皖西史河灌区水稻的需水量分析

孙红舒， 孙语飏

(1.安徽省水文局 淠史杭蒸发实验站， 安徽 六安 237011； 2.皖西学院 环境与旅游学院， 安徽 六安 237012)

皖西史河灌区位于梅山水库下游，属大别山区丘陵地带，地跨安徽、河南两省的六安、金寨、霍邱、商城、固始等(市)县，灌溉面积安徽19万hm2，河南65.3万hm2，自流灌溉占80%，水田占耕地面积的72%。灌区属北亚热带气候，年平均气温15.5℃左右，平均降雨量990～1 100 mm，6—9月降雨量占全年降雨量的60%。据史河灌区30年水文资料统计，中稻生长期的6—8月多年平均降雨量为444 mm，多年平均水面蒸发量约为730 mm。史河灌区土壤多为潴育型水稻土，农业生产以种植水稻为主，面积达51 333 hm2，其中，早稻3 333 hm2、中稻34 066 hm2、晚稻10 000 hm2、双晚稻3 333 hm2，兼有小麦、油菜和豆类；因此，对水稻的需水量进行分析计算，为皖西水稻种植灌溉提供参考具。

1 水稻本田期需水量计算参数

1.1 本田期需水量

水稻本田期需水量包括自秧苗移栽到成熟全过程腾发量(叶面蒸腾和各棵间蒸发)与土壤渗漏2个部分。由表1和表2可见，不同稻别和同一稻别的不同时期的平均腾发量、渗漏量及耗水量不同。双晚稻的腾发量和渗透量最高，分别为490 mm和259.4 mm，耗水量最低，仅498.8 mm。全生育期双早稻、中稻和双晚稻差异较小。

表1 史河灌区1976—1985年实测水稻需水量 mm

表2 水稻各生育期的平均腾发、渗漏及耗水强度 mm

1.2 需水系数α值

需水系数α值以同期水面蒸发为参数，根据史河1976—1985年实测试验资料统计分析，以腾发量同期的水面蒸发量(Eφ80)为基数，即：

ET=αEφ80T

式中，ET为水稻本田期日平均腾发量(mm/d)；Eφ80为同期φ80 cm蒸发皿水面蒸发量(mm/d)；T为水稻本田期天数(d)；α为水稻本田期需水系数。双早稻、中稻和双晚稻的α值分别为0.94、1.06和1.04。

为了更准确地分析α值的规律，将α值分旬统计(表3)，α值呈小—大—小的变化规律，双早稻最大值出现时间为6月中旬至7月中旬，中稻为7月上旬至8月中旬，双晚稻9月中旬至10月中旬都在孕穗到抽穗阶段。由于水稻的腾发量与露天水面蒸发量均受同一气候条件影响，因此α值的变化不大，年际间的变幅也较稳定。

表3 水稻的本田期分旬α值

1.3 需水系数K值

作物产量是水利农业措施综合作用的结果，因此在一定的气象条件下，作物需水量将随产量的提高而增加，但需水量的增加与产量不成比例，而单位产量的需水量随产量增加而减少。需水系数K值是W产量的参数。中产稻和高产稻生产1 kg稻谷的需水量分别为1.205 m3和0.907 m3。

2 水稻需水量计算

根据彭曼公式计算水稻需水量。

(1)

(2)

Ea=0.26(1.00+0.54u)(ea-ed)

(3)

式中，RA为大气边沿太阳辐射，a、b为算总辐射的系数，N为某纬度天文上可能出现的日照时间(h)，n为当地实测日照时间(h)，δTK4为黑体辐射量，ed为当地水汽压(pn)；ea为表上查得的水汽压(pn)；n为离地面2 m高处的风速(m/s)。

3 腾发量试验资料回归分析

经计算，经验方程如表4，阶段(旬)需水量如表5。表中，E为水稻旬需水强度(mm/d)，E601为E601型蒸发器同期水面蒸发强度(mm/d)，D为阶段(旬)平均饱和差(mb/d)，t为日照时间(h)，φ80mm为80 mm口径水面蒸发器的蒸发量(mm)，φ20mm为20 mm口径水面蒸发器的蒸发量(mm)。

表4 史河灌区不皿型蒸发器水面蒸发相关分析

表5 史河灌区阶段(旬)需水量相关分析

4 小结

根据水稻不同时期的生理特性及其各时期腾发量、渗漏量、耗水量、需水系数分析，从水面蒸发层面对本灌区水稻需水量进行计算，其精度可靠，且有一定规律。建立水稻生育期，阶段(旬)及逐时需水强度与气象因素的相关方程，从微观视角对水稻逐时需水规律进行了探讨，并根据彭曼公式计算水稻的需水量。该结果对近似灌区的需水量和农业灌溉应用有一定的借鉴作用。