农业活动对地下水系统影响研究

如题所述

农业是高用水行业,在地下水用水量中所占比重较大,关于农业活动对地下水资源量影响的研究也愈来愈被关注。尤其是在水资源日益短缺、依靠地下水进行灌溉的干旱和半干旱地区,农业活动的发展直接影响和决定着地下水系统的演化发展方向。

1979年国际水文地质协会于法国巴黎成立了研究地下水污染与保护的专题委员会,并于1984年6月在爱尔兰召开会议,重点讨论了农业活动对地下水的影响。后来专题委员会又成立了“农业活动对地下水的影响”以及“饮用水保护”两个工作组,J.Vrba担任“农业活动对地下水影响”工作组主席(Jaroslav Vrba,1983;C.R.Aldwell,1986)。

沙特阿拉伯有世界第一大流动沙漠——鲁卜哈利沙漠,面积达65×104km2,夏天温度可达45℃以上,为不毛之地。为在20世纪70年代中期做到粮食自给,粮食生产在1982年之前的10年里翻了一番,在之后的10年里翻了四番,成为小麦的一个主要出口国。但粮食产量的增长是建立在地下水过度开采基础上的,地下水开采量超过了15×108m3/a,并且有持续增加趋势,据预测在未来不到50年的时间里地下水将会耗尽(毛军,2007;高前兆等,1996)。

此外,国内外内陆河普遍存在着中上游的农业灌溉用水量增大,河流下游地表来水急剧减少,地下水位连续下降,并且下降幅度不断增大,造成下游地区区域地下水补给断绝,地下水资源面临枯竭的威胁,像非洲的乍得湖等地区,美国西部、咸海盆地和南非的干旱台地也都存在相似的问题(高前兆,等,1996)。

Madeline通过地下水占总用水量99%以上的Wisconsin、Sauk和Waukesha农灌区,发现不仅集中高强度开采地下水可造成地下水位剧变,而且分散大量开采的农业用水也能造成地下水储存资源严重超采而引发地下水流场剧变(Madeline Bgotkowitz,2008)。农田灌溉的大水量、低利用率用水已经成为许多地区水资源短缺的主导因素,以至农田灌溉合理用水成为许多国家研究和缓解水资源短缺的重点(Rao KPC et al.,2003;Douglas E.M.et al,2005)。

我国西北内陆地区干旱缺水,早在2000年前,河西走廊就发展了灌溉农业。新中国成立以来,西北干旱区水利工程建设事业迅速发展,在一定程度上改变了缺水状况,每个农业人口占有灌溉面积2.6~4.2亩(马金珠,等,1997),逐步形成了一个以水为中心的绿洲灌溉农业体系,取得了良好的社会经济效益。但近年来,人们对水资源采取掠夺式的开发,直接造成水量、水质,以及水资源时空分布规律发生了变化。地处河西走廊东北部的民勤县是中国北方地区沙尘暴四大策源地之一,年降水量仅110mm,蒸发量却高达2646mm。自20世纪70年代开始大规模打井取水,井深由几米、十几米、几十米演变到上百米和几百米。十余年时间,机井增至近万眼,占到甘肃省机井总数的四分之一,耕地面积随之迅速扩大到90×104亩,成为河西地区商品粮基地。1976年,全县粮食突破1×108kg大关。20世纪90年代,每年超采地下水约3×108m3,使该地区的地下水位开始出现明显的下降趋势,水位普遍下降10~20m,局部地区达40m,已形成了巨大的“漏斗区”(毛军,2007)。

我国在1999年由地下水信息网和河南省水利厅联合举办的第7届全国地下水科技交流会在河南省南阳市召开,探讨了井灌区农业节水和地下水可持续开发利用问题(杨文磊,等,1999)。杨永辉等(2001)分析了太行山山前平原地下水位下降与小麦、玉米生长期内降水量及灌溉量之间的关系。贾金生等(2002)利用Visual Mmodflow软件模拟了农业活动需水量增加时,地下水位下降情况。王道波等(2005)指出农田用水除了与耕地面积有关外,和种植的作物也密切相关。陈克强(2005)以洛惠渠灌区为例,采用非线性回归法探讨了北方地区大面积作物生产对地下水的影响。张光辉等(2009)指出近50年来滹沱河流域平原区粮食产量持续增加导致农业区地下水开采量不断增大,同时灌溉节水水平的不断提高有效地缓解了地下水开采量增加的速率。刘中培等(2012)指出石家庄平原区灌溉粮田增产是驱动地下水开采量增大的根本原因,而开采量的增加是引起地下水位持续下降的直接原因,并分析了粮食产量增加对区域地下水影响的作用机制。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答