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作者:袁本華董錚單位:湖北文理學院地理科學系湖北文理學院計算機教學中心
生態用水量的計算
從生態用水研究的意義及水資源管理的角度來說,天然植被生態系統用水主要來源于大氣降水,少數由地下水和地表水徑流補充。大氣降水首先被天然植被利用后形成地表徑流或地下水資源,才能被人類管理利用來滿足經濟水量和生態水量需求。它直接參與水資源的分配與調控,用于工業、農業等經濟水量。
1各試驗區生態用水量核算
林草植被生態用水、農作物生態用水量可采用氣象因素計算各試驗區參考植物蒸散量,蒸散量乘以用水系數,可以求算各階段林木、草地、農作物耗水量。采用桑斯維特公式來計算潛在蒸散量通過計算各階段潛在蒸發量PE,然后利用具體林木的植物需水系數Kc和耗水系數K進行修正,便可得到該林木的需水量和耗水量,即:式中:ETc為林木需水量(mm);ET為林木耗水量(實際蒸散量,mm);Kc為相應時段林木需水系數;K為相應時段林木耗水系數;
1.1月潛在蒸散量根據襄陽市氣象局提供的各區實測氣象資料,得到多年月平均溫度T,結合襄陽市的地理緯度推測出襄陽市各地區的月時間改正系數K,再用公式計算得到的熱量指數H、指數A求得襄陽市各級生態區在各月的潛在蒸散量PE,詳見表2。
1.2林草植物需水系數與耗水系數的確定根據襄陽市林地面積及林種組成,通過綜合分析,按喬木林、灌木、經濟林、作物、草地分類,根據氣候條件權衡加以調整,確定計算不同類型林木、作物、草地需水量的植物系數和耗水系數。
2森林植被生態用水量
該值為植物實際耗水量的重要參數,隨植物種類、同一種植物所處的生長發育階段、生長季節的不同而不同,一般情況下,它隨不同地區的濕潤、干燥程度而發生變化,具體情況見表3。根據表3的結果,通過各縣(市、區)月平均潛在蒸散量計算出襄陽市各主要生態區的森林生態用水量,詳見表。
3草地生態用水量
通過各地區月平均潛在蒸散量,計算出襄陽市各主要生態區的草地生態用水量,詳見表5。
4農作物生態用水量
農作物耗水量包括水田灌溉用水和旱地灌溉用水資源量。根據確定的作物系數,得出襄陽市各縣(市、區)農作物生態用水量,詳見表6。
5襄陽市農作物、林木、草地生態總用水量
襄陽市農作物生態用水、林木生態用水量、草地生態用水量、總用水量見表7。
結論與建議
襄陽市是農業大市,農作物生態用水量18.58億m3,占54.55%;林木生態用水量15.30億m3,占44.92%,襄陽市所轄的保康、南漳、谷城三縣由于以山地丘陵為主,因此所占林業生態用水量比重較大;草地面積較少,用水量只有0.18億m3。
據《2009年襄陽市水資源公報統計》可知,襄陽市2009年總供水量28.5億m3,地表水供水量26.4億m3,占供水量的92.61%;地下水供水量2.1億m3,占供水量的7.39%。在供水量中蓄水工程供水10.1億m3,引水工程供水10.7億m3,提水工程供水5.62億m3,地下水工程供水2.1億m3。
由襄陽市各縣(市、區)、各行業用水的供需分析結果可知,2009年襄陽市農業灌溉用水量最大,達18.19億m3,占用水量的63.9%;城鎮公共用水0.27億m3,占用水量0.9%;生態環境用水0.014億m3,占用水量的0.049%;農業需水比例最高,其次是工業。目前,總供水量和總用水量持平,隨著襄陽經濟社會的發展,加上南水北調工程的實施,漢江水量減少,水資源供需不平衡的局面將長時間存在。
根據襄陽市各縣(市、區)用水量的情況,隨著經濟社會的發展,應加強對水資源的統一規劃和管理,制定統一的開發利用和保護規劃,確定各水政部門的權限,并充分采用法律和經濟手段發揮水資源在各區域、各行業的綜合效益。建設節水高效的現代農業。農業節水的途徑包括農業內部結構調整,提高渠系利用系數,降低單位灌溉用水,選用抗旱節水高產品種,實施作物節水、高產、低耗栽培技術方式。
從傳統的粗放型灌溉農業和旱地雨養農業轉變為建設節水高效的現代灌溉農業和現代旱地農業,把提高水的利用率作為節水高效農業的核心。采用水利工程與農業技術措施相結合,最大限度地利用水資源,提高水資源利用效率。一是根據襄陽市農業特點、不同作物的需水量特征和當地水資源條件,合理調整作物布局,優化種植結構,選育高產節水優良品種。
二是發展農業節水技術。節水農業措施包括節水輪作制度、節水灌溉制度與管理制度、培育抗旱高產優質品種、耕作栽培、培肥施肥和化學控制技術等,只有通過節水農業措施減少土壤蒸發量和作物蒸騰量,才能真正地節約水資源量。三是充分利用雨水集蓄節灌布局旱地農業技術,改進農業地面灌溉節水技術,平地推行地灌、崗丘地實行溝灌、時間上采用間歇灌溉,有條件的地方發展噴灌和滴灌。加強污水治理以充分利用污水。借鑒以色列的污水資源化利用經驗(以色列的生活污水回用率已經高達100%,城市廢水回用率為70%),將回收的污水適當處理后直接用于農業灌溉、工業生產、水產養殖、市政、景觀娛樂和生活雜用等。我國借鑒以色列的經驗,加強污水治理,以充分利用回收水,滿足農業用水的需求。
建立合理的水價體系。建立合理的水價體系,通過調整水價,增強市民節水意識。我國的水價低于實際成本,與當前經濟改革發展和水資源商品化不相適應,不僅影響現有供水工程設施的維修和更新以及污水處理設施的建設,也是造成水資源浪費和節約用水難以推廣的重要原因之一。因此要建立合理的水價體系,根據水資源開發成本及合理利潤核收水費,做到水的價格和價值相適應,真正實現水資源商品化,做到“以水養水”,通過發揮價格杠桿作用來保護水資源,實現可持續發展。