灌溉農(nóng)田節(jié)水增產(chǎn)對(duì)地下水開(kāi)采量影響研究

姜彩珍

摘 要：灌溉農(nóng)田對(duì)水資源的需求量是極大的，尤其是我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)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(huì)影響灌溉農(nóng)田的產(chǎn)量。現(xiàn)在地下水的開(kāi)采量已經(jīng)變得非常大，因此一定要對(duì)地下水進(jìn)行合理的開(kāi)采，本文就是通過(guò)分析灌溉農(nóng)田節(jié)水增產(chǎn)對(duì)地下水開(kāi)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(kāi)采量

現(xiàn)在我國(guó)的地下水處于超量開(kāi)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(kāi)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(méi)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(duì)地下水的開(kāi)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(duì)地下水開(kāi)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(guò)對(duì)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(gè)面積有6976km2，從過(guò)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(lái)自于降水，因此補(bǔ)給的來(lái)源比較單一，在利用的過(guò)程中就要考慮到可持續(xù)發(fā)展性，保證水資源不會(huì)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(guò)調(diào)查顯示，這一區(qū)域耕地的面積是59.42萬(wàn)km2，在這些耕地面積中，旱地的面積有51.45萬(wàn)km2，水田有381km2，節(jié)水灌溉的面積達(dá)到了30.08萬(wàn)km2，機(jī)電井有13.2萬(wàn)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(wàn)km2，糧食產(chǎn)量從單產(chǎn)和總產(chǎn)量上來(lái)看，分別是6582kg/km2和482.43萬(wàn)t/a，以上就是這一研究區(qū)域的總體情況，在研究的過(guò)程中，不能夠忽略灌溉農(nóng)田的區(qū)域特點(diǎn)，必須要將環(huán)境等因素考慮到其中，從綜合的角度對(duì)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(chǎng)變化

2.1 氣候的變化

從氣候上來(lái)看，這一區(qū)域在二十世紀(jì)五十年代的時(shí)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(shí)候，降水量是471.2～491mm，二十世紀(jì)九十年代的時(shí)候，平均降水量是471.5mm，從氣溫上來(lái)看平均的氣溫是13.28℃，這是50多年來(lái)的平均氣溫，從整體上來(lái)，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(duì)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(huì)越來(lái)越少，對(duì)水資源是極為不利的。

2.2 地下水流場(chǎng)的變化

從研究可以知道在二十世紀(jì)六十年代的時(shí)候，地下水流場(chǎng)還處于天然的狀態(tài)，在整個(gè)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(gè)地下水的流向是從山前向著東和東南流動(dòng)的，之后匯合成一處。到了二十世紀(jì)七十年代的時(shí)候，這一區(qū)域的地下水就開(kāi)始保持著超額開(kāi)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(shí)期降水就開(kāi)始減少，溫度也開(kāi)始升高，地下水的開(kāi)采量已經(jīng)無(wú)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(duì)地下水開(kāi)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(lái)，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(wàn)t/a達(dá)到了467.5萬(wàn)t/a，平均每五年的遞增數(shù)量達(dá)到了46.2萬(wàn)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(guò)去相比，已經(jīng)達(dá)到了每五年地遞增942kg/hm2，無(wú)論是從單產(chǎn)上來(lái)看，還是從總產(chǎn)上來(lái)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(kāi)采量占總用水量的80%以上，所以農(nóng)業(yè)區(qū)地下水開(kāi)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(kāi)采量不斷增大，同時(shí)每公斤糧食生產(chǎn)所耗用地下水開(kāi)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(wàn)t/a，地下水開(kāi)采量10.4億m3/a，每公斤糧食生產(chǎn)耗用地下水開(kāi)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(wàn)t/a，地下水實(shí)際開(kāi)采量達(dá)到22.2億m3/a，每公斤糧食生產(chǎn)耗用地下水開(kāi)采量減少為2.34m3；70年代后期，多年平均糧食產(chǎn)量144.1萬(wàn)t/a，地下水開(kāi)采量24.6億m3/a，平均每公斤糧食生產(chǎn)耗用地下水開(kāi)采量1.71m3。相對(duì)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(kāi)采量增幅為113%～137%，而每千克糧食生產(chǎn)平均耗用地下水開(kāi)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(duì)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(kāi)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(kāi)采量增幅不足3%，但是最小年開(kāi)采量較前階段多1.7億m3，占該階段平均開(kāi)采量的6.83%。在20世紀(jì)90年代，糧食產(chǎn)量增幅加大，氣候?yàn)榻?0年來(lái)較為干旱時(shí)期。相對(duì)80年代后期，糧食總產(chǎn)量平均增加每年111萬(wàn)～225萬(wàn)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(shí)期，每千克糧食生產(chǎn)耗用地下水開(kāi)采量從1.02m3降至0.58m3，降幅為43.1%；地下水開(kāi)采量?jī)粼?.2億～2.5億m3a，增幅為8.9%～10.1%，最大開(kāi)采量到達(dá)歷史最高值，為30億m3/a，最小開(kāi)采量較前階段多3.2億m3/a，占該階段平均開(kāi)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(wàn)t/a降至457.5萬(wàn)t/a和從6613kg/hm2降至6531kg/hm2。同時(shí)，每千克糧食生產(chǎn)耗用地下水開(kāi)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(shí)際開(kāi)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(lái)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(kāi)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(kāi)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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