宁夏种植布局调整对用水影响.docVIP

宁夏种植布局调整对用水影响 农业灌溉由于具有用水量大，用水效率较低的特点，决定了其成为我国节水内容的重点。在以往的灌区节水规划和改造实践中，工程类的灌溉节水项目，如渠道衬砌、节水管道铺设等，往往成为灌区节水的核心。随着工程节水投资的加大，节水成本加速增长，而另一方面，随着信息的不断透明和谋求自身利益和发展的需要，农民开始注重使自己的生产种植规划迎合市场经济的需求，出于增产增收的目的，灌区种植结构不断发生调整，传统单一粮食作物种植结构正逐步向多元化经济作物种植结构转变，且有研究表明［1－3］，种植结构调整不仅能促进农民增收，而且可以有效减少灌区用水量，因此以调整种植结构为代表的节水措施在我国大中型灌区节水规划工作中，开始逐步得到应用和普及，并发挥着越来越大的效用。 1研究区概况 宁夏平原区地处西北内陆，天然降水稀少，蒸发强烈，水资源禀赋条件很差。对于宁夏平原区而言，水资源主要包括周边地表、地下来水，黄河干流和降水产生的地表地下水资源。受先天的自然地理条件所限，由当地降水所产生的地表地下水资源量极其有限，且来自山前的周边地表地下水资源量也十分稀少，因此，引用和消耗黄河干流水资源量成为平原区经济社会发展的重要支撑，”天下黄河富宁夏”，由此可见一斑。随着近年来黄河来水锐减，一方面黄委实行”丰增枯减”一刀切的水量分配办法，另一方面，不断加快的西部大开发战略促使宁夏经济快速迅猛发展，对水资源的需求越来越高。宁夏平原区一直是宁夏的精华地带，其农业发展是耗黄水量的主要贡献者。2004年，宁夏平原区总灌溉面积37．48万hm2，其中水稻面积7．67万hm2，套种面积9．77万hm2，这两种作物种植面积几乎占整个平原区总灌溉面积的一半，而经济附加值较高的菜田面积则不足10%，优质饲草面积所占比例更是微乎其微，仅为0．55%。可见，宁夏平原区现状种植结构以粮食为主，以特色优势农产品为辅，经济作物相对较低，其农业的发展基本上代表了宁夏未来整个农业的发展方向。目前，耗黄指标的严格控制以及大面积、低效益的粮食种植面积，无疑加剧了宁夏平原区用水负担。在当前及今后的地区用水规划和管理中，尤其是灌区节水改造规划工作中，大力推进种植结构调整必将成为宁夏平原区未来缓解用水紧张，增加用水效益的一个强力有效的突进。 2用水机理分析 水从水源处输送到田间再到被作物吸收利用形成干物质量，整个过程可以分为三个部分:一是水自水源处经由各类输配水渠道输送到田间;二是水在田面上逐渐入渗，由地表水转化为土壤水;三是作物根系从土壤中吸收水分，运移到植株体内，供生长发育所用。显然，农业灌溉用水即围绕这三个过程展开。目前对农业用水和节水机理的认识主要体现在两个方面［4－6］:一是从传统的取用水量角度出发，衡量节水措施实施下的取用水量的节约值，即将水资源在整个用水过程中的所有耗散项(蒸发蒸腾量)和渗漏项均包括在内，而不考虑水资源的循环转化特性。实际上，对于某一具体的用水区域而言，水的渗漏项只是一个水量赋存形式发生变化的过程，由地表水转化为土壤水或地下水，水量并没有消失，仍可在本区域的其他时间或空间上重新利用，因此不能作为水量损失项看待，也就是说，这部分水量并没有真正得到节约，只是改变了一下存在形式而已;二是从资源的角度出发，将水资源等同于石油、矿产，寻求水的资源性消耗量，认为水的耗散量(蒸发蒸腾量)才是水资源的真正消耗，这部分水量一旦被耗用，将无法再重新回到区域的整个水循环系统中，因此，节水的研究应针对这部分水量开展，考虑节水措施下的耗水量减少值。当然，无论是取用水节水还是耗水节水，都需要通过采取一定的节水措施来实现，取用水节水和耗水节水是相伴而生的，取用水节水是耗水节水的表现，耗水节水是取用水节水的核心，二者之间关系密切，不可分割。 3计算模型及方法 根据所建立的平原区水循环模拟模型对不同种植结构调整方案下的双重节水效果进行分析，通过对未来不同种植结构调整方案下的区域水资源的消耗、运移和转换规律，分析相应的用水与耗水变化机制，建立取用水节水与耗水节水之间的定量对比关系。宁夏平原区是一个几乎完全受人工干扰的以垂向蒸散发为主的水资源利用研究区。根据变化环境下的区域水循环转换机制，建立基于自然和人工双重作用下的水循环模拟模型，旨在分析人工干扰频繁的径流耗散区水循环过程［7－8］。模型以水量平衡为基础，以人工灌溉区域和排水区域包含的类似子流域的区域作为计算单元划分基础，共分四层，7630个水循环单元(图1)，假定在每一个时间段内，水循环过程是均匀变化的，选择以日为计算时段进行平原区水循环的模拟，实现水资源的时空动态模拟。其中蒸发蒸腾量模拟是区域水循环模拟的核心环节。考虑区内的土地利用变异问题，每个分区单元的蒸发蒸腾可能包括植被蒸腾、植物截留