農(nóng)田土壤水資源評(píng)價(jià)與高效利用研究——以保定平原為例.pdf

1、海河平原是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和商品糧生產(chǎn)基地。水資源緊缺是制約該區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水量占區(qū)域總用水量的70％以上。能被農(nóng)作物直接利用的水分形式是土壤水，而農(nóng)田灌溉只是田間降雨形成的土壤水不足的補(bǔ)充。要緩解區(qū)域水資源緊缺狀況，減少農(nóng)業(yè)耗水、提高農(nóng)田水分生產(chǎn)效率是關(guān)鍵，這必然要求區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和農(nóng)田結(jié)構(gòu)形式應(yīng)該按照“適水發(fā)展”的原則，與區(qū)域的土壤水資源狀況相適應(yīng)。因此進(jìn)行區(qū)域土壤水資源評(píng)價(jià)和高效利用研究對(duì)于降低農(nóng)

2、業(yè)生產(chǎn)消耗傳統(tǒng)水資源（重力水），緩解區(qū)域水資源供需矛盾具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本文以保定平原為例，進(jìn)行了農(nóng)田土壤水資源評(píng)價(jià)與高效利用研究。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:
　　(1)土壤水資源評(píng)價(jià)研究基本理論的分析與闡述。本文分析了土壤水資源與土壤水的關(guān)系、土壤水資源的概念和特性，闡述了土壤水資源的研究?jī)?nèi)容、評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法，明確了土壤水資源評(píng)價(jià)層概念和方法，運(yùn)用水量平衡原理，提出了在地表產(chǎn)流上基于超滲產(chǎn)流模型計(jì)算，在評(píng)價(jià)層以下?lián)p

3、失量上基于蓄滿產(chǎn)流模型計(jì)算，在無效降雨上基于冠層截留模型計(jì)算的土壤水資源計(jì)算模型。
　　(2)保定平原區(qū)土壤水資源數(shù)量評(píng)價(jià)。運(yùn)用本文建立的土壤水資源評(píng)價(jià)模型，利用保定平原區(qū)雨量測(cè)站1956-2012年長(zhǎng)系列降水量資料進(jìn)行了頻率分析，確定了代表年，得到了計(jì)算不同水文年的土壤水資源量的日降雨量;基于冠層截留模型計(jì)算無效降雨;基于超滲產(chǎn)流模型計(jì)算地表徑流;基于蓄滿產(chǎn)流模型計(jì)算評(píng)價(jià)層以下的入滲損失量;綜合考慮土壤水資源形成過程中的損失量，

4、利用逐日降雨量與逐日損失量和之差得到周年土壤水資源量;明確了保定平原區(qū)土壤水資源的時(shí)間分布特征和空間分布特征，為區(qū)域種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提高水資源利用效率奠定理論基礎(chǔ)。
　　(3)土壤水資源田間調(diào)控試驗(yàn)研究。針對(duì)河北保定平原區(qū)的自然降水特點(diǎn)，以具有顯著節(jié)水增產(chǎn)效果的地膜覆蓋技術(shù)為中心，通過棉花和花生覆膜的田間試驗(yàn)，研究了覆膜對(duì)田間土壤水資源量及其利用的影響。利用降雨前后棉田根系利用土層內(nèi)土壤水的變化量計(jì)算降水量轉(zhuǎn)化為土壤水資源量，明確了覆

5、膜對(duì)土壤水資源補(bǔ)給增加的影響;采用水量平衡法計(jì)算了棉花各生育階段的土壤水資源利用量，明確了覆膜對(duì)土壤水資源的消耗減少的影響;基于虛擬水的理論對(duì)覆膜的節(jié)水增產(chǎn)效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，建立了同等產(chǎn)量條件下覆膜增加土壤水資源利用量評(píng)價(jià)模型。
　　(4)土壤水資源高效利用調(diào)控體系。本文在分析保定平原區(qū)土壤水資源與主要農(nóng)作物生育期需水的耦合特性的基礎(chǔ)上，依據(jù)適水發(fā)展理論和田間試驗(yàn)調(diào)控效果，建立了以保定平原農(nóng)田土壤水資源高效利用為核心的宏觀作物層面調(diào)