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农业区地下水开采的 节水与粮食安全保障技术 张光辉 费宇红刘克岩 杨丽芝 在华北平原中、西部地区，农业用水占总用水量的70％以上，其中地下水是主要供 满足作物生长耗水的需求。例如在山东禹城实验研究结果，大气降水仅能满足冬小麦生育 期作物耗水量的33．8％、春玉米58．8％和冬小麦一夏大豆55．1％。“地下水灌溉是确保 华北平原农业稳产、增产的关键所在”，同时，华北平原地下水严重超采及其环境地质问 题严峻影响着地下水可持续利用性及其对粮食安全保障能力，因此研究农业区地下水开采 的节水及其对粮食安全保障能力的建设问题，具有十分紧迫的重要意义。 表1 华北平原地下水供给■占农业用水总量75％以上分区的用水状况 用水比率 农业用水量／(亿m3／a) 总用水量W 分 区 (％) m3／a) (eL 水田 大田 菜田 林牧渔 合计(Q)地下水(Q开) Q／W Q开．／Q 淀西清北平原 0．5 4．5 o．9 0．2 6．1 5．4 8．7 70．3 88．5 淀东清北平原 0．1 3．9 o．8 O．2 5．1 4．3 5．6 90．1 84．3 淀西清南平原 0．1 18．2 3．7 O．8 22．8 21．3 28．O 81．4 93．4 滹滏平原 O．0 20．3 1．9 1．9 24．1 20．5 30-7 78．5 85．O 滏西平原 0．4 14．8 1．2 0．4 16．7 14．6 23．4 71．3 87．4 黑龙港平原 0-4 19．6 1．2 0．6 21．9 16．5 24．6 89．O 75．3 研究区 21．5 187．9 36．1 16．4 261．7 157．5 348．7 75．1 60．2 吴凯、孙明、杨永辉和贾金生等通过实验研究阐明了不同降水量条件下大田作物需耗 水规律和机理，但是如何实现地下水开采的节水与粮食安全建设仍然面临许多重要科学 难题。 一、资料选取与原理． 农田作物需耗水量睨一般由地下水毛细供水量U、降水供给量P(指作物生长消耗 降水供给的水量)、人工供给量Q(即灌溉量)和消耗土壤含水量AW组成，表达式为 ％=U+P+Q-t-AW (1) 实际上，农田作物需耗水量中包括农田蒸散和灌溉渗漏两部分的水量消耗。后者部分 储存在土壤中，另一部分人渗补给浅层地下水。 对于式(1)来讲，由于研究区内浅层地下水位埋深较大，以至U=0。另外，时间 较长的均衡期内，AW一-0。于是，有 227 W，cp—P+Q—P+，+Q开 (2) 即华北平原的作物需耗水量主要由降水供给量尸和以开采地下水为主的灌溉量Q组 成，地表水灌溉量，占有限量。从表l也可见，在多数研究分区的Q中，Q开占80％以 上，所以降水量变化不仅引起降水对农田作物需耗水的供给量改变，而且还引起灌溉量的 改变，并主要表现在农业开采量Q开的变化上。因此，在遴选研究样本过程中，考虑到降 水量、开采量及地下水位埋深的实际监测数
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