皖西史河灌區(qū)水稻的需水量分析

孫紅舒， 孫語飏

(1.安徽省水文局 淠史杭蒸發(fā)實驗站， 安徽 六安 237011； 2.皖西學(xué)院 環(huán)境與旅游學(xué)院， 安徽 六安 237012)

皖西史河灌區(qū)位于梅山水庫下游，屬大別山區(qū)丘陵地帶，地跨安徽、河南兩省的六安、金寨、霍邱、商城、固始等(市)縣，灌溉面積安徽19萬hm2，河南65.3萬hm2，自流灌溉占80%，水田占耕地面積的72%。灌區(qū)屬北亞熱帶氣候，年平均氣溫15.5℃左右，平均降雨量990～1 100 mm，6—9月降雨量占全年降雨量的60%。據(jù)史河灌區(qū)30年水文資料統(tǒng)計，中稻生長期的6—8月多年平均降雨量為444 mm，多年平均水面蒸發(fā)量約為730 mm。史河灌區(qū)土壤多為潴育型水稻土，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以種植水稻為主，面積達51 333 hm2，其中，早稻3 333 hm2、中稻34 066 hm2、晚稻10 000 hm2、雙晚稻3 333 hm2，兼有小麥、油菜和豆類；因此，對水稻的需水量進行分析計算，為皖西水稻種植灌溉提供參考具。

1 水稻本田期需水量計算參數(shù)

1.1 本田期需水量

水稻本田期需水量包括自秧苗移栽到成熟全過程騰發(fā)量(葉面蒸騰和各棵間蒸發(fā))與土壤滲漏2個部分。由表1和表2可見，不同稻別和同一稻別的不同時期的平均騰發(fā)量、滲漏量及耗水量不同。雙晚稻的騰發(fā)量和滲透量最高，分別為490 mm和259.4 mm，耗水量最低，僅498.8 mm。全生育期雙早稻、中稻和雙晚稻差異較小。

表1 史河灌區(qū)1976—1985年實測水稻需水量 mm

表2 水稻各生育期的平均騰發(fā)、滲漏及耗水強度 mm

1.2 需水系數(shù)α值

需水系數(shù)α值以同期水面蒸發(fā)為參數(shù)，根據(jù)史河1976—1985年實測試驗資料統(tǒng)計分析，以騰發(fā)量同期的水面蒸發(fā)量(Eφ80)為基數(shù)，即：

ET=αEφ80T

式中，ET為水稻本田期日平均騰發(fā)量(mm/d)；Eφ80為同期φ80 cm蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量(mm/d)；T為水稻本田期天數(shù)(d)；α為水稻本田期需水系數(shù)。雙早稻、中稻和雙晚稻的α值分別為0.94、1.06和1.04。

為了更準確地分析α值的規(guī)律，將α值分旬統(tǒng)計(表3)，α值呈小—大—小的變化規(guī)律，雙早稻最大值出現(xiàn)時間為6月中旬至7月中旬，中稻為7月上旬至8月中旬，雙晚稻9月中旬至10月中旬都在孕穗到抽穗階段。由于水稻的騰發(fā)量與露天水面蒸發(fā)量均受同一氣候條件影響，因此α值的變化不大，年際間的變幅也較穩(wěn)定。

表3 水稻的本田期分旬α值

1.3 需水系數(shù)K值

作物產(chǎn)量是水利農(nóng)業(yè)措施綜合作用的結(jié)果，因此在一定的氣象條件下，作物需水量將隨產(chǎn)量的提高而增加，但需水量的增加與產(chǎn)量不成比例，而單位產(chǎn)量的需水量隨產(chǎn)量增加而減少。需水系數(shù)K值是W產(chǎn)量的參數(shù)。中產(chǎn)稻和高產(chǎn)稻生產(chǎn)1 kg稻谷的需水量分別為1.205 m3和0.907 m3。

2 水稻需水量計算

根據(jù)彭曼公式計算水稻需水量。

(1)

(2)

Ea=0.26(1.00+0.54u)(ea-ed)

(3)

式中，RA為大氣邊沿太陽輻射，a、b為算總輻射的系數(shù)，N為某緯度天文上可能出現(xiàn)的日照時間(h)，n為當(dāng)?shù)貙崪y日照時間(h)，δTK4為黑體輻射量，ed為當(dāng)?shù)厮麎?pn)；ea為表上查得的水汽壓(pn)；n為離地面2 m高處的風(fēng)速(m/s)。

3 騰發(fā)量試驗資料回歸分析

經(jīng)計算，經(jīng)驗方程如表4，階段(旬)需水量如表5。表中，E為水稻旬需水強度(mm/d)，E601為E601型蒸發(fā)器同期水面蒸發(fā)強度(mm/d)，D為階段(旬)平均飽和差(mb/d)，t為日照時間(h)，φ80mm為80 mm口徑水面蒸發(fā)器的蒸發(fā)量(mm)，φ20mm為20 mm口徑水面蒸發(fā)器的蒸發(fā)量(mm)。

表4 史河灌區(qū)不皿型蒸發(fā)器水面蒸發(fā)相關(guān)分析

表5 史河灌區(qū)階段(旬)需水量相關(guān)分析

4 小結(jié)

根據(jù)水稻不同時期的生理特性及其各時期騰發(fā)量、滲漏量、耗水量、需水系數(shù)分析，從水面蒸發(fā)層面對本灌區(qū)水稻需水量進行計算，其精度可靠，且有一定規(guī)律。建立水稻生育期，階段(旬)及逐時需水強度與氣象因素的相關(guān)方程，從微觀視角對水稻逐時需水規(guī)律進行了探討，并根據(jù)彭曼公式計算水稻的需水量。該結(jié)果對近似灌區(qū)的需水量和農(nóng)業(yè)灌溉應(yīng)用有一定的借鑒作用。