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劉中培，農業活動對地下水系統影響研究

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1，農業活動對地下水系統影響研究農業是高用水行業，在地下水用水量中所占比重較大，關于農業活動對地下水資源量影響的研究也愈來愈被關注 。尤其是在水資源日益短缺、依靠地下水進行灌溉的干旱和半干旱地區，農業活動的發展直接影響和決定著地下水系統的演化發展方向 。1979年國際水文地質協會于法國巴黎成立了研究地下水污染與保護的專題委員會，并于1984年6月在愛爾蘭召開會議，重點討論了農業活動對地下水的影響 。后來專題委員會又成立了“農業活動對地下水的影響”以及“飲用水保護”兩個工作組，J.Vrba擔任“農業活動對地下水影響”工作組主席（Jaroslav Vrba，1983；C.R.Aldwell，1986） 。沙特阿拉伯有世界第一大流動沙漠——魯卜哈利沙漠，面積達65×104km2，夏天溫度可達45℃以上，為不毛之地 。為在20世紀70年代中期做到糧食自給，糧食生產在1982年之前的10年里翻了一番，在之后的10年里翻了四番，成為小麥的一個主要出口國 。但糧食產量的增長是建立在地下水過度開采基礎上的，地下水開采量超過了15×108m3/a，并且有持續增加趨勢，據預測在未來不到50年的時間里地下水將會耗盡（毛軍，2007；高前兆等，1996） 。此外，國內外內陸河普遍存在著中上游的農業灌溉用水量增大，河流下游地表來水急劇減少，地下水位連續下降，并且下降幅度不斷增大，造成下游地區區域地下水補給斷絕，地下水資源面臨枯竭的威脅，像非洲的乍得湖等地區，美國西部、咸海盆地和南非的干旱臺地也都存在相似的問題（高前兆，等，1996） 。Madeline通過地下水占總用水量99%以上的Wisconsin、Sauk和Waukesha農灌區，發現不僅集中高強度開采地下水可造成地下水位劇變，而且分散大量開采的農業用水也能造成地下水儲存資源嚴重超采而引發地下水流場劇變（Madeline Bgotkowitz，2008） 。農田灌溉的大水量、低利用率用水已經成為許多地區水資源短缺的主導因素，以至農田灌溉合理用水成為許多國家研究和緩解水資源短缺的重點（Rao KPC et al.，2003；Douglas E.M.et al，2005） 。我國西北內陸地區干旱缺水，早在2000年前，河西走廊就發展了灌溉農業 。新中國成立以來，西北干旱區水利工程建設事業迅速發展，在一定程度上改變了缺水狀況，每個農業人口占有灌溉面積2.6～4.2畝（馬金珠，等，1997），逐步形成了一個以水為中心的綠洲灌溉農業體系，取得了良好的社會經濟效益 。但近年來，人們對水資源采取掠奪式的開發，直接造成水量、水質，以及水資源時空分布規律發生了變化 。地處河西走廊東北部的民勤縣是中國北方地區沙塵暴四大策源地之一，年降水量僅110mm，蒸發量卻高達2646mm 。自20世紀70年代開始大規模打井取水，井深由幾米、十幾米、幾十米演變到上百米和幾百米 。十余年時間，機井增至近萬眼，占到甘肅省機井總數的四分之一，耕地面積隨之迅速擴大到90×104畝，成為河西地區商品糧基地 。1976年，全縣糧食突破1×108kg大關 。20世紀90年代，每年超采地下水約3×108m3，使該地區的地下水位開始出現明顯的下降趨勢，水位普遍下降10～20m，局部地區達40m，已形成了巨大的“漏斗區”（毛軍，2007） 。我國在1999年由地下水信息網和河南省水利廳聯合舉辦的第7屆全國地下水科技交流會在河南省南陽市召開，探討了井灌區農業節水和地下水可持續開發利用問題（楊文磊，等，1999） 。楊永輝等（2001）分析了太行山山前平原地下水位下降與小麥、玉米生長期內降水量及灌溉量之間的關系 。賈金生等（2002）利用Visual Mmodflow軟件模擬了農業活動需水量增加時，地下水位下降情況 。王道波等（2005）指出農田用水除了與耕地面積有關外，和種植的作物也密切相關 。陳克強（2005）以洛惠渠灌區為例，采用非線性回歸法探討了北方地區大面積作物生產對地下水的影響 。張光輝等（2009）指出近50年來滹沱河流域平原區糧食產量持續增加導致農業區地下水開采量不斷增大，同時灌溉節水水平的不斷提高有效地緩解了地下水開采量增加的速率 。劉中培等（2012）指出石家莊平原區灌溉糧田增產是驅動地下水開采量增大的根本原因，而開采量的增加是引起地下水位持續下降的直接原因，并分析了糧食產量增加對區域地下水影響的作用機制 。

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