農業(yè)用水水文研究簡(jiǎn)析

隨著(zhù)人口的迅速增長(cháng)，城市對水資源的使用量增加，因此農業(yè)必須大幅度提高其用水效率和生產(chǎn)力?，F代農業(yè)生產(chǎn)中，農林牧副漁對水的要求各不相同，農業(yè)用水制約因素不僅包括有一定規律的自然環(huán)境因素而且包括復雜多變的人為因素。目前，農業(yè)用水占總用水量的80%以上，根據自然水文特征，著(zhù)眼于水文條件的調整改善，立足于水資源的保養，對水有用有治，用治結合，寓治于用，以用促治，以大氣水、地面水、地下水、土壤水的聯(lián)合運用達到“水～土～植～氣”關(guān)系協(xié)調是現代農業(yè)科學(xué)用水的必由之路。農業(yè)用水的各個(gè)環(huán)節都歸結于土壤水，對土壤水的水文分析是農業(yè)科學(xué)用水的理論基礎。

1 農業(yè)水資源概況

降水量是陸地一切水資源的來(lái)源，是水資源的上限值。但降水量并不是水資源量。因為降水量一般只集中在若干降水過(guò)程中，具有時(shí)程內的周期性和隨機性，只有經(jīng)過(guò)地面及地表層貯存后，才能變成能夠連續供水的水資源。根據地表和地表層貯水的方式差別，水資源分四種類(lèi)型。

（1）河川徑流量與地下水補給量。這兩種水資源是可以由人類(lèi)貯存、轉運和分配給各用戶(hù)的水資源，因而應用價(jià)值最大。工業(yè)生產(chǎn)與人們生活只能使用這一類(lèi)水資源。

（2）土壤水。土壤水在農業(yè)用水中占有很大的比重。特別是在降水量不大的情況下，往往大部或全部降水量為土層吸收，不能產(chǎn)生徑流或補充地下水，華北地區降水的70%以上轉化為土壤水。土壤水是一種人們無(wú)法自由調用的水資源，不能作為工業(yè)或城市用水。故它的應用價(jià)值不如第一類(lèi)水資源，因為難以取得土壤水的資料數據，以致未能列入水文統計的項目。但是，這一類(lèi)水資源也是極為重要的。因為野生生態(tài)系統與旱作農業(yè)完全依賴(lài)這一類(lèi)水資源。特別在當前水資源日益緊缺的情況下，旱作農業(yè)技術(shù)得到了很大的發(fā)展，也獲得了很高的產(chǎn)量。因此，開(kāi)發(fā)利用土壤水成了有重要戰略意義的任務(wù)。

（3）蒸發(fā)量。過(guò)去蒸發(fā)一般被看作是水分的自然消耗過(guò)程，而未作為資源。近年來(lái)，抑制蒸發(fā)的技術(shù)有很大發(fā)展，特別是地膜與塑料大棚的廣泛應用，使得蒸發(fā)量減少了。減少的那部分蒸發(fā)量就被貯存在土壤或水體里，發(fā)揮著(zhù)水資源的作用。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，就有可能使越來(lái)越多的蒸發(fā)量轉化成水資源，其潛力是十分巨大的。

（4）各地區河流的過(guò)境水，沿河地區有用水水權，經(jīng)國家分配的可用水量，理應計入當地水資源。

農業(yè)用水可以利用以上四種水資源，但是當前水資源統計中只包括第一種類(lèi)型的水資源，不足以描述人類(lèi)當前所能利用的地面及地表層的全部水量。以這樣計算出來(lái)的水資源所顯示的干旱程度比降水量所顯示的更嚴重，尤其在用于農業(yè)方面會(huì )產(chǎn)生許多失真現象。

2 農業(yè)用水水文研究的內容

微觀(guān)上農業(yè)水文的研究?jì)热莅ㄍ寥浪姆治?、植物水分條件分析、水文小循環(huán)研究三個(gè)方面。

2.1 土壤水水文分析　

土壤水的運動(dòng)受土壤水分物理的制約，不同的土壤具有不盡相同的土壤水分物理特性，影響土壤水力學(xué)特性和向植物的供水條件與能力，并因含水量的不同而具有不同的水、肥、氣、熱狀況，構成植物的地下生活環(huán)境，左右著(zhù)植物的生長(cháng)發(fā)育。土壤水分狀況也影響土壤微生物的活動(dòng)，從而影響土壤中的礦物質(zhì)轉化為植物的營(yíng)養物質(zhì)及其在土壤水中的溶解和植物的吸收。在干旱地區，土壤水的下滲可起土壤脫鹽作用，土壤水的蒸發(fā)可起返鹽作用；在濕潤地區，水分淋溶則可引起酸土問(wèn)題。研究土壤水文可深入認識土壤水在水文循環(huán)中的基本性能作用、了解土壤水分與植物空間的關(guān)系，對解決許多農業(yè)技術(shù)問(wèn)題，具有重要的意義。

2.2 植物的水分條件研究　

水對植物生理具有重要的作用。水是光合作用的一種原料，通過(guò)葉綠素的光合使用，與二氧化碳相化合而形成植物有機質(zhì)，構成植物機體，把光能化為生物化學(xué)能。水也可比喻為植物的“血液”，沒(méi)有水，植物組織就會(huì )死亡。它是土壤與植物間的接聯(lián)環(huán)，是溶解物進(jìn)入植物并通過(guò)其組織而運動(dòng)的介質(zhì)。水能為生化作用創(chuàng )造較均勻的溫度條件，通過(guò)從暖熱環(huán)境的吸熱或本身水分的蒸發(fā)、散熱，以調節其體內的水分運動(dòng)，進(jìn)行生化活動(dòng)。植物從種籽的順利萌發(fā)，根系的發(fā)育，植株的茁壯成長(cháng)，直到成熟收割，都要滿(mǎn)足其生理、生態(tài)需水的要求。聯(lián)系于水文現象研究植物的水分條件，探求植物需水規律，并把這一研究提高水文循環(huán)的高度和調度水資源的高度是農業(yè)水文研究的一個(gè)必然趨勢。

2.3 水文小循環(huán)的研究

水通過(guò)表細胞與根毛進(jìn)入植物體，水在植物體中從根部向上運行至葉柄，然后至葉面，通過(guò)氣孔散發(fā)至大氣中，與土壤蒸發(fā)一道，起調節地面小氣候的作用，同時(shí)完成水在“水～土～植～氣”系統中自大氣中來(lái)，又回到大氣中去的水文小循環(huán)。循環(huán)使植物在其生長(cháng)過(guò)程中的生理、生態(tài)需水得到滿(mǎn)足，并完成水資源的一次小循環(huán)和再生。這一循環(huán)，在白天以蒸散發(fā)的形式，在夜晚以凝結的形式進(jìn)行，其過(guò)程受制于農業(yè)水文氣象條件和灌溉排水、耕作栽培等人為因素的影響。把水文小循環(huán)的研究具體到農田，將擴大田間農業(yè)實(shí)驗在水文研究方面的領(lǐng)域。

在宏觀(guān)上，農業(yè)水文分析把參與水文大循環(huán)的降水、地表水、土壤水、地下水作為一個(gè)組成整體，在一定條件下研究其水文特征和相互轉化關(guān)系。

2.4 水文循環(huán)和降水的研究

水文循環(huán)是一種連續性的水分運動(dòng)，在其運動(dòng)過(guò)程中可產(chǎn)生水旱災害，也使水資源再生和凈化，形成被大氣環(huán)流所左右的時(shí)～空分布及動(dòng)態(tài)規律。水文循環(huán)產(chǎn)生地區特有的天氣過(guò)程，其中降水天氣過(guò)程決定了因地不同、因時(shí)而異的雨量分布，制約著(zhù)農業(yè)生產(chǎn)。

2.5 產(chǎn)流分析

產(chǎn)流過(guò)程決定地面徑流和地下徑流的形成。由于大規模人類(lèi)活動(dòng)的影響，使區域下墊面條件發(fā)生了明顯變化。也就是說(shuō)，由于人類(lèi)活動(dòng)的影響，地面徑流和地下徑流的產(chǎn)流、匯流條件都發(fā)生了變化，水資源形成的機制也相應發(fā)生了變化。對于這種情況，進(jìn)行水資源數量評價(jià)的時(shí)候必需充分注意，妥善處理。

2.6 旱澇分析

在農業(yè)生產(chǎn)上，水～土～植～氣關(guān)系失調就出現災害。水量供不應求叫受旱、用之有余需排泄者為棄水，棄之不及而成災者為害水，但如蓄而為用，棄水可轉化為有用之水，害水也可轉化為利水。洪澇旱災既是各自獨立的水文現象，又是相互聯(lián)系的利害統一體，統一于水資源協(xié)調調度。認識歷史旱澇動(dòng)態(tài)規律，是農業(yè)水文分析重要的內容之一。

3  結語(yǔ)

通過(guò)對現代農業(yè)用水在宏觀(guān)和微觀(guān)方面進(jìn)行水文特性分析，不僅為決策部門(mén)通過(guò)合理的調配和采取有針對性的措施提供了基礎,使水資源利用得到優(yōu)化配置，有利于促進(jìn)節水型社會(huì )與生態(tài)建設的順利實(shí)施。