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摘要：根据白城市粮食生产对地下水的需求，开展白城市粮食主产区地下水动态分析，掌握地下水动态变化规律，为保障商品粮能力建设，提供科学依据。
关键词：白城市；粮食主产区；地下水动态；分析
中图分类号： P332 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.13.035
1白城市粮食产量与地下水开采量之间的关系
白城市属于干旱半干旱地区，十年九旱，尤以春旱为重。随着灌溉水平的提高，粮食单产稳步提高。20世纪50～60年代粮食平均单产为57.6～59.8 公斤/亩，当时主要通过人工挖农田土井、挖水柜、打炉渣水泥管井，主要用于坐水种，井的使用寿命仅2～3年，农业生产基本上靠天吃饭；60年代中期起开始钻凿深井，70年代逐步实施了井水灌溉，粮食单产增加到92.5 公斤/亩。80年代井水灌溉面积逐步增加，粮食单产增加到143.2 公斤/亩。90年代经常遭受干旱，1998年遭受特大洪水灾害，但是抗旱措施不断增强，井灌面积大幅度增加，打井种稻发展很快，粮食产量也迅猛增加，单产增加到248.4 公斤/亩。进入21世纪以来，经受了历史罕见的连年特大干旱，年降水量仅为321 毫米，相当于多年平均降水量的80%，由于井灌面积大幅度增加，粮食单产持续增加，平均达到321.1 公斤/亩。
2作物需水量与地下水埋深、包气带含水量之间的关系
地下水位埋深与粮食作物需水关系密切。地下水位浅埋地区，地下水通过毛细作用可直接为作物供水，而地下水位埋藏过浅，则会产生土地盐碱化，抑制作物生长。包气带含水量与作物需水量关系也很密切，粘性土包气带通常含水量较高，持水性和保水性较好，其水分有利于作物吸收利用，而沙性土包气带含水量通常较低，持水性和保水性差，不利于作物吸收利用。
农作物只有在特定的生态水位，才能保证其良好的生长，确保产量。地下水位埋深是特别敏感的生态因子，特有的植物种群需要特定的地下水位埋深。地下水位埋深大于或小于某植物种群所需的生态水位，生态便会发生退化。特别在干旱半干旱地区，地下水位埋深过大，生态将严重退化。一般地下水位埋深应显著小于潜水蒸发深度，但埋深过浅又会导致土壤盐碱化。
例如白城市地区的玉米灌溉以地下水为主，根据农作物根系的调查，地下水位埋深在2.0～5.0米时，玉米的产量最高。当地下水位埋深较深时（>5.0米时），地下水基本不能补给或少量补给，玉米根系也难以到达和吸收。水位越深，产量和水分利用效率都越低。地下水位小于2.0米时，虽然地下水补给多，但影响了春玉米根系发达，反而产量下降，水分利用率也随着下降。而且水位埋藏太浅容易造成土壤的盐渍化，导致土质退化。
3作物生长与地下水水质、包气带含盐量之间的关系
地下水中的矿化度过高时，容易导致植被根系脱水而死，地下水中的矿化度过低时，地下水不能供给植被根系足够的养分，也不利于植物的生长。把某种植被处于生长旺盛和生长良好状态下，主要根系层内包气带土壤含盐量的范围定义为这种植被的适生含盐量，如果土壤的含盐量超过了这个范围，对于植被的生长不利，甚至由于含盐量过高导致植被脱水而枯死。据有关资料，土壤含盐量小于3克/公斤时，植被可以正常生长。土壤含盐量在6～10克/公斤之间，属于中度盐渍土，植物的生长受到一定的影响。
4粮食主产区地下水动态年内变化规律
白城市第四系孔隙潜水地下水动态有：河水渗漏补给型，降水渗入径流型，渗入蒸发型三种。根据地下水位观测资料分析，地下水位动态的一般特征是每年只有一次峰值。高峰过后，水位一直持续下降，直至出现最低水位时为止。水位变化的时间和幅度有两种情况：一种是受开采影响小的水位动态，最低水位出现在3月末～4月上旬，最高位出现在7月末～8月中旬。水位变幅一般为0.7～1.5米，小者0.5米左右。另一种是受开采影响明显水位动态，最低水位出现在5月下旬～6月初，最高位大多出现在8月下旬～9月初，少数出现在9月以后。水位变幅大多为1.5～2.0米，开采集中的地区为2.5～4.5米。月亮泡断陷区越流系统的地下水动态，中部受开采影响较大，其他地区反映不明显，其动态类型和动态特征既有区别，又有联系。近几年，该区地下水位在大部分地区处于相对稳定状态，仅在松嫩低平原区的开采强度较大的城镇，出现了规模不等的局部下降漏斗。
洮儿河冲积扇区第四系潜水与大气降水联系紧密，地下水位年内变化特征在丰、枯水年是不同的。丰水年第四系潜水水位变化明显，在汛期6～9月地下水水位上升；平水年第四系潜水水位变化幅度小，从4、5月份开始下降，8、9月份达到最低，10月份后开始缓慢回升；枯水年第四系潜水水位总体处于下降趋势，由于春季降水少，春播期大量开采地下水，致使地下水水位从4、5月开始下降，随5、6月份降水的增多，地下水水位开始缓慢下降或有所回升，接着地下水水位大幅下降，至8、9月份地下水水位埋深值达到最大值。从10月开始地下水水位缓慢上升。
月亮湖断陷区第四系潜水水位年内变化不大。由于春季降水少，地下水水位缓慢下降，地下水水位埋深最大值出现3～5月，6～9月地下水水位开始缓慢上升，之后地下水水位又开始下降。
月亮湖断陷区第四系承压水水位年内变化明显。地下水水位埋深最大值出现在汛期6～9月。由于春季降水少，春播期大量开采月亮湖断陷区第四系承压水，致使地下水水位从5月开始大幅下降。随降水的增多地下水水位下降速度有所减缓或地下水水位有所回升，在汛期出现一波峰。随后地下水水位又开始大幅度下降，至到埋深值达到最大值。从8～9月开始地下水水位开始上升，至到下一年春播期前3～4月地下水水位埋深达到最小值。
综上所述，掌握粮食主产区地下水动态变化规律与粮食生产之间的关系，是水利工作者今后一个时期深入研究的课题。
作者简介：宋伟，白城市水资源管理中心，助理工程师，研究方向：水资源技术与收费。
关键词：白城市；粮食主产区；地下水动态；分析
中图分类号： P332 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.13.035
1白城市粮食产量与地下水开采量之间的关系
白城市属于干旱半干旱地区，十年九旱，尤以春旱为重。随着灌溉水平的提高，粮食单产稳步提高。20世纪50～60年代粮食平均单产为57.6～59.8 公斤/亩，当时主要通过人工挖农田土井、挖水柜、打炉渣水泥管井，主要用于坐水种，井的使用寿命仅2～3年，农业生产基本上靠天吃饭；60年代中期起开始钻凿深井，70年代逐步实施了井水灌溉，粮食单产增加到92.5 公斤/亩。80年代井水灌溉面积逐步增加，粮食单产增加到143.2 公斤/亩。90年代经常遭受干旱，1998年遭受特大洪水灾害，但是抗旱措施不断增强，井灌面积大幅度增加，打井种稻发展很快，粮食产量也迅猛增加，单产增加到248.4 公斤/亩。进入21世纪以来，经受了历史罕见的连年特大干旱，年降水量仅为321 毫米，相当于多年平均降水量的80%，由于井灌面积大幅度增加，粮食单产持续增加，平均达到321.1 公斤/亩。
2作物需水量与地下水埋深、包气带含水量之间的关系
地下水位埋深与粮食作物需水关系密切。地下水位浅埋地区，地下水通过毛细作用可直接为作物供水，而地下水位埋藏过浅，则会产生土地盐碱化，抑制作物生长。包气带含水量与作物需水量关系也很密切，粘性土包气带通常含水量较高，持水性和保水性较好，其水分有利于作物吸收利用，而沙性土包气带含水量通常较低，持水性和保水性差，不利于作物吸收利用。
农作物只有在特定的生态水位，才能保证其良好的生长，确保产量。地下水位埋深是特别敏感的生态因子，特有的植物种群需要特定的地下水位埋深。地下水位埋深大于或小于某植物种群所需的生态水位，生态便会发生退化。特别在干旱半干旱地区，地下水位埋深过大，生态将严重退化。一般地下水位埋深应显著小于潜水蒸发深度，但埋深过浅又会导致土壤盐碱化。
例如白城市地区的玉米灌溉以地下水为主，根据农作物根系的调查，地下水位埋深在2.0～5.0米时，玉米的产量最高。当地下水位埋深较深时（>5.0米时），地下水基本不能补给或少量补给，玉米根系也难以到达和吸收。水位越深，产量和水分利用效率都越低。地下水位小于2.0米时，虽然地下水补给多，但影响了春玉米根系发达，反而产量下降，水分利用率也随着下降。而且水位埋藏太浅容易造成土壤的盐渍化，导致土质退化。
3作物生长与地下水水质、包气带含盐量之间的关系
地下水中的矿化度过高时，容易导致植被根系脱水而死，地下水中的矿化度过低时，地下水不能供给植被根系足够的养分，也不利于植物的生长。把某种植被处于生长旺盛和生长良好状态下，主要根系层内包气带土壤含盐量的范围定义为这种植被的适生含盐量，如果土壤的含盐量超过了这个范围，对于植被的生长不利，甚至由于含盐量过高导致植被脱水而枯死。据有关资料，土壤含盐量小于3克/公斤时，植被可以正常生长。土壤含盐量在6～10克/公斤之间，属于中度盐渍土，植物的生长受到一定的影响。
4粮食主产区地下水动态年内变化规律
白城市第四系孔隙潜水地下水动态有：河水渗漏补给型，降水渗入径流型，渗入蒸发型三种。根据地下水位观测资料分析，地下水位动态的一般特征是每年只有一次峰值。高峰过后，水位一直持续下降，直至出现最低水位时为止。水位变化的时间和幅度有两种情况：一种是受开采影响小的水位动态，最低水位出现在3月末～4月上旬，最高位出现在7月末～8月中旬。水位变幅一般为0.7～1.5米，小者0.5米左右。另一种是受开采影响明显水位动态，最低水位出现在5月下旬～6月初，最高位大多出现在8月下旬～9月初，少数出现在9月以后。水位变幅大多为1.5～2.0米，开采集中的地区为2.5～4.5米。月亮泡断陷区越流系统的地下水动态，中部受开采影响较大，其他地区反映不明显，其动态类型和动态特征既有区别，又有联系。近几年，该区地下水位在大部分地区处于相对稳定状态，仅在松嫩低平原区的开采强度较大的城镇，出现了规模不等的局部下降漏斗。
洮儿河冲积扇区第四系潜水与大气降水联系紧密，地下水位年内变化特征在丰、枯水年是不同的。丰水年第四系潜水水位变化明显，在汛期6～9月地下水水位上升；平水年第四系潜水水位变化幅度小，从4、5月份开始下降，8、9月份达到最低，10月份后开始缓慢回升；枯水年第四系潜水水位总体处于下降趋势，由于春季降水少，春播期大量开采地下水，致使地下水水位从4、5月开始下降，随5、6月份降水的增多，地下水水位开始缓慢下降或有所回升，接着地下水水位大幅下降，至8、9月份地下水水位埋深值达到最大值。从10月开始地下水水位缓慢上升。
月亮湖断陷区第四系潜水水位年内变化不大。由于春季降水少，地下水水位缓慢下降，地下水水位埋深最大值出现3～5月，6～9月地下水水位开始缓慢上升，之后地下水水位又开始下降。
月亮湖断陷区第四系承压水水位年内变化明显。地下水水位埋深最大值出现在汛期6～9月。由于春季降水少，春播期大量开采月亮湖断陷区第四系承压水，致使地下水水位从5月开始大幅下降。随降水的增多地下水水位下降速度有所减缓或地下水水位有所回升，在汛期出现一波峰。随后地下水水位又开始大幅度下降，至到埋深值达到最大值。从8～9月开始地下水水位开始上升，至到下一年春播期前3～4月地下水水位埋深达到最小值。
综上所述，掌握粮食主产区地下水动态变化规律与粮食生产之间的关系，是水利工作者今后一个时期深入研究的课题。
作者简介：宋伟，白城市水资源管理中心，助理工程师，研究方向：水资源技术与收费。