淠史杭灌区多年参考作物蒸散量研究

    李艳婷

    

    

    

    摘要 ? ?根据淠史杭灌区灌溉试验站总站近16年的气象数据，采用Penman-Monteith公式，计算淠史杭灌区多年年参考作物蒸散量和各月日均参考作物蒸散量，并对参考作物蒸散量的年际、各月日均变化规律及各月日均参考作物蒸散量与月份的关系进行分析。结果表明，淠史杭灌区年参考作物需水量距平显示淠史杭灌区参考作物蒸散量呈波动性变化特征，2009年年参考作物蒸散量距平为0.82，2019年参考作物蒸散量距平最大，为92.30 mm;淠史杭灌区ET0多年平均值为919.12 mm，ET0最小值在2008年，为829.11 mm，最大值在2019年，为1 011.42 mm。多年各月日均参考作物蒸散量变化趋势相同，但日均月际ET0变化较大，最大出现在7月，最小出现在1月，淠史杭灌区多年各月日均参考作物蒸散量与月份成二次函数关系，回归系数（R2）为0.913。可见，淠史杭灌区多年各月日均参考作物蒸散量与月份具有较好的二次函数关系，在相似气候背景条件下，可用于淠史杭灌区估算参考作物蒸散量及作物需水系数，为淠史杭灌区工程规划、设计和管理及农业节水灌溉提供参考。

    关键词 ? ?参考作物蒸散量;Penman-Monteith公式;淠史杭灌区

    中图分类号 ? ?S11 ? ? ? ?文献标识码 ? ?A

    文章编号 ? 1007-5739（2020）20-0149-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?开放科学（资源服务）标识码（OSID）

    淠史杭灌区是淠河、史河、杭埠河3个毗邻灌区的总称，设计灌溉面积79.9万hm2，实际灌溉面积70.7万hm2。灌区位于安徽省中西部和河南省的中南部，地处大别山余脉的丘陵地带，横跨长江、淮河两大流域。淠史杭灌区，东西最长处204.4 km，南北最宽处172.2 km。淠河、史河、杭埠河皆发源于大别山，淠河、史河是淮河的重要支流，杭埠河则流入长江流域的淮河。淠河灌区大部分、史河灌区全部位于淮河流域，面积约7 900 km2，地形南高北低，南部多为高丘陵，起伏较大，高程为40～100 m，向北多为低丘和畈区，高程为20～25 m，起伏较小。淠河灌区小部分、杭埠河灌区全部位于长江流域，面积5 200 km2，地面高程为20～70 m，主要在江淮丘陵地带，包括巢湖北缘部分低丘和少量圩区。灌区地带性土壤主要为黄棕壤、非地带性土壤为水稻土，约占全灌区面积的90%。灌区主要作物有水稻、小麦、油菜，其他所占比重较小。

    灌区属于亚热带向暖温带过渡气候区，四季分明，气候温和，雨量适中，光照充足，但是南北气流在此交汇，造成降雨年际变化大，年内分布不均，是水旱灾害频发地区。多年平均降雨量为1 119.0 mm，蒸发量为806.9 mm，6—8月温度最高，多年平均气温为15～16 ℃，无霜期215～230 d，最大冻土深度12 cm，多年平均降雨日数125 d，多年日照平均2 040 h。

    参考作物蒸散量（ET0）的估算是确定作物需水量的关键，也是区域水资源评价与灌溉政策制定的前提。因此，研究ET0变化趋势与估算模型对地区农田灌溉用水预报提供基础支持，进而为灌溉制度制定及水资源高效利用提供科学依据[1-2]，同时也为灌区制定灌水计划和灌溉管理提供有力的证据，为灌区生产和发展作出贡献[2]。利用参考作物需水量计算灌区水稻的需水量，结果比以往只结算法更精确，为灌区工程规划、设计和管理提供了依据[3]。目前，淠史杭灌区水资源供需矛盾越来越严峻，通过参考作物蒸散量，推得作物需水量，对灌区水稻灌溉需水量进行估算，从而进一步节约农业用水，优化水资源配置，保障灌区水资源可持续发展利用。

    1 ? ?材料与方法

    1.1 ? ?数据来源

    本文所用气象资料来自淠史杭灌区灌溉试验重点站，灌溉试验重点站代表区域为淠史杭灌区，位于六安市金安区城北乡二十铺，地理位置为31°51′N、116°33′E，海拔高度39 m（废黄河口基面），属于低丘陵地区。气象资料主要为2004—2019年逐月气象变量，包括最高气温、最低气温、平均气温、相对湿度、饱和差、平均水气压、平均风速和日照时数[4-5]。

    1.2 ? ?试验方法

    本文中参考作物蒸散量ET0的计算采用世界粮农组织（FAO）推荐并修订的Penman-Monteith公式[6]：

    式中，ET0为参考作物蒸散量，mm/d;Rn为地表净辐射通量，MJ/（m2·d）;G为土壤通量，MJ/（m2·d）;T为2 m高处日平均气温，℃;U2为2 m高度处的风速，m/s;es为饱和水汽压，kPa;ea为实际水汽压，kPa;Δ为饱和水汽压与温度关系曲线斜率，kPa/℃;γ为干湿常数，kPa/℃。

    2 ? ?结果与分析

    2.1 ? ?参考作物蒸散量距平及年参考作物蒸散量分析

    如表1所示，参考作物蒸散量距平2019年最大，为92.30 mm，2008年最小，为-90.02，2009年为0.82，最接近0，说明2009年年参考作物蒸散量最接近多年年平均参考作物蒸散量，2019年年参考作物蒸散量与多年平均参考作物蒸散量相差最远。淠史杭灌区ET0多年平均值为919.12 mm，ET0最小值在2008年，为829.11 mm，最大值在2019年，为1 011.42 mm，究其原因主要是2019年灌區发生了自2001年以来最大的干旱，特别是7月开始发生了1978年以来最严重的干旱，4—9月灌区降雨量为406 mm，比往年偏低44%，平均气温、日照时数都比其他年份偏高，相对湿度比往年同期低，造成参考作物蒸散量偏高。