北京市农业水资源供需状况及优化利用研究

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1、北京市农业水资源供需状况及优化利用研究宋振伟1，陈阜2，张卫建1（1中国农业科学院作物科学研究所，北京100081；2中国农业大学农学与生物技术学院，北京100193）摘要：北京市属于资源型缺水城市，农业用水量占据城市总用水量的大部，如何区域提升农业水资源的利用效率，保证区域农业用水平衡，是实现北京建设节水型城市的研究重点。本文通过统计资料分析、田间作物与水关系定位试验、构建作物综合效益评定模型等方法，研究了北京市农业水资源供需平衡状况、主要农作物耗水与灌水指标变化，并对当前种植业结构进行了调整，实现了在节水条件下的种植业经济效益最大化，并对北京发展

2、节水农业提出了政策建议。关键词：种植业；水资源；供需平衡；结构调整1前言北京市位于水资源贫乏的华北平原西北部，为资源型缺水城市，人均水资源占有量不足120m3（按国际通用算法为可利用的地表水与地区常住人口之比），在世界大城市和首都中名列111位，仅为世界著名贫水国以色列人均水资源占有量的1/3，是我国水环境与水生态最为脆弱、水资源压力最大的地区[1-3]。近年来，随着人口增长，经济发展，人民生活水平提高，特别是我国北方地区遭遇连续干旱的情况下，供水形势更加日趋紧张，水资源已经成为约束首都社会经济及城市发展的重要因子[4]。为了满足人口急剧增长和城市规

3、模不断扩大的用水需求，在密云水库和官厅水库供水量不断减少，地表水供应不足的情况下，不得不依靠超采地下水满足城市所需。据北京市1995年统计，平原地下水严重超采面积1262km2，一般超采面积为1398km2，占平原面积的41%。到2000年，全市已累积超采地下水近70亿m3，形成以市区东部为中心的2000多km2的地下水漏斗。目前，地下水超采已引起水质恶化、地面下沉等一系列严重后果[5]。在诸多影响农业生产的要素中，水资源状况尤为重要，农业用水占据了北京市水资源消耗的大部分比例。最近几年来，虽然农业用水量占全市总用水量的比例持续下降，但农业用水比例依

4、然较高，2003-2007年平均为36.4%。北京市“大城市、小郊区”的特点，决定了水量分配必须优先满足工业和城镇生活用水，农业用水只能按“以供定需”的原则进行安排。了解北京市农业水资源供需状况，提升农业水资源的利用效率，保证区域用水平衡，是实现北京建设节水型城市的研究重点。2农业水资源供需状况2.1降水的年际与年内变化状况及其与作物需水量耦合度分析降水是生成地表水、地下水和土壤水的总的来源[6]，区域降水量的多少决定了当年的水资源丰歉状况。对于农业来说，还影响到灌溉用水的调度与规划。根据北京观象台1951-2007年气象资料分析，该地区降水量年际间

5、变化较大，且旱涝年份交替出现，年降水量最大值为1406mm，最小年降水量仅为261.8mm，多年平均降水量为590.6mm。图1反映了北京市多年降水量的变化情况。从图中可以看出，1951-1998年，该区域平均降水量为628.6mm；1999年后，降水量急剧减少，出现连续9年的干旱年份，1999-2007年平均降水量仅为387.6mm，严重制约了北京农业的可持续发展。从长期趋势来看，北京年降水量呈逐年减少趋势，并以4.9mmy-1的速度递减。北京市降雨的另一特点表现为，年内分布不均（图2），月降水量变化大，其中降水量最多的夏季（6-8月份）占据全年总

6、量的72.1%。图1北京市多年降水量变化图2北京市降水的年内变化从不同年代年降水量变化来看（表1），20世纪50年代为丰水期，其年均降水量明显高于多年平均降水量，偏高幅度达30.9%，60-90年代年均降水量低于多年平均降水量，减少幅度在2.3-5.0%之间，属平水期。2001-2005年年均降水量急剧下降，降幅达31.4%，进入另一个为枯水周期。表1北京地区各年代年均降水量年代1951-19601961-19701971-19801981-19901991-20002001-20051951-2005年降水量/mm781.9584.0567.857

7、9.9567.6409.7597.5距平百分率/%30.9-2.3-5.0-3.0-5.0-31.4利用P-III分度法对近55年不同保证率下的年降水量降水量进行分析（表2），在50%保证率下的年降水量为467.1mm，远不能满足冬小麦-夏玉米模式的周年水分需求，必须耗用大量灌溉水，以保证作物需求，因此有必要对作物布局进行调整，种植与降水耦合性高的作物，以使降水利用效率得到提高。表2P-III分度法的年降水量保证程度保证率5%10%20%25%50%75%90%95%年降水量(mm)790.3703.2610.0578.0467.1383.4328.

8、5303.82.2北京市平原地下水位变化地下水位的变化，从另一个方面反映了北京市水资源利用的不平衡态势。北京