遼寧省農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)研究

王志坤

（遼寧省水利水電科學研究院，遼寧 沈陽 110003）

遼寧省是我國北方地區(qū)嚴重缺水省份，多年平均水資源量342億m3，按2012年人口計算，人均水資源量僅為803 m3，約為全國人均占有量的三分之一，人多水少、水資源時空分布不均是遼寧省的基本省情和水情。制定科學合理的農(nóng)業(yè)用水定額是提高農(nóng)業(yè)用水效率，控制農(nóng)業(yè)用水總量無效增長的重要途徑之一，由于農(nóng)業(yè)用水定額受地理位置、氣候條件等自然因素影響較大，開展農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)研究是非常很必要的，是制定農(nóng)業(yè)用水定額的關(guān)鍵所在。

1 影響因子分析

農(nóng)業(yè)用水定額影響因子，主要有自然因素和人為因素，其中受自然影響因素影響較大，主要包括地形、地貌、降水量、蒸發(fā)量、光照、熱量、土壤、水資源條件等影響因子；人為因素主要包括灌區(qū)運行管理、農(nóng)藝措施、作物品種、田間水土管理、灌溉制度等。

2 分區(qū)原則

農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)必須建立在符合客觀規(guī)律與現(xiàn)實條件的基礎(chǔ)上，按照“歸納相似性，區(qū)別差異性，照顧行政區(qū)界”的原則進行分區(qū)，具體有以下3個方面：

1）自然要素的一致性，即氣候、地形、地貌、土壤等自然地理條件要具有一定的相似性，水資源的開發(fā)利用條件也應(yīng)基本相似。

2）行政規(guī)劃的完整性，即適當照顧現(xiàn)有行政規(guī)劃，盡可能與行政區(qū)界相一致。

3）與現(xiàn)行有關(guān)規(guī)劃成果相銜接，即綜合考慮與水資源綜合規(guī)劃、農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、節(jié)水灌溉規(guī)劃等相關(guān)成果。

3 分區(qū)研究方法的選擇

目前，國內(nèi)外有關(guān)分區(qū)研究的方法主要分為兩大類，一是定性分區(qū)法，是在掌握一定資料和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)規(guī)劃的目的，確定分區(qū)原則和指標體系或繪制分區(qū)圖，對分區(qū)中存在的不確定邊界或有爭議的分區(qū)界線，運用已有的經(jīng)驗，在實地調(diào)查和綜合分析的基礎(chǔ)上，加以調(diào)整和完善。常用的方法有經(jīng)驗法、指標法、重疊法、類型法、綜合法等。二是定量分析分區(qū)方法，采用高等數(shù)學和數(shù)理統(tǒng)計的方法進行分區(qū)，常用的方法有聚類分析、判別分析、層次分析、主成分法。這些方法主要根據(jù)分類單元及其指標體系所含特征量的親疏關(guān)系，經(jīng)過數(shù)學處理，對研究的區(qū)域進行分區(qū)劃片。從目前國內(nèi)外研究成果來看，上述方法在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，但目前還未見農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)研究方面的研究成果，國內(nèi)外也尚未形成較完善的農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)方法理論體系。根據(jù)農(nóng)業(yè)用水定額影響因子、分區(qū)原則及分區(qū)指標特征，遼寧省農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)方法采用主成分法和系統(tǒng)聚類法。

4 分區(qū)計算成果

4.1 確定分區(qū)基本單元

根據(jù)行政規(guī)劃完整性原則，以縣（市）作為基本單元。結(jié)合遼寧省行政規(guī)劃，將全省劃分為58個基本單元。詳見表1。

表1 遼寧省農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)基本單元表

4.2 選取分區(qū)指標

在實際問題中，經(jīng)常會遇到研究多個變量的問題，而且在多數(shù)情況下，多個變量之間常常存在一定的相關(guān)性。由于變量個數(shù)較多再加上變量之間的相關(guān)性，勢必增加了分析問題的復(fù)雜性。從多個變量中綜合為少數(shù)幾個代表性變量，既能夠代表原始變量的絕大多數(shù)信息，又互不相關(guān)，并且在新的綜合變量基礎(chǔ)上，可以進一步的統(tǒng)計分析，通過主成分分析，采用干旱指數(shù)和土壤含水量兩項指標進行聚類分析。

4.3 分區(qū)成果及命名

根據(jù)分析計算結(jié)果，將遼寧省農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)為5個類型區(qū)，根據(jù)各分區(qū)地理位置及地形特點，對各分區(qū)進行命名，即：I區(qū)，遼西山區(qū)；II區(qū)，遼西丘陵區(qū)；III區(qū)，遼河平原區(qū)；IV區(qū)，遼東山區(qū)；V區(qū)，遼東丘陵區(qū)。

4.4 各分區(qū)特征

I區(qū)為遼寧省西部山區(qū)，主要包括朝陽市、阜新市全部及義縣，共10個基本單元。該區(qū)平均海拔367 m，土壤以棕壤、草甸土為主；氣候干燥，素有“十年九旱”之說，多年平均降水量493 mm，多年平均蒸發(fā)量1090 mm，干旱指數(shù)2.22。

II區(qū)為遼寧省西部丘陵區(qū)，主要包括錦州市（除義縣外）、葫蘆島市全部，共8個基本單元。該區(qū)平均海拔271 m，土壤以棕壤為主；多年平均降水量586 mm，多年平均蒸發(fā)量981 mm，干旱指數(shù)1.68。

III區(qū)位于遼寧省中部，遼河中下游平原區(qū)。主要包括沈陽市、營口市、遼陽市、盤錦市、鐵嶺市全部及鞍山（除岫巖），共23個基本單元。該區(qū)平均海拔91 m，土壤以棕壤、草甸土、水稻土為主；多年平均降水量656 mm，多年平均蒸發(fā)量884 mm，干旱指數(shù)1.37。

IV區(qū)為遼寧省東部山區(qū)，主要包括撫順市、本溪市、丹東市全部及莊河市、岫巖縣，共13個基本單元。該區(qū)平均海拔465 m，土壤以棕壤、黃粘土為主；多年平均降水量878 mm，多年平均蒸發(fā)量691 mm，干旱指數(shù)0.80。

V區(qū)主要為大連市（除莊河市），共4個基本單元。該區(qū)平均海拔60 m，土壤以棕壤、風沙土、水稻土為主；多年平均降水量645 mm，多年平均蒸發(fā)量880 mm，干旱指數(shù)1.37。

5 結(jié)語

研究在深入分析農(nóng)業(yè)用水定額影響因子的基礎(chǔ)上，確定了農(nóng)業(yè)用水定額分區(qū)原則，建立了分區(qū)指標體系，根據(jù)農(nóng)業(yè)用水定額影響因子、分區(qū)原則及分區(qū)指標特征，采用主成分法和系統(tǒng)聚類法，以縣（市）行政區(qū)為基本單位，將遼寧省58個基本單元劃分為5個農(nóng)業(yè)用水定額類型區(qū)。該研究為遼寧省農(nóng)業(yè)用水定額的研究與制定提供了有效的技術(shù)支撐，為落實國家最嚴格水資源管理制度提供了基礎(chǔ)保障。

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