農(nóng)田灌溉生態(tài)環(huán)境需水量的分析研究

張艷秋

（吉林省通榆縣人民政府防汛抗旱指揮部辦公室，吉林 通榆 137200）

水利是國民經(jīng)濟的命脈，更是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，如何興水利除水害是水利工程中重要而難解的問題之一。農(nóng)田水利灌溉對于我們這樣一個干旱地區(qū)具有特別重要的意義。

1 農(nóng)業(yè)灌溉中需水量的初步估算

農(nóng)業(yè)灌溉用需水量包括農(nóng)田灌溉需水和林、牧業(yè)灌溉需水，是通過蓄、引、提等工程設(shè)施向農(nóng)田、林地、牧地供水，以滿足作物需水要求。農(nóng)業(yè)灌溉需水受氣候地理條件的影響，在時空分布上變化較大；同時還與作物的品種和組成、灌溉方式和技術(shù)、管理水平、土壤、水源以及工程設(shè)施有關(guān)。影響灌溉需水量的因素較多，難以精確預(yù)測。

1.1 農(nóng)田灌溉需水量估算。

農(nóng)田灌溉需水量一般分區(qū)進(jìn)行，各區(qū)需水量之和即為全區(qū)域農(nóng)業(yè)灌溉需水量。灌溉需水量預(yù)測，涉及三個關(guān)鍵指標(biāo)：一是各種類型作物的凈灌溉定額、灌溉水利用水系數(shù)和灌溉面積。在計算過程中可以先求出各種作物的灌溉面積及相應(yīng)的灌溉系數(shù)，最后計算出全區(qū)總的灌溉需水量，然后對農(nóng)田灌溉需水量進(jìn)行預(yù)測相應(yīng)地分為水田和水澆地分別進(jìn)行計算。

1.2 林牧漁業(yè)需水量估算。

林業(yè)和牧業(yè)的灌溉需水量用水在改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境方面起著積極的作用，特別是在“有水則綠洲，無水則荒漠”的內(nèi)陸河流域發(fā)揮著防風(fēng)固沙、保護(hù)農(nóng)田、改善生態(tài)環(huán)境等重要的作用。林牧業(yè)灌溉的估算一般可以按照定額法去進(jìn)行計算。漁業(yè)的需水量包括養(yǎng)殖水面蒸發(fā)、滲漏所消耗水量的補充量和換水量?？梢酝ㄟ^公式進(jìn)行計算，公式中包括漁業(yè)需水量的計算，一次補充水量、一次換水量以及補水次數(shù)和換水次數(shù)的計算。

2 生態(tài)環(huán)境用水量的估算

生態(tài)環(huán)境需水量是指為改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量或維護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不至于進(jìn)一步下降時生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)所需要的水量。生態(tài)環(huán)境需水量具有相對性，不同的生態(tài)環(huán)境保護(hù)策略（比如說改善策略、維持策略等等）下的生態(tài)環(huán)境需水量是不同的。由于缺水造成的生態(tài)環(huán)境惡化的表現(xiàn)形式主要有：因工業(yè)發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，工業(yè)和生活排放的廢水和污水大量增加，而廢水和污水的處理力度不夠所引發(fā)的水污染問題；地下水超采所引發(fā)的地面下降和海水入侵問題；河道斷流所引發(fā)的河道泥沙淤積和河口生態(tài)環(huán)境變化問題；在干旱內(nèi)陸河地區(qū)出現(xiàn)的河湖萎縮、植被退化、沙漠化和荒漠化加劇等問題。

城市生態(tài)環(huán)境需水量主要用于維持城市清潔、綠化及河湖補水，該部分需水量屬于城鎮(zhèn)公共用水的一部分。地面下降和海水入侵問題，可以通過限制地下水超采來解決，河道內(nèi)用水一般是通過預(yù)留一定的下泄徑流量給予考慮。干旱區(qū)的生態(tài)環(huán)境需水量的主體為綠洲，綠洲可以分為人工綠洲和天然綠洲。人工綠洲的生態(tài)環(huán)境需水量可以分為城鎮(zhèn)園林綠地等景觀的生態(tài)環(huán)境需水和由護(hù)田林網(wǎng)、綠洲外圍風(fēng)沙前沿灌木（草類）防蝕固沙和綠洲之間的喬木和灌木防沙林帶等所構(gòu)成的防護(hù)林帶生態(tài)環(huán)境需水。天然綠洲生態(tài)環(huán)境需水對象主要有：荒漠河岸林、平原區(qū)的低地草甸、河谷林、荒漠植被和荒漠中的湖泊等。目前尚無此類需要水的通用計算方法，一般是根據(jù)經(jīng)驗確定的一個估計數(shù)目。

3 可供水量的分析研究

可供水量是指水資源可以被開發(fā)利用的水量。在編制供水計劃之前，必須對水源可供水情況進(jìn)行分析，預(yù)計用水期內(nèi)水源流量、水位、含沙量的變化情況。供水水源一般可以分為地下水源和地表水源兩大類。地下水源包括上層滯水、潛水、承壓水、裂隙水、熔巖水和泉水等。地表水包括江河水、湖泊水、塘庫水等。不同的水源，其引水，取水的方式各不相同，對水源的分析要求與方法也各不相同。

3.1 地下水利用分析。

以地上水為主要水源時，開采利用的地下水應(yīng)當(dāng)以開發(fā)利用淺層地下水為主，而以承壓水為輔。對于淺層地下水資源的評價，必須從多年角度進(jìn)行分析，使地下水資源有一個周期性相對均衡的地下水降深變化過程，并以其降深的最大值作為水井規(guī)劃和選取提水設(shè)備的依據(jù)。即擬定不，同的開發(fā)利用方案，計算各年的用水量，進(jìn)行地下水的多年調(diào)節(jié)計算。對地下水資源不能完全滿足用水需要的地區(qū)，可以考慮采用人工回灌措施以補充地下水源之不足。

3.2 河流水利用分析。

以河流為主要水源時，供水流量分析的任務(wù)是要合理確定某一引水時段內(nèi)河源的平均來水量及其季、月、旬（或五日）的流量過程。河源的供水量最好是根據(jù)氣象、水文的預(yù)報來確定。對于缺乏預(yù)報資料的情況，一般可根據(jù)渠首水文站多年觀測資料用經(jīng)驗頻率方法進(jìn)行分析確定。觀測期限越長，河流水文資料越多，則分析成果的準(zhǔn)確性也越大。一般至少應(yīng)有連續(xù)10年以上的觀測資料。在選擇設(shè)計水文典型年時，首先求出各年實測水源的年平均流量，然后按遞減順序排列，同樣用可以求出相應(yīng)于某一頻率的排列項次，與該項次所對應(yīng)的年平均流量即為設(shè)計年平均流量，該年各時期的實測流量即為設(shè)計年來水流量。

3.3 蓄水（水庫、池塘）水源利用分析。

水庫的蓄水量取決于河流的基本徑流、降雨后的地表徑流、庫容大小及其調(diào)節(jié)性能、水量損失情況等。大型水庫的基本徑流可以按水文站的實測資料求得。然后進(jìn)行來水量與去水量的平衡計算，即可求得各時段的水庫蓄水量。由于大型水庫多有綜合利用的任務(wù)，其蓄水量應(yīng)照顧到各有關(guān)部門的用水要求。在具體工作中，我們要注重水利資源的蓄水與保水，盡可能地在雨水多的時候能夠使地下水進(jìn)行蓄積，同時保證在雨水少的時候能夠利用地下水進(jìn)行灌溉。