王璞東，李 虹

(1.遼寧省農(nóng)村水利建設(shè)管理局，遼寧 沈陽 110003；2.遼寧省節(jié)約用水發(fā)展中心，遼寧 沈陽 110003)

1 研究區(qū)域

渾河流域分布在遼寧省中東部，其發(fā)源于撫順市清原縣，流經(jīng)撫順、沈陽、鞍山、營(yíng)口等市，在海城與太子河匯合后稱大遼河，向南流至營(yíng)口市入遼東灣，全長(zhǎng)415km。渾河流域分為3個(gè)計(jì)算分區(qū)，依次為：大伙房水庫(kù)以上，大伙房～沈陽，沈陽～三岔河，各分區(qū)對(duì)應(yīng)的不同作物灌溉面積見表1。

表1 渾河流域不同計(jì)算分區(qū)作物灌溉面積

2 灌溉制度分析

2.1 作物需水量計(jì)算

選擇渾河流域沈陽、撫順兩個(gè)典型站，采用1956～2015年60年系列氣象資料，按照彭曼法計(jì)算水田、水澆地、菜田、設(shè)施農(nóng)業(yè)作物需水量[1- 4]。

2.2 作物灌溉定額計(jì)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(jì)算泡田期灌溉定額。

(1)

(2)生育期灌溉定額

采用公式(2)計(jì)算水稻生育期灌溉定額。生育期內(nèi)灌水次數(shù)、灌水時(shí)間和灌水定額[5- 6]，應(yīng)根據(jù)水稻生育期內(nèi)水分變化及該時(shí)段的來水量通過逐時(shí)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(jì)算播前灌溉定額，播前灌水時(shí)間可根據(jù)當(dāng)?shù)馗鹘?jīng)驗(yàn)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(nèi)的土壤平均容重，t/m3；H—土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，m，根據(jù)作物主要根系活動(dòng)層深度確定；ωmax—H深度內(nèi)土壤田間持水率，占干土重%；ω0—H深度內(nèi)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(jì)算生育期灌溉定額。生育期內(nèi)灌水次數(shù)、灌水時(shí)間及灌水定額，應(yīng)根據(jù)旱作物生育期內(nèi)水分變化及該時(shí)段的來水量通過逐時(shí)段水量平衡演算擬定計(jì)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(nèi)有效降水量，m3/hm2；Wk—生育期內(nèi)地下水補(bǔ)給量，m3/hm2，可取自當(dāng)?shù)鼗驐l件類似地區(qū)觀測(cè)試驗(yàn)資料；W0—播前H深度土層中的原始儲(chǔ)水量，m3/hm2，無播前灌水時(shí)，其值為102γHω0，有播前灌水時(shí)，其值為102γHωmax；Ws—作物收割時(shí)H深度土層中的儲(chǔ)水量，m3/hm2，其值為102γHωs；ωs—作物收割時(shí)H深度內(nèi)土壤平均含水率，占干土重%。

表2 沈陽站不同作物長(zhǎng)系列凈灌溉定額

2.2.3灌溉定額計(jì)算結(jié)果

依據(jù)作物需水量、降雨資料、土壤條件等，計(jì)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(zhǎng)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(nóng)業(yè)用水供需分析

根據(jù)流域水資源供需平衡計(jì)算分析[10- 11]，農(nóng)業(yè)需水采用長(zhǎng)系列變動(dòng)用水過程線和常規(guī)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(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表4。從表4可知，長(zhǎng)系列變動(dòng)法農(nóng)業(yè)供水量及需水量均小于常規(guī)固定法，各計(jì)算分區(qū)長(zhǎng)系列變動(dòng)法較常規(guī)固定法供水量節(jié)約10%，需水量節(jié)約3%～9%。從農(nóng)業(yè)節(jié)約用水角度出發(fā)，在流域徑流調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)農(nóng)業(yè)灌溉用水量推薦采用長(zhǎng)系列變動(dòng)法。

4 結(jié)語

在渾河流域選取沈陽、撫順兩個(gè)典型站點(diǎn)，分析計(jì)算了水田、玉米、菜田、設(shè)施農(nóng)業(yè)等4種作物1956～2015年長(zhǎng)系列灌溉定額；分別采用長(zhǎng)系列變動(dòng)用水量和常規(guī)固定用水量計(jì)算分析渾河流域農(nóng)業(yè)用水量，對(duì)兩種方法進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)成果對(duì)比，分析了兩種方法的需水量和供水量，提出長(zhǎng)系列計(jì)算的變動(dòng)需水量?jī)?yōu)于常規(guī)固定需水量。從農(nóng)業(yè)節(jié)約用水角度出發(fā)，在流域徑流調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)農(nóng)業(yè)灌溉用水量推薦采用長(zhǎng)系列變動(dòng)法。

表4 不同方法流域徑流計(jì)算農(nóng)業(yè)水量對(duì)比表

[1] 李晶. 遼寧玉米作物系數(shù)研究[J]. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào), 2000(01): 18- 20.

[2] 葉瀾濤. 設(shè)施栽培蔬菜瓜果需水規(guī)律及其模擬研究[D]. 河海大學(xué), 2007.

[3] 張和喜. 阜新地區(qū)參考作物蒸發(fā)蒸騰量計(jì)算與非充分灌溉預(yù)報(bào)研究[D]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007.

[4] 張明炷. 土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 1994.

[5] 段愛旺. 北方地區(qū)主要農(nóng)作物灌溉用水定額[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2004.

[6] 陳玉民. 中國(guó)主要作物需水量與灌溉[M]. 北京: 水利電力出版社, 1995.

[7] 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院. 遼寧省旱田作物灌溉問題的探討[R]. 1987.

[8] DB 21/T 1237- 2015. 遼寧省行業(yè)用水定額[S].

[9] GB 50288- 99. 灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[10] 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院. 遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程(二期)初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R]. 2005.

[11] 遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院. 遼寧省經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展水資源配置規(guī)劃[R]. 2010.