對供需比和蓄水系數的農業分析農科論文
1逐月區域農業用水供需比
與農業缺水以月為單元,計算20062010年云南各州市的區域農業用水供需比。為反映水庫在旱季和雨季的蓄水特點,采用區域水庫農業蓄水系數C來表示不同月份水庫農業可供水量的差別�？紤]水文豐枯條件和農業用水規律,在雨季的610月,降水豐沛,水庫能夠充分滿足農業用水需求,則C=1;云南于1112月結束汛期,水庫蓄水仍有部分通過流域匯水補給,C緩慢衰減,故C在11月和12月分別為0.9和0.8;而自次年1月開始,水庫得不到降水補給,又要兼顧農業用水,故C加速衰減。
5月從旱季向雨季過渡,降雨條件尚不穩定,農業需要灌溉,水庫需要補水,設C為0.5。用表4給出的各月區域水庫農業蓄水系數計算20062010年云南各州市各月區域農業用水供需比,匯總結果如圖2所示。35月農業用水量較大,對應月份供需比較高;峰值集中出現在4月,幾乎全部超過1,需水大于供水,意味著云南農業面臨缺水,發生旱災的風險大。除4月外的其它月份,僅個別地區存在缺水的狀況。
4月的缺水,是春耕需水量大、旱季末期水庫蓄水不足、雨季尚未到來等多種因素共同作用的結果。一旦此時供水不足,將影響春耕,對農業生產造成極大危害�；谒畮毂Ｕ限r業用水的考慮,應給4月春耕配給足量蓄水。為此,令4月RA=1,計算該月區域水庫農業蓄水系數(如圖3)。計算表明,除怒江、迪慶外,各州市4月農業需水均在當地供水能力承受范圍內(C<1);多數地區要求c>0.2,考慮到4月仍屬旱季,加之當地中小水庫無多年調節能力,較難滿足這一要求。
2水利設施對旱季農業用水的保障能力
僅考慮單月農業用水必將損害其他月份的用水需求。對于雨季與旱季分明的云南,重點在于保障整個旱季的農業用水。應統籌考慮旱季用水,合理分配旱季各月用水。為此考察云南現有水利設施是否足以保障旱季農業用水。令旱季(每年11月至次年4月)各月RA=1,在保障旱季工業和生活用水的前提下,計算旱季各月C值并求和,可得當地各水庫對旱季農業用水的保障情況(如圖4)。
結果:臨滄在研究期的四個旱季均出現C值之和大于1的情況,表明這些地區的水庫在保障旱季農業用水上存在困難。其他出現困難的地區有:昭通(20092010)、普洱(20072008)、紅河(20062007)、文山(20072008)。臨滄市旱季C值遠大于1,表明當地水庫的蓄水能力嚴重不足�？紤]到本研究選取的主要農作物種植面積約占全省總播種面積的60%,保山、昭通、普洱、臨滄、文山、德宏等6州市歷年旱季C值超過0.5,很難保障旱季的農業用水需求,遭受旱災的風險較大;相對而言,對于旱季C值低于0.5的州市,則風險較小。
3水利設施對全年農業用水的保障能力
在全年降水不足的情況下,水庫承擔更多保障農業用水的責任,即保障當地全年的農業用水。因此需要分析云南各地的年總C值,即令RA=1,在保障全年工業和生活用水的條件下,求得同一年份內各月的C值并求和,結果如圖5。由圖5可見,全省的年總C值僅2007年低于1,其余均在1以上;其中年總C值最高的是2006年,其次為2010年,再次為2009年,這3年的年總C值均大于1.3,這表明全省從整體上無法保證全年的農業用水,農業干旱很嚴重;而2008年的年總C值未超過1.1,表明農業供水量不足,出現較輕程度的干旱。除怒江、迪慶以外的14州市中,2006—2010年各年年總C值超過1的州市數分別為9、7、6、9、9。
換言之,若當年水庫無有效補充,則農業必遭旱災。保山、昭通、臨滄、紅河、文山、德宏5年的年總C值均高于1,普洱4年,大理3年,西雙版納有2年,麗江、楚雄有1年,而昆明、曲靖、玉溪沒有高于1的年份。據此認為,保山、昭通、臨滄、紅河、文山、德宏、普洱、大理的水庫蓄水難以保障全年的農業需水,遭遇旱災的風險較大;其它州市可以通過合理調度水庫蓄水避免或減緩旱災。2006年與2010年同為大旱年,全省范圍的年總C值,2006年高于2010年,表明總體旱情以2006年為嚴重。但具體到各地市,曲靖、玉溪、保山、昭通、麗江、普洱、臨滄、文山2010年的C值高于2006年,表明此8州市的旱情以2010年為嚴重;而昆明、楚雄、紅河、西雙版納、大理、德宏2006年旱情更嚴重。本文來自于《水利學報》雜志。水利學報雜志簡介詳見
4結論
本文采用區域農業用水供需比和區域水庫農業蓄水系數分析云南近年的干旱,得出如下結論:
(1)云南各地農業用水缺口集中出現在4月,原因是春耕需水量大、水庫蓄水不足、降水少;其余月份僅個別地區可能出現用水缺口。就旱季而言,除臨滄外,如能合理調度和運用水庫,則足以保障主要農作物的用水;但臨滄旱季農業供水能力嚴重不能滿足需水。全年降水不足條件下,全省整體將面臨供水不足,其中保山、昭通、普洱、臨滄、紅河、文山、大理、德宏等8州市缺水情況較嚴重,受災風險大。2006年與2010年旱情嚴重,昆明、楚雄等地2006年旱情較重,而曲靖、玉溪等地2010年旱情更重,全省整體而言2006年比2010年旱情稍重。
(2)區域農業用水供需比能夠反映區域農業干旱狀況。區域水庫農業蓄水系數能夠反映水庫蓄水量和調蓄能力對農業需水的保障作用。兩者共同的優點是意義明確、計算簡單,可用于省、市、縣等不同尺度的分析。綜合采用這兩個指標,可揭示區域農業用水在季節、月份等特定時段內的供需矛盾,有助于澄清干旱原因和制訂區域水利發展規劃。致謝:云南省普洱市水務局馬相明先生和普洱市防汛抗旱辦公室陽佳先生陪同長途驅車考察并提供水文數據;北京大學城市與環境學院趙昕奕副教授提供降水數據;長江水利委員會規劃局吳志廣先生和長江科學院陳進先生提供寶貴建議,并鼓勵將成果整理發表。在此深表謝忱!
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