辽宁省农业用水定额分区研究

王志坤

（辽宁省水利水电科学研究院，辽宁 沈阳 110003）

辽宁省是我国北方地区严重缺水省份，多年平均水资源量342亿m3，按2012年人口计算，人均水资源量仅为803 m3，约为全国人均占有量的三分之一，人多水少、水资源时空分布不均是辽宁省的基本省情和水情。制定科学合理的农业用水定额是提高农业用水效率，控制农业用水总量无效增长的重要途径之一，由于农业用水定额受地理位置、气候条件等自然因素影响较大，开展农业用水定额分区研究是非常很必要的，是制定农业用水定额的关键所在。

1 影响因子分析

农业用水定额影响因子，主要有自然因素和人为因素，其中受自然影响因素影响较大，主要包括地形、地貌、降水量、蒸发量、光照、热量、土壤、水资源条件等影响因子；人为因素主要包括灌区运行管理、农艺措施、作物品种、田间水土管理、灌溉制度等。

2 分区原则

农业用水定额分区必须建立在符合客观规律与现实条件的基础上，按照“归纳相似性，区别差异性，照顾行政区界”的原则进行分区，具体有以下3个方面：

1）自然要素的一致性，即气候、地形、地貌、土壤等自然地理条件要具有一定的相似性，水资源的开发利用条件也应基本相似。

2）行政规划的完整性，即适当照顾现有行政规划，尽可能与行政区界相一致。

3）与现行有关规划成果相衔接，即综合考虑与水资源综合规划、农业发展规划、节水灌溉规划等相关成果。

3 分区研究方法的选择

目前，国内外有关分区研究的方法主要分为两大类，一是定性分区法，是在掌握一定资料和数据的基础上，依据规划的目的，确定分区原则和指标体系或绘制分区图，对分区中存在的不确定边界或有争议的分区界线，运用已有的经验，在实地调查和综合分析的基础上，加以调整和完善。常用的方法有经验法、指标法、重叠法、类型法、综合法等。二是定量分析分区方法，采用高等数学和数理统计的方法进行分区，常用的方法有聚类分析、判别分析、层次分析、主成分法。这些方法主要根据分类单元及其指标体系所含特征量的亲疏关系，经过数学处理，对研究的区域进行分区划片。从目前国内外研究成果来看，上述方法在各个领域的应用越来越广泛，但目前还未见农业用水定额分区研究方面的研究成果，国内外也尚未形成较完善的农业用水定额分区方法理论体系。根据农业用水定额影响因子、分区原则及分区指标特征，辽宁省农业用水定额分区方法采用主成分法和系统聚类法。

4 分区计算成果

4.1 确定分区基本单元

根据行政规划完整性原则，以县（市）作为基本单元。结合辽宁省行政规划，将全省划分为58个基本单元。详见表1。

表1 辽宁省农业用水定额分区基本单元表

4.2 选取分区指标

在实际问题中，经常会遇到研究多个变量的问题，而且在多数情况下，多个变量之间常常存在一定的相关性。由于变量个数较多再加上变量之间的相关性，势必增加了分析问题的复杂性。从多个变量中综合为少数几个代表性变量，既能够代表原始变量的绝大多数信息，又互不相关，并且在新的综合变量基础上，可以进一步的统计分析，通过主成分分析，采用干旱指数和土壤含水量两项指标进行聚类分析。

4.3 分区成果及命名

根据分析计算结果，将辽宁省农业用水定额分区为5个类型区，根据各分区地理位置及地形特点，对各分区进行命名，即：I区，辽西山区；II区，辽西丘陵区；III区，辽河平原区；IV区，辽东山区；V区，辽东丘陵区。

4.4 各分区特征

I区为辽宁省西部山区，主要包括朝阳市、阜新市全部及义县，共10个基本单元。该区平均海拔367 m，土壤以棕壤、草甸土为主；气候干燥，素有“十年九旱”之说，多年平均降水量493 mm，多年平均蒸发量1090 mm，干旱指数2.22。

II区为辽宁省西部丘陵区，主要包括锦州市（除义县外）、葫芦岛市全部，共8个基本单元。该区平均海拔271 m，土壤以棕壤为主；多年平均降水量586 mm，多年平均蒸发量981 mm，干旱指数1.68。

III区位于辽宁省中部，辽河中下游平原区。主要包括沈阳市、营口市、辽阳市、盘锦市、铁岭市全部及鞍山（除岫岩），共23个基本单元。该区平均海拔91 m，土壤以棕壤、草甸土、水稻土为主；多年平均降水量656 mm，多年平均蒸发量884 mm，干旱指数1.37。

IV区为辽宁省东部山区，主要包括抚顺市、本溪市、丹东市全部及庄河市、岫岩县，共13个基本单元。该区平均海拔465 m，土壤以棕壤、黄粘土为主；多年平均降水量878 mm，多年平均蒸发量691 mm，干旱指数0.80。

V区主要为大连市（除庄河市），共4个基本单元。该区平均海拔60 m，土壤以棕壤、风沙土、水稻土为主；多年平均降水量645 mm，多年平均蒸发量880 mm，干旱指数1.37。

5 结语

研究在深入分析农业用水定额影响因子的基础上，确定了农业用水定额分区原则，建立了分区指标体系，根据农业用水定额影响因子、分区原则及分区指标特征，采用主成分法和系统聚类法，以县（市）行政区为基本单位，将辽宁省58个基本单元划分为5个农业用水定额类型区。该研究为辽宁省农业用水定额的研究与制定提供了有效的技术支撑，为落实国家最严格水资源管理制度提供了基础保障。

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