华北地区作物需水量计算方法

⑴ 单位面积农业耗水强度与有效降水量之间关系

地下水农用开采量受到耗水型作物的种植面积、降水量多少及时程分配、灌溉利用效率等的影响，其中石家庄平原区在近50年时间中耗水型作物的种植面积及降水量是主要影响因素。降水量不变情况下，种植面积增大，地下水农用开采量增大；种植面积一定情况下，降水量补给作物需水量越多，地下水农用开采量越小。虽然在种植面积变化较为明显情况下，地下水农用开采量表现出随耗水型作物种植面积变化而变化的明显规律，但降水量作为农作物主要的需水来源之一，其作用程度不可忽略。所以了解单位耗水型作物种植面积上农用开采强度的变化趋势，分析其与降水量（尤其是有效降水量）之间的关系对粮食安全生产和地下水合理调控及降水量合理利用均具有较强的理论指导和实际意义。

6.3.4.1 作物需耗水的有效降水量理念与内涵

降雨对农作物的主要作用是补充生长所必需的耕作层土壤水分，降雨是否有效，主要取决于它是否将雨水补充到作物的有效根区，这是衡量耕地有效降雨的标志（杨燕山，2004）。有效降水量（effective precipitation）指旱作物种植条件下，用于满足作物蒸发蒸腾需要的那部分降水量，它不包括地表径流和渗漏至作物根区以下的部分，同时也不包括淋洗盐分所需要的降水深层渗漏部分，因为这部分水量没有用于作物的蒸散，应视为无效水（刘战东，2007）。影响有效降水量的因素多而复杂（Dastane N.G，1974），不同作物种类、生长阶段、耗水特性、降水特性、土壤特性、地下水位埋深以及农业耕作管理措施等因素都直接或间接影响它的大小（Dastane N G.，1974）。

计算有效降水量的方法主要有以下几种。

（1）经验公式计算有效降水量

P_e＝α×P 6.9

式中，P_e为有效降水量（mm）；P为次降水量（mm）；α为降水有效利用系数，如表6.9所示。

表6.18 1982年以来有效降水量、种植面积及农业开采量回归系数表

对1953～1981年及1982～2005年有效降水量、小麦玉米总种植面积及农业开采量之间的分段回归分析显示，在1982年之前，由于小麦玉米总种植面积变化幅度较大，成为决定农业开采量变化的主要因素，相关系数为0.956，有效降水量与农业开采量的相关系数只有-0.362；而在1982年之后，农业种植规模已经成型，变化幅度相对较小，小麦玉米总种植面积的变化对农业开采量的贡献度减小，相关系数减小为0.269，相应地有效降水量对农业开采量变化贡献度增加，相关系数为-0.509，即在1982年之后，有效降水量多的年份农业开采地下水量较小，而有效降水量小的年份农业开采地下水量较多。