陕西渭河九大灌区需水分析

更新时间:2019-10-15 来源:工程论文 点击:

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  1引言

  陕西关中宝鸡峡灌区、泾惠渠灌区、交口抽渭灌区、石头河灌区、桃曲坡灌区、冯家山灌区、羊毛湾灌区、洛惠渠灌区、石堡川灌区灌区等九大灌依渭河横贯关中平原,灌溉宝鸡、咸阳、西安、渭南、铜川 5 市 880 多万亩农田,灌区粮食产量占全省总产的三分之一,是我省重要的粮棉油主产区,对全省稳定和经济发展起着举足轻重的作用。

  2010 年陕西省渭河流域总用水量为 50.57 亿 m³,其中农业、工业、城镇生活、农村生活、建筑业、第三产业和生态环境的用水量分别为 31.04m³、9.10m³、4.96m³、2.71m³、0.77m³、1.08 亿 m³和0.91 亿 m³,农业用水占总用水量的61.4%,是第一用水大户。目前,渭河水量调度工作主要调度对象就是流域以农业灌溉为主的九大灌区用水,因此,开展九大灌区需水分析对渭河水资源优化配置研究和有效实施渭河水资源管理与调度具有十分重要意义。

  2关键农业期分析

  以冬小麦、夏玉米、棉花以及果树等不同作物按照耗水特性和灌溉制度进行分析,灌区的灌溉一般分为冬灌、春灌、夏灌三个灌溉季节,秋灌因用水量小一般含在夏灌中.依据各灌区多年的灌溉年报分析,冬灌每年一般从11月1日开始,到元月31日结束;春灌一般每年从2 月 1 日开始, 到 5 月31日结束;夏灌一般每年从6月1日开始,到8月31日结束;秋灌每年从9月1日开始,到10月31日结束。关中灌区各主要作物生育期如表1所示,指作物从播种到成熟收害」的整个生长季节,又称作物的农历图。

  通过分析关中各灌Ix_主要作物需水量、需水规律、水量盈亏与需水过程,结介灌区实际用水和灌溉试验资料,各主要作物的用水关键期如下:

  对于冬小麦,般年份应保证冬灌,以促进冬前有效分集,增加地温;若没有进行冬灌,则必须保证次早春灌,即2月下旬至4月上旬。这次灌水对冬小麦生长与增产至关重要,同时冬小麦起身拔节期也为需水关键期,在水量调配中必须子以保证。

  对夏玉米来说,若前茬小麦耗水过多,土壤墒情差,H.接影响向到玉米的出苗,那6月下旬的保出苗水就很重要。同时7月上旬至7月下旬的夏玉米拔节期为需水关键期,从配水的角度,都必须子以保证。棉花需水关键期为6月下旬至7月中旬的结蕾期,应保证其用水量。

  对于果树来说,其需水关键期为每年4月至5月的开花坐果期(春灌)和7月至8月的果实膨大期(夏灌),湿润年般叫根据实际情况灌次水;般年份需根据降}}IO与水源来水情况冬灌或春灌、开花座果期与果实膨大期各择灌溉即叫;十旱年则需要进行冬灌、春灌及夏灌。

  其他作物如西瓜,其需水关键期同样为开花座果期(春灌)与果实膨大期(夏灌),但相对果树而言,其灌水定额要小,灌水次数也要少点、3适宜需水与最低需水分析。

  农业灌溉适宜需求是指根据作物小同生育阶段的特点,结介当地引水灌溉条件,基本能满足作物丰产增收要求的灌溉需水量和需水过程。农业灌溉最低需求是指在确定小同作物关键生长期的基础上,为防!卜出现作物大幅度减产甚至绝收,优先保障关键农业期灌溉的需水量和需水过程。通过收集渭河流域九大灌区的灌溉需水数据,分析区域各主要作物的关键农业期需水,以此为基础确定渭河流域九大灌区的适宜需求和最低需求农业用水量。

  本文在分析确定渭河流域九大灌区不同作物关键生长期灌溉需水量及需水过程的基础上,对九大灌区的作物种类和灌溉制度进行深入分析,重点保证各作物的关键需水期灌溉用水,计算得到九大灌区不同水文频率下各水平年的农业灌溉适宜需水量和最低需水量.将现状年(2011 年)的渭河流域农业灌溉需水量计算成果与实际灌溉水量统计结果相比较发现,流域各大灌区的实际灌溉水量介于最低需水量和适宜需水量之间,部分灌区实际灌溉水量接近最低需水量计算值,这与流域灌溉现状相吻合,说明渭河流域各大灌区农业灌溉需水量的计算结果较为合理,可以作为基本需水情景进行进一步的分析.

  以宝鸡峡为例,1996 年~2005 年实际年灌溉水量与计算适宜灌溉水量、计算最低灌溉水量对比见图 1.分析发现,宝鸡峡灌区适宜灌溉需水量各频率年逐旬过程主要包括春灌、夏灌和冬灌三部分,而最低灌溉需水量各频率年逐旬过程主要是夏灌和冬灌。适宜灌溉需水量和最低灌溉需水量均与年降水量频率密切相关,丰水年灌溉需水量较小,枯水年灌溉需水量较大。宝鸡峡灌区各频率年最低灌溉需水量约为适宜灌溉需水量的40%~60%,实际灌溉需水量接近甚至略小于最低灌溉需水量。

  渭河流域九大灌区不同频率年适宜灌溉需水量及最低灌溉需水量见图 2~图 3.渭河流域九大灌区不同频率年最低灌溉与适宜灌溉需水量对比见图4.分析发现,渭河流域九大灌区最低灌溉需水量和适宜灌溉需水量均随着年降水量的减小而增大,丰水年最低灌溉需水量约为适宜灌溉需水量的 60%,平水年和枯水年约为40%~50%,这和宝鸡峡灌区的分析结果较为一致.

  渭河流域九大灌区不同频率年适宜净灌溉定额和最低净灌溉定额见表1,渭河流域九大灌区各水平年不同频率下适宜灌溉定额和适宜灌溉需水量见表2,渭河流域九大灌区各水平年不同频率下最低灌溉定额和最低灌溉需水量见表3.

  分析发现,渭河流域九大灌区最低净灌溉定额和适宜净灌溉定额均随着年降水量的减小而增大,各灌区平均最低净灌溉定额约为41m³/亩~76m³/亩,平均 适 宜 净 灌 溉 定 额 约 为72m³/亩~157m³/亩.考虑灌溉水利用效率系数以后,各灌区平均最低灌溉定额约为60m³/亩~120m³/亩,平均适宜灌溉定额约为110m³/亩~260m³/亩.

  从不同频率年来看,各灌区适宜灌溉定额丰水年时在80m³/ 亩~160m³/ 亩之间,平水年在110 m³/ 亩~230 m³/ 亩之间,枯水年在170m³/ 亩 ~260m³/ 亩之间,特枯年在190m³/ 亩~290m³/ 亩之间;各灌区最低灌溉定额丰水年时在 40m³/ 亩~90m³/ 亩之间,平水年在60m³/ 亩~120m³/ 亩之间,枯水年在80m³/ 亩~140m³/ 亩之间,特枯年在 100m³/ 亩~160m³/ 亩之间。

  从不同灌区来看,适宜灌溉定额和最低灌溉定额较大的是洛惠渠灌区、冯家山灌区和石头河灌区,较小的是桃曲坡灌区;适宜灌溉需水量和最低灌溉需水量较大的是宝鸡峡灌区,较小的是石堡川灌区、桃曲坡灌区和羊毛湾灌区。此外,随着各水平年灌溉水利用效率的提高,渭河流域九大灌区最低灌溉定额和适宜灌溉定额均呈下降趋势.

  总的来说,渭河流域各农业灌区均处于非充分灌溉状态,实际灌溉过程已经接近最低灌溉需水量。在渭河流域社会经济快速发展的情况下,为防止工业用水等进一步挤占农业用水进而造成粮食安全隐患,需要依据用水优先等级划分结果,对区域灌溉过程和灌溉水量进行科学分配和高效保障.

  4建议

  (1)今后研究灌区需水时可以将时段划分更细一些,以便更好地体现作物生长用水问题。还可以引入生产函数,对产量和灌溉水量之间进行计算,推导其关系,进一步确定最适宜灌溉需水量.

  (2)各主要作物的需水关键期是合理实施水量调度的基本依据.建议在实施水量调度过程中,要求各灌区上报用水计划的同时上报灌溉的作物组成及面积,以利于进一步核实实际的灌溉需水量.

  (3)实施节水治污与最严格水资源管理,发展高效节水灌溉,调整产业结构.

  (4)加快实施引汉济渭工程,缓解灌溉水资源紧缺问题.

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