河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水分區(qū)及評價(jià)方法張寬義

1、河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水分區(qū)及評價(jià)方法張竟義發(fā)表時(shí)間：2019-ll-01T13:30:52.177Z來源：基層建設(shè)2019年第23期 作者：張竟義導(dǎo)讀摘要：農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū)劃是農(nóng)業(yè)水資源高效利用規(guī)劃和實(shí)施的重要依據(jù)。河北省地形地貌多樣、各地農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展也不平衡f農(nóng)業(yè)節(jié)水 區(qū)劃的編制,對農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展起著重要的指導(dǎo)作用。河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 河北石家莊050081摘要：農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū)劃是農(nóng)業(yè)水資源高效利用規(guī)劃和實(shí)施的重要依據(jù)。河北省地形地貌多樣.各t也農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展也不平衡，農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū) 劃的編制,對農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展起著重要的指導(dǎo)作用。在河北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源利用現(xiàn)狀資料分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮節(jié)水水平、節(jié)水潛 力、

2、經(jīng)濟(jì)條件、缺水程度等條件選取合適的指標(biāo)體系r并采用特征值法確走指標(biāo)的權(quán)重，應(yīng)用模糊聚類方法對河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū)劃進(jìn)行了 分區(qū)，將河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū)劃分為7區(qū)，取得了較好的結(jié)果，其結(jié)果有利于河北省節(jié)水潛力的研究。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)節(jié)水；分區(qū)指標(biāo)；模糊聚類前言河北省水資源嚴(yán)重缺乏。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,河北省用水總呈逐年增長r由于氣候的變化f我省近 10年來持續(xù)干旱,造成地表水枯竭,地下水水位下降,水資源短缺已經(jīng)成為制約河北經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大“瓶頸”，嚴(yán)重威脅到社會經(jīng)濟(jì)的可持 續(xù)發(fā)展。河北省是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省r據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)業(yè)用水星占全省用水總量的75%左右。因此,農(nóng)業(yè)節(jié)水是全省節(jié)水的重點(diǎn)。目

3、前，河北省節(jié) 水灌溉雖然取得了一走的成績,但灌溉水利用系數(shù)和水分生產(chǎn)率還是偏低r水資源狀況與農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)不相適應(yīng),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占全省用水總 呈的比例過高r而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水中r主要是農(nóng)田灌溉用水呈。為滿足農(nóng)業(yè)用水零求，大呈開采地下水，造成地下水超采，并因此引起地面 沉降、海水入侵等一系列不可逆轉(zhuǎn)的后果。因此,發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，抑制并進(jìn)一步減少農(nóng)業(yè)用水量刻不容緩。農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū)劃是農(nóng)業(yè)水資源高效利用規(guī)劃和實(shí)施的重要依據(jù)。農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū)劃是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源利用現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，硏究農(nóng)業(yè)水資源 利用規(guī)律,綜合考慮影響農(nóng)業(yè)水資源利用的各種因素r對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)劃分不同的類型區(qū)，提出各類型區(qū)的高效利用農(nóng)業(yè)水資源的措施、方向 和戰(zhàn)略布

4、局r為制走農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃提供依據(jù)。河北省地形地貌多樣、各t也農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展也不平衡,農(nóng)業(yè)節(jié)水區(qū)劃的編制r對農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā) 展起著重要的指導(dǎo)作用2。1農(nóng)業(yè)節(jié)水的內(nèi)涵在國內(nèi)外有關(guān)灌溉農(nóng)業(yè)的文獻(xiàn)中，'節(jié)水灌溉”節(jié)水農(nóng)業(yè)憾些術(shù)語主要出現(xiàn)在國內(nèi)各類文獻(xiàn)報(bào)道中，國內(nèi)人們習(xí)慣節(jié)水憾一提法， 但更確切的提法應(yīng)該是"高效用水：“高效用水農(nóng)業(yè)",國外多用后者3。李英能將節(jié)水灌溉區(qū)分為廣義和狹義兩個(gè)層次r廣義的節(jié)水灌溉就 是采用適宜的技術(shù)措施，在維持或提高作物單產(chǎn)或總產(chǎn)的前提下，節(jié)約灌溉用水。而狹義的節(jié)水灌溉是指通過采取各種工程技術(shù)措施、農(nóng) 業(yè)節(jié)水技術(shù)措施和管理措施等,來節(jié)約或減少從地表水(河流

5、、水庫等)、地下水或其他水源中引取的灌溉水量4;劉昌明等人總結(jié)了國 內(nèi)對節(jié)水農(nóng)業(yè)內(nèi)涵的三種觀點(diǎn)。一是認(rèn)為節(jié)水農(nóng)業(yè)就是節(jié)水灌溉，節(jié)水農(nóng)業(yè)是灌;既農(nóng)業(yè)的一種形式，它不包括旱作農(nóng)業(yè)。第二種觀點(diǎn)認(rèn)為 節(jié)水農(nóng)業(yè)是提高用水有效性的農(nóng)業(yè)r節(jié)水農(nóng)業(yè)需要解決的中心問題是提高自然降水和灌溉水的利用效率和經(jīng)濟(jì)效益r節(jié)水灌溉是節(jié)水農(nóng)業(yè) 的一部分,包括灌溉農(nóng)業(yè)和旱作農(nóng)業(yè),它采取水利和農(nóng)業(yè)相結(jié)合的綜合措施f實(shí)現(xiàn)水、土壤、作物三大要素的有效耦合,達(dá)成田間節(jié)水、 保水技術(shù)和適水種植技術(shù)的統(tǒng)一r發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能r確保水資源系統(tǒng)的良性循環(huán)和農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，達(dá)到節(jié)水増產(chǎn)的目的。第三種認(rèn) 為節(jié)水農(nóng)業(yè)是灌溉農(nóng)業(yè)和旱作農(nóng)業(yè)之間的農(nóng)業(yè)，

6、灌溉農(nóng)業(yè)水源有保證,旱作農(nóng)業(yè)基本上沒有灌溉水源主要依靠降水5。無論是節(jié)水灌溉還是高效用水，最終目的是以最少的水量消耗獲取盡可能多的農(nóng)作物產(chǎn)量，盡可能好的農(nóng)作物品質(zhì)，最高的經(jīng)濟(jì)效益 和生態(tài)環(huán)境效益。農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力的提高主要通過節(jié)水工程技術(shù).節(jié)水農(nóng)藝技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)三方面來實(shí)現(xiàn)。2農(nóng)業(yè)節(jié)水分區(qū)原則與方法2.1分區(qū)原則由于不同地區(qū)自然地理?xiàng)l件、社會經(jīng)濟(jì)條件、現(xiàn)狀節(jié)水水平與潛在節(jié)水效益等方面的差別，所適用的節(jié)水技術(shù)也不盡相同。因此，在 制走節(jié)水模式前，首先要進(jìn)行節(jié)水規(guī)劃分區(qū)，以便因地制宜制走節(jié)水方棄。農(nóng)業(yè)節(jié)水分區(qū)遵循以下原則：(1 )自然要素的一致性，即同一類型區(qū)的自然資源條件等基本一致；(2) 經(jīng)濟(jì)

7、條件的相當(dāng)性，即同一類型區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力相當(dāng)r水平接近；(3) 水資源開發(fā)利用程度的相近性f即同一類型區(qū)水資源開發(fā)利用程度基本相同，特別是地下水超采程度接近；(4) 種植結(jié)構(gòu)的相近性，即同一類型區(qū)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)基本相同,特別是高耗水的冬小麥的種植比例接近；(5) 現(xiàn)狀節(jié)水水平的相近性,即同一類型區(qū)的用水效率基本相同，如灌溉水利用系數(shù)、單方水作物產(chǎn)呈、單方水工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值等指標(biāo) 相近；(6 )社會文明程度的相近性,即同一類型區(qū)的群眾文化素質(zhì)、基層組織力量、社會安走狀況、科技發(fā)展水平等要素基本類似。2.2分區(qū)方法在分區(qū)中常用的經(jīng)驗(yàn)法、指標(biāo)法、類型法、重春法和聚類法、層次分析法等方法7中,模糊聚類法采用數(shù)學(xué)

8、統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分區(qū)，只能 反映兩個(gè)單元之間的等價(jià)程度,首先計(jì)算各個(gè)計(jì)算單元的相似性測度,合并最小測度的計(jì)算單元為一類,同時(shí)計(jì)算本類與冥它計(jì)算單元的 距離，保證測度的最小性,根據(jù)距離和相似系數(shù)進(jìn)行歸類68°扌莫糊聚類法以其嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法,能揭示因素間的內(nèi)在本質(zhì)差 別和聯(lián)系,消除了走性分析的主觀性和任意性，結(jié)果可靠、準(zhǔn)確，更能反映客觀實(shí)情和無需事先知道分類對象有多少類9。但模糊聚類需 要較多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)工作呈大。模糊聚類法因具有較嚴(yán)謹(jǐn).適用性強(qiáng)等特點(diǎn)而應(yīng)用較廣。3農(nóng)業(yè)節(jié)水分區(qū)指標(biāo)權(quán)重的確走3.1分區(qū)指標(biāo)的確走分區(qū)指標(biāo)的設(shè)置必須滿足全面性、概括性、易于取得的要求，考慮到河北省農(nóng)

9、業(yè)節(jié)水特點(diǎn)及影響因素,綜合考慮節(jié)水水平、節(jié)水潛 力、經(jīng)濟(jì)條件、缺水程度等條件選取合適的指標(biāo)體系r分區(qū)指標(biāo)體系為：灌渠和井灌比例、缺水率、地下水埋深、農(nóng)民人均純收入、灌溉 水利用系數(shù)、灌溉走額、小麥種植比例。3.2分區(qū)指標(biāo)權(quán)重的確走 _各項(xiàng)指標(biāo)對節(jié)水農(nóng)業(yè)類型形成的貢獻(xiàn)是不一樣的也就是說還存在一個(gè)權(quán)重問題。指標(biāo)權(quán)重的確走很重要應(yīng)根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)對農(nóng)業(yè)節(jié) 水分區(qū)的重要性，以及專家意見確走，使分區(qū)結(jié)果符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。目前確走權(quán)重的方法很多，如經(jīng)驗(yàn)權(quán)重法、AHP層次分析法，生產(chǎn) 彈性權(quán)重法、灰色權(quán)重法等。本文采用特征值法走呈測度指標(biāo)權(quán)重。特征值大小是各主成分信息承載力能力強(qiáng)弱的反映r根據(jù)主成分的特 征值確

10、走各指標(biāo)的權(quán)重的方法，稱為"特征值法角其具體計(jì)算公式為：易于取得等原則的需要出發(fā),其分區(qū)結(jié)果與有關(guān)專家采用的傳統(tǒng)的分區(qū)方6結(jié)語河北省水資源極度貧乏,在水資源嚴(yán)重短缺情況下，科學(xué)、合理、高效發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)具有重大的戰(zhàn)略意義。本次對河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水采用模精月聚類進(jìn)行分區(qū)，采用的分區(qū)指標(biāo)從滿足全面性、概括性、法相比，可以提高精度、客觀的反映實(shí)情，但模糊聚類需要較多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作呈大。總體來說，模糊聚類結(jié)果較好的反映了河北 省各分區(qū)的灌溉方式.經(jīng)濟(jì)狀況r與河北省的土地利用規(guī)劃、農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、水利區(qū)劃等相吻合r可作為河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃的依據(jù)。參考文獻(xiàn)：1 楊路華汪文元，韓振中等.寧波市農(nóng)業(yè)節(jié)水

11、區(qū)劃中模糊聚類分析與應(yīng)用J.灌溉排水學(xué)報(bào),2003,22:5255.2 馬立輝河北省農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力計(jì)算方法及用用研究D.河：1匕農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論.2006:15-21.馮廣志.全面認(rèn)識節(jié)水灌溉在農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，正確處理節(jié)水灌溉工作中的幾個(gè)關(guān)系J 節(jié)水灌溉"998 ( 2 ) : 364李英能.西dti也區(qū)農(nóng)業(yè)高效用水淺議C農(nóng)業(yè)高效用水與水土環(huán)境保護(hù).中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)委員會編”西安.陜西 科學(xué)技術(shù)出版社：14195劉昌明r彳可希吾，等.中國21世紀(jì)水問題方略M 北京：科學(xué)出版社，1998.66 Katherine J Elliott,James M Vose.Wayne T Swank. Lon g-term patterns in vegetation-site relati on ships in a southern Appalachia n forestJ. Journal of the Torrey Botanical society, 1999(4): 126.7Satty. T. L. The Analytic Hierarchy ProcessM. McCraw-Hill Comp, 1980.8jw.Hurley. The a