基于水田退水系数的研究——黑龙江省千亿斤粮食产能工程规划环境影响评价成果

邓国立，王 南，东迎欣

(1.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080;2.天津市水利勘测设计院，天津300204)

0 引言

2000年以来，世界粮食消费量在6 a间以每年大约3 100万t的速度增长。世界粮农组织最近的报告指出:“全球粮食储备已降至35 a来的最低水平，……”。2008年3月，国家做出了“实施粮食战略工程，加快建立粮食核心区”的战略决策。2008年7月2日温家宝总理主持召开了国务院常务会议，原则上通过了《国家粮食安全中长期规划纲要》，对粮食增产规划和措施做了进一步的安排和部署。黑龙江省作为农业大省和国家重要商品粮基地，是我国21世纪粮食增产和粮食供给能力潜力最大的地区，维护国家粮食安全是黑龙江省义不容辞的责任。基于对国家粮食安全负责的角度考虑，黑龙江省政府提出了黑龙江省千亿斤粮食生产能力战略工程规划。

根据黑龙江省千亿斤粮食生产能力战略工程规划，黑龙江省拟增加水田面积为33.33万hm2(500万亩)。水田退水量将随着水田面积的增加有一定的变化，退水中的污染物将导致下游承泄区水质恶化，水田退水系数研究是规划环评中承泄区的水质预测的关键所在。

1 水田退水研究现状

水田退水导致水污染的程度在不同地区存在一定的差异性。目前，水田退水导致的水污染在黄河流域比较明显，河套地区水田每年3.5亿t的退水已成为塞外明珠——乌梁素海的最大污染源，大量农业退水造成乌梁素海严重的富营养化，乌梁素海明水面逐年减少。水田退水导致的水污染已经引起国内部分学者的重视，武汉大学资源与环境科学学院张万顺教授对农田灌溉退水水量水质平衡模型进行了研究，中国农业科学源农业环境与可持续发展研究所张爱平博士对宁夏灌区水田退水污染进行了相关研究。

目前，部分学者对水田的退水水量进行了理论模型研究，这些理论模型由于相关参数较多，并且这些参数在不同地区存在的差异也相对较大，因此，很难应用于黑龙江省千亿斤粮食产能工程规划这样大范围的水田退水估算。

对于黑龙江省全省范围的水田退水量估算，通过对典型灌区的水田退水系数确定的基础上，根据灌区的灌溉面积进行估算。虽然这种估算方法在精度上相对较差，但可以满足规划环评阶段的精度要求。目前国内大尺度的水田退水的估算基本都采用这种方法，这种方法最为关键的是对退水系数的估算。吉林省在进行增产百亿斤规划环评中、国家粮食战略工程河南核心区建设规划环评中均采用了该方法。

2 水田退水系数确定的现状

水田退水系数的确定由于受地质条件、气候条件、灌溉制度等多因素的影响。目前，尚没有一个统一的计算方法或估算模式。吉林省环境科学研究院在增产百亿斤规划环评中现状年和规划水平年水田退水系数均采用0.20，黑龙江省环境保护科学研究院在讷谟尔河灌区环评中采用的水田退水系数为0.15，黑龙江农垦勘测设计研究院在八五九乌苏里江灌区环评报告中采用的水田退水系数为0.06。各评价单位采用的值存在较大的差异性，并且各单位对水田退水系数的确定多以经验估算为主。

3 千亿斤粮食产能工程规划环评中水田退水系数的确定

3.1 现状年水田退水系数的确定

黑龙江省水稻生产包括泡田期和生育期两个阶段，生育期分为移植、返青期、分蘖前、分蘖后、拔节孕穗、抽穗开花和乳熟等几个生育阶段。水稻生育期水田水深控制在适宜深度，除发生降雨超过适宜水层上限排水外，在这一期间水田一般不排水。因此，水田退水主要由泡田期退水和生育期降雨排水两部分组成。

黑龙江省千亿斤粮食生产能力战略工程规划现状水平年为2007年，根据《灌溉与排水工程设计规范》、《富裕灌区、林甸灌区、安达灌区和齐齐哈尔郊区灌区试验站水稻试验资料》、《黑龙江省主要农作物节水高产灌溉制度及其需水量等值线图的试验研究》等相关成果，确定中、西部的灌溉定额平均 为 700 m3/666.7 m2，泡 田 期 蒸 发 和 渗 漏 量 为35 m3/666.7 m2，适宜插秧的水量为30 m3/666.7 m2;东部地区井灌区较多，并且白浆土较多，灌溉定额平均为600 m3/666.7 m2，泡田期蒸发和渗漏量为25 m3/666.7 m2，适宜插秧的水量为20 m3/666.7 m2;据此计算东、中、西部的退水系数见表1。

m3/666.7 m2

表1 现状水平年水田退水系数计算结果表

3.2 规划水平年水田退水系数的确定

黑龙江省千亿斤粮食生产能力战略工程规划水平年为2015年。根据黑龙江省水稻田浅型灌溉用水定额标准和黑龙江省近几年水稻控制灌溉成果，规划内灌区通过采用“浅晒浅”、“浅晒浅湿”灌溉方式，同时采取措施对渠道进行防渗，中、西部地区的灌溉定额平均可降为600 m3/666.7 m2，泡田期蒸发和渗漏量变化量很小，地区由于考虑洗碱用水，中西部多年平均生育期降雨排水为55 m3/666.7 m2;东部地区的灌溉定额平均可降为550 m3/666.7 m2，多年平均生育期降雨排水为40 m3/666.7 m2;据此计算东、中、西部的退水系数见表2。

m3/666.7 m2

表2 规划水平年水田退水系数计算结果表

4 结语

本文依据黑龙江省的地理位置、气候条件的差异将黑龙江省分为东部和中、西部两个大区，结合不同水平年灌溉定额的差异分别给出不同地区不同水平年的水田退水系数。明确水稻生育期不同阶段退水量是由泡田期和生育期降雨排水两部分组成。水田退水系数的确定为黑龙江省千亿斤粮食生产能力战略工程规划环评进行农田退水对承泄区水质提供了强有力的技术支撑。

由于本次研究是将黑龙江省分为东部和中、西部两个大区进行水田退水系数的计算，因此，将本成果应用到某一具体灌区上时尚应根据灌区的具体条件对系数进行修正。

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