克糧食生產(chǎn)耗用地下水開采量進(jìn)一步減少,由1.71m3/kg降至1.02~1.31m3/kg,降幅23%~40%,以至80年代年均地下水開采量增幅不足3%,但是最小年開采量較前階段多1.7億m3,占該階段平均開采量的6.83%。在20世紀(jì)90年代,糧食產(chǎn)量增幅加大,氣候為近50年來較為干旱時期。相對80年代后期,糧食總產(chǎn)量平均增加每年111萬~225萬t,增幅達(dá)到46%~93%;單產(chǎn)平均增加931~1882kg/hm2,增幅為20%~40%。在這一時期,每千克糧食生產(chǎn)耗用地下水開采量從1.02m3降至0.58m3,降幅為43.1%;地下水開采量凈增2.2億~2.5億m3a,增幅為8.9%~10.1%,最大開采量到達(dá)歷史最高值,為30億m3/a,最小開采量較前階段多3.2億m3/a,占該階段平均開采量的11.83%。到了2010-2015年期間,糧食單產(chǎn)和總產(chǎn)量出現(xiàn)減產(chǎn),分別從467.6萬t/a降至457.5萬t/a和從6613kg/hm2降至6531kg/hm2。同時,每千克糧食生產(chǎn)耗用地下水開采量進(jìn)一步下降,從0.58m3/kg降至0.53m3/kg。在糧食減產(chǎn)、農(nóng)田灌溉節(jié)水和降水量增加多種因素影響下,地下水實際開采量從27.2億m3/a下降至24.4億m3/a。
4 結(jié)論
綜上所述,近50年來該河流域平原區(qū)糧食產(chǎn)量持續(xù)提高導(dǎo)致灌溉農(nóng)田區(qū)地下水開采量不斷增加,農(nóng)藝、生物、器具和管理節(jié)水技術(shù)不斷發(fā)展促使農(nóng)田灌溉節(jié)水水平不斷提高,有效地緩解了農(nóng)業(yè)地下水開采量增加的速率,為糧食持續(xù)大幅增產(chǎn)提供了保障條件。
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