基于水田退水系數(shù)的研究——黑龍江省千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃環(huán)境影響評價成果

鄧國立，王 南，東迎欣

(1.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080;2.天津市水利勘測設(shè)計院，天津300204)

0 引言

2000年以來，世界糧食消費量在6 a間以每年大約3 100萬t的速度增長。世界糧農(nóng)組織最近的報告指出:“全球糧食儲備已降至35 a來的最低水平，……”。2008年3月，國家做出了“實施糧食戰(zhàn)略工程，加快建立糧食核心區(qū)”的戰(zhàn)略決策。2008年7月2日溫家寶總理主持召開了國務(wù)院常務(wù)會議，原則上通過了《國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要》，對糧食增產(chǎn)規(guī)劃和措施做了進一步的安排和部署。黑龍江省作為農(nóng)業(yè)大省和國家重要商品糧基地，是我國21世紀糧食增產(chǎn)和糧食供給能力潛力最大的地區(qū)，維護國家糧食安全是黑龍江省義不容辭的責任?；趯壹Z食安全負責的角度考慮，黑龍江省政府提出了黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃。

根據(jù)黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃，黑龍江省擬增加水田面積為33.33萬hm2(500萬畝)。水田退水量將隨著水田面積的增加有一定的變化，退水中的污染物將導(dǎo)致下游承泄區(qū)水質(zhì)惡化，水田退水系數(shù)研究是規(guī)劃環(huán)評中承泄區(qū)的水質(zhì)預(yù)測的關(guān)鍵所在。

1 水田退水研究現(xiàn)狀

水田退水導(dǎo)致水污染的程度在不同地區(qū)存在一定的差異性。目前，水田退水導(dǎo)致的水污染在黃河流域比較明顯，河套地區(qū)水田每年3.5億t的退水已成為塞外明珠——烏梁素海的最大污染源，大量農(nóng)業(yè)退水造成烏梁素海嚴重的富營養(yǎng)化，烏梁素海明水面逐年減少。水田退水導(dǎo)致的水污染已經(jīng)引起國內(nèi)部分學(xué)者的重視，武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院張萬順教授對農(nóng)田灌溉退水水量水質(zhì)平衡模型進行了研究，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)源農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所張愛平博士對寧夏灌區(qū)水田退水污染進行了相關(guān)研究。

目前，部分學(xué)者對水田的退水水量進行了理論模型研究，這些理論模型由于相關(guān)參數(shù)較多，并且這些參數(shù)在不同地區(qū)存在的差異也相對較大，因此，很難應(yīng)用于黑龍江省千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃這樣大范圍的水田退水估算。

對于黑龍江省全省范圍的水田退水量估算，通過對典型灌區(qū)的水田退水系數(shù)確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)灌區(qū)的灌溉面積進行估算。雖然這種估算方法在精度上相對較差，但可以滿足規(guī)劃環(huán)評階段的精度要求。目前國內(nèi)大尺度的水田退水的估算基本都采用這種方法，這種方法最為關(guān)鍵的是對退水系數(shù)的估算。吉林省在進行增產(chǎn)百億斤規(guī)劃環(huán)評中、國家糧食戰(zhàn)略工程河南核心區(qū)建設(shè)規(guī)劃環(huán)評中均采用了該方法。

2 水田退水系數(shù)確定的現(xiàn)狀

水田退水系數(shù)的確定由于受地質(zhì)條件、氣候條件、灌溉制度等多因素的影響。目前，尚沒有一個統(tǒng)一的計算方法或估算模式。吉林省環(huán)境科學(xué)研究院在增產(chǎn)百億斤規(guī)劃環(huán)評中現(xiàn)狀年和規(guī)劃水平年水田退水系數(shù)均采用0.20，黑龍江省環(huán)境保護科學(xué)研究院在訥謨爾河灌區(qū)環(huán)評中采用的水田退水系數(shù)為0.15，黑龍江農(nóng)墾勘測設(shè)計研究院在八五九烏蘇里江灌區(qū)環(huán)評報告中采用的水田退水系數(shù)為0.06。各評價單位采用的值存在較大的差異性，并且各單位對水田退水系數(shù)的確定多以經(jīng)驗估算為主。

3 千億斤糧食產(chǎn)能工程規(guī)劃環(huán)評中水田退水系數(shù)的確定

3.1 現(xiàn)狀年水田退水系數(shù)的確定

黑龍江省水稻生產(chǎn)包括泡田期和生育期兩個階段，生育期分為移植、返青期、分蘗前、分蘗后、拔節(jié)孕穗、抽穗開花和乳熟等幾個生育階段。水稻生育期水田水深控制在適宜深度，除發(fā)生降雨超過適宜水層上限排水外，在這一期間水田一般不排水。因此，水田退水主要由泡田期退水和生育期降雨排水兩部分組成。

黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃現(xiàn)狀水平年為2007年，根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》、《富裕灌區(qū)、林甸灌區(qū)、安達灌區(qū)和齊齊哈爾郊區(qū)灌區(qū)試驗站水稻試驗資料》、《黑龍江省主要農(nóng)作物節(jié)水高產(chǎn)灌溉制度及其需水量等值線圖的試驗研究》等相關(guān)成果，確定中、西部的灌溉定額平均 為 700 m3/666.7 m2，泡 田 期 蒸 發(fā) 和 滲 漏 量 為35 m3/666.7 m2，適宜插秧的水量為30 m3/666.7 m2;東部地區(qū)井灌區(qū)較多，并且白漿土較多，灌溉定額平均為600 m3/666.7 m2，泡田期蒸發(fā)和滲漏量為25 m3/666.7 m2，適宜插秧的水量為20 m3/666.7 m2;據(jù)此計算東、中、西部的退水系數(shù)見表1。

m3/666.7 m2

表1 現(xiàn)狀水平年水田退水系數(shù)計算結(jié)果表

3.2 規(guī)劃水平年水田退水系數(shù)的確定

黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃水平年為2015年。根據(jù)黑龍江省水稻田淺型灌溉用水定額標準和黑龍江省近幾年水稻控制灌溉成果，規(guī)劃內(nèi)灌區(qū)通過采用“淺曬淺”、“淺曬淺濕”灌溉方式，同時采取措施對渠道進行防滲，中、西部地區(qū)的灌溉定額平均可降為600 m3/666.7 m2，泡田期蒸發(fā)和滲漏量變化量很小，地區(qū)由于考慮洗堿用水，中西部多年平均生育期降雨排水為55 m3/666.7 m2;東部地區(qū)的灌溉定額平均可降為550 m3/666.7 m2，多年平均生育期降雨排水為40 m3/666.7 m2;據(jù)此計算東、中、西部的退水系數(shù)見表2。

m3/666.7 m2

表2 規(guī)劃水平年水田退水系數(shù)計算結(jié)果表

4 結(jié)語

本文依據(jù)黑龍江省的地理位置、氣候條件的差異將黑龍江省分為東部和中、西部兩個大區(qū)，結(jié)合不同水平年灌溉定額的差異分別給出不同地區(qū)不同水平年的水田退水系數(shù)。明確水稻生育期不同階段退水量是由泡田期和生育期降雨排水兩部分組成。水田退水系數(shù)的確定為黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃環(huán)評進行農(nóng)田退水對承泄區(qū)水質(zhì)提供了強有力的技術(shù)支撐。

由于本次研究是將黑龍江省分為東部和中、西部兩個大區(qū)進行水田退水系數(shù)的計算，因此，將本成果應(yīng)用到某一具體灌區(qū)上時尚應(yīng)根據(jù)灌區(qū)的具體條件對系數(shù)進行修正。

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