河北省山前平原种植业水资源供需及节水潜力研究

侯 亮，张新仕，胡景辉，刘素英

（河北省农林科学院农业信息与经济研究所，河北 石家庄 050051）

河北省是我国资源性缺水省份之一[1]。该区水资源特点表现为降水分配不平衡，年内和年际间变化大；水资源空间分布不均匀，与耕地和生产力布局不匹配；地下水超采，形成大面积的地下水漏斗群等。同时，河北省也是我国农产品主产区，种植业用水量大，供需矛盾日渐突出。河北省山前平原包括太行山前平原和燕山山前平原，属暖温带季风气候，年降水量400～800 mm，进入21世纪以来降水呈减少趋势，人均水资源占有量远低于全国平均水平，为河北省水资源较为短缺的区域之一。通过对河北省山前平原的可利用水量、经济需水量和有效消耗水量进行分析，探究该区域种植业水资源的供需关系与节水潜力，以期为区域作物布局调整及节水技术优化提供参考。

1 材料与方法

研究区域为河北省山前平原，包括太行山前平原和燕山山前平原。根据年降水量，将降水年型划分为丰水年、枯水年和常年：将1980～2012年的年降水量由多到少进行排序，将排名前8位的年份划分为丰水年，将排名后8位的年份划分为枯水年，其余年份均为常年。以2010～2012年作为现状年。4个年型的平均降水量分别为644.72、393.49、493.88和531.23 mm。通过可利用灌溉水量（Wirr）、可利用降水量（Wrai）、有效消耗水量（Wval）和主要作物的经济需水量（Wdem）数据，计算获得可利用水量（Wsup）、供需偏离度（Wd）、供需平衡（Wban）和节水潜力（Wsav）。计算公式为：

2 结果与分析

2.1 河北省山前平原的可利用水量

可利用降水量指作物生长期内耕地面积上全年的降水总量。考虑到降水资源的不可移动性，非耕地降水资源未计算在内。河北省山前平原常年可利用降水量为63.03亿m3，丰水年为84.82亿m3，枯水年为45.33亿m3，现状年为63.57亿m3（表1）。

河北省山前平原的可利用灌溉水主要来自地下水，总量为25.00亿m3。常年、丰水年、枯水年和现状年的可利用水量分别为88.03亿、109.82亿、70.33亿和88.57亿m3，其中，枯水年可利用水量为丰水年的64.04%。区域水资源总量的有限性决定了农业灌溉用水量的有限性[2]，河北省山前平原的可利用水量主要来自降水，各年型下占比达64.45%～77.24%。

2.2 河北省山前平原的水资源供需平衡分析

可利用水量反映作物可以实际利用的水量，即供水量。经济需水量指作物在土壤水分适宜、肥力状态良好、农艺措施适当的条件下，作物能够充分发挥其生产潜势时的理想耗水量[3]，反映了作物实际的需水量。可利用水量与经济需水量体现了水资源的供需关系。河北省山前平原经济需水量为108.19亿m3。

供需偏离度即实际与目标间的偏离程度，体现了供水量与需水量的平衡关系，反映了水资源的盈亏状况。偏离度为正值时，水资源为盈余状态，值越大，盈余量越大；偏离度为负值时，水资源为亏缺状态，值越小，亏缺量越大。该指标能够科学体现区域种植业水资源的利用现状，为用水效率评价及水资源优化提供重要依据[4]。河北省山前平原常年、枯水年和现状年的供需偏离度分别为-0.19、-0.35和-0.18，即只有丰水年有1.63亿m3的盈余；而在常年、枯水年和现状年均存在水资源需求缺口，其中，枯水年水资源最为短缺，缺口高达37.86亿m3。

2.3 河北省山前平原的节水潜力分析

国内外对节水潜力的计算没有统一的方法[5]。传统节水潜力分析一般指取用水节水，反映区域水资源取用量的节约量[6]。河北省山前平原的种植业节水潜力主要来自技术节水，即在用水环节，通过合理配置用水技术和制度，达到节约用水的目的。本研究在不考虑地表径流、渗漏和蒸腾条件下，从宏观角度分析了消耗水量与作物经济需水量间的平衡关系，二者的差值可以直观体现节水潜力。

表1 各年型下水资源的供需指标Table 1 Water supply-demand index in different years

在本研究条件下，有效消耗水量等于可利用降水量与实际灌溉水量（数据来源于《河北省灌溉水定额调查报告》）之和，反映了作物生长期内实际消耗的水量。河北省山前平原常年、丰水年、枯水年和现状年的有效消耗水量分别为125.39亿、147.18亿、107.69亿和125.93亿m3，受年型影响较大，其中，枯水年为丰水年的73.17%。

河北省山前平原常年、丰水年和现状年的节水潜力分别为17.20亿、38.99亿和17.74亿m3，枯水年无节水潜力。

3 结论与讨论

对河北省山前平原种植业可利用水量、有效消耗水量和经济需水量等指标进行分析，结果表明，河北省山前平原种植业水资源在常年、枯水年和现状年均存在需求缺口，需求偏离度分别为-0.19、-0.35和-0.18，仅丰水年有1.63亿m3的盈余。因作物消耗水量大于其经济需水量，可通过技术优化和制度保障的方式，在用水环节上实现节水目标[7]，其中，常年、丰水年和现状年的节水潜力分别为17.20亿、38.99亿和17.74亿m3，枯水年无节水潜力。对于如何调整作物布局及优化节水技术，指导河北省山前平原种植业科学用水、制订节水灌溉发展策略及水资源利用策略，仍需进一步研究。

［1］王慧军，李志宏，张喜英.河北省种植业高效用水技术路线图［M］.北京：中国农业出版社，2011：1.

［2］姜新慧，徐其士.农业灌溉节水潜力评价［J］.华北水利水电学院学报，2012，33（3）：27-29.

［3］王春泽，乔光建.河北省降水特性与农业需水耦合关系分析［J］.南水北调与水利科技，2008，6（6）：90-93.

［4］刘路广，崔远来，王建鹏.基于水量平衡的农业节水潜力计算新方法［J］.水科学进展，2011，22（5）：696-702.

［5］谭玉梅，师学峰，张功强，张 达.河套灌区节水潜力浅析 ［J］.内蒙古水利，2009，（1）：103-104.

［6］裴源生，张金萍，赵 勇.宁夏灌区节水潜力的研究［J］.水利学报，2007，38（2）：239-243.

［7］康绍忠，杨金忠，裴源生.海河流域农田水循环过程与农业高效用水机制［M］.北京：科学出版社，2013：258.