实现地下水压采目标的精准控灌决策支持系统研究

摘要

河北是我国重要的粮食主产省之一,作物高产稳产严重依赖灌溉,多年对地下水超采导致地下水位逐年下降,威胁区域灌溉农业可持续发展。在地下水限采政策实施后,如何实现地下水压采目标下利用有限灌水维持区域粮食生产能力,对实现区域粮食安全和水资源可持续利用具有重要意义。本研究提出了依据国网河北电力公司对河北平原农用机井电气化改造实现的灌溉用电实时采集和计量,通过“以电折水”换算,根据用电数据调控地下水开采,实现地下水开采总量控制,满足地下水压采目标。在此基础上,建立针对区域主要粮食作物冬小麦-夏玉米一年两熟有限供水下的优化灌水制度和灌水调控土壤主要耗水层水分下限指标,通过提升限量供水下的水分利用效率,维持限水条件下区域粮食生产能力。集成用电信息和限量灌溉决策指标,形成确保地下水压采目标的精准控灌决策支持系统,服务农业生产。该决策支持系统可在实现调控灌溉水量的同时,进行优化灌溉决策,既满足政府对区域地下水开采的调控需求,也满足不同经营规模农户用水管理的需求,具有良好的应用前景。