Faith Chan

(1.貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550001；2.諾丁漢大學(xué)，英國 諾丁漢 NG1 4BU)

1 稻田養(yǎng)魚模式介紹

稻田養(yǎng)魚是一種古老的種養(yǎng)殖模式，在浙、閩、贛、黔、湘、鄂、蜀等省山區(qū)稻田養(yǎng)魚較普遍。養(yǎng)殖魚類以草魚、鯉魚為主，也養(yǎng)殖鯽、鰱、鳙、鯪等魚。由于稻田養(yǎng)魚用水量受到降水量、蒸發(fā)量、下滲量、水稻品種、魚類品質(zhì)、種養(yǎng)殖制度、田間設(shè)施、種養(yǎng)殖管理等眾多因素影響，目前國內(nèi)對稻田養(yǎng)魚用水量并無系統(tǒng)的研究，也無相關(guān)規(guī)范做出權(quán)威的界定[1]。

2 典型代表省份稻田養(yǎng)魚需水定額

黎平縣大斗水庫工程位于貴州省、廣西省、湖南省交界，為準(zhǔn)確確定工程受水區(qū)的稻田養(yǎng)魚定額值，從而進(jìn)一步準(zhǔn)確計(jì)算水庫規(guī)模，本文首先對上述3省的相關(guān)定額進(jìn)行了分析研究。

2.1 貴州省稻田養(yǎng)魚需水定額分析

根據(jù)《貴州省行業(yè)用水定額》(DB52/T 725—2011)，黎平縣屬于黔東溫暖重夏旱區(qū)(Ⅱ區(qū))，薄、潛、濕、曬灌溉制度下的水稻凈灌溉定額為305m3/畝(P=80%)。在內(nèi)陸?zhàn)B魚類別中《貴州省行業(yè)用水定額》對池塘及稻田養(yǎng)魚的定額為500m3/畝(全省綜合)?！顿F州省行業(yè)用水定額》(DB52/T 725—2011)[2]編制時(shí)并未考慮保證率，且此定額已經(jīng)包含稻田養(yǎng)魚中稻田和魚各自的耗水量，是一個(gè)總水量的綜合定額。

根據(jù)《農(nóng)林牧漁業(yè)及農(nóng)村居民生活用水定額》(DB/T 804—2012)、《湖南省用水定額》(DB/T 388—2014)，池塘及稻田養(yǎng)魚為露天場地，根據(jù)不同年份降水和蒸發(fā)條件的不同，年際間補(bǔ)水量應(yīng)該是不同的，降水偏枯水年份補(bǔ)水多，反之降水偏豐水年補(bǔ)水少，因此該定額應(yīng)該是有保證率概念的。鑒于貴州灌溉保證率普遍取P=80%，因此貴州省稻田養(yǎng)魚的定額500m3/畝應(yīng)為P=80%保證率下的需水量，稻田養(yǎng)魚均值定額應(yīng)為450m3/畝左右。

2.2 廣西壯族自治區(qū)稻田養(yǎng)魚需水定額分析

根據(jù)廣西壯族自治區(qū)《農(nóng)林牧漁業(yè)及農(nóng)村居民生活用水定額》(DB/T 804—2012)，該定額將稻田養(yǎng)魚的需水定額按稻田系統(tǒng)和養(yǎng)殖系統(tǒng)分列。

靠近黎平縣的桂北地區(qū)在淹灌的灌溉制度下，兩季中稻凈灌溉定額為625m3/畝(P=50%)，675m3/畝(P=70%)，750m3/畝(P=90%)，換算為貴州普遍的P=80%的灌溉保證率則為700m3/畝左右(P=80%)。廣西地區(qū)兩季稻的種植周期為3—10月，水稻種植周期長達(dá)8個(gè)月。相比之下，貴州地區(qū)單季稻種植期為5—8月，水稻種植周期僅為4個(gè)月。由于廣西基本種植兩季稻，種植周期為貴州地區(qū)的2倍，畝均產(chǎn)量也基本為貴州地區(qū)2倍，因此廣西地區(qū)水稻灌溉畝均凈用水基本為貴州地區(qū)2倍。通過咨詢廣西水利設(shè)計(jì)院相關(guān)工作人員，如果將該定額換算成為單季稻，則桂北地區(qū)單季中稻凈灌溉定額為350m3/畝左右(P=80%)，與貴州黔東南地區(qū)接近。

《農(nóng)林牧漁業(yè)及農(nóng)村居民生活用水定額》(DB/T 804—2012)在內(nèi)陸?zhàn)B殖類別中，對稻田養(yǎng)魚的定額定為350m3/畝(P=50%)，390m3/畝(P=70%)，450m3/畝(P=90%)，換算為貴州普遍的P=80%的灌溉保證率則為420m3/畝左右(P=80%)。考慮到廣西普遍種植兩季稻，稻田養(yǎng)魚的周期也基本可以養(yǎng)殖兩季，此定額換算到貴州省的單季中稻應(yīng)為210m3/畝左右(P=80%)。

稻田養(yǎng)魚需要同時(shí)兼顧稻田種植和養(yǎng)魚的過程，在滿足物蒸騰和課間蒸發(fā)的基礎(chǔ)上，還需對養(yǎng)魚的過程進(jìn)行補(bǔ)水從而滿足魚類的生長要求，因此稻田養(yǎng)魚綜合定額應(yīng)該擬定為560m3/畝左右(P=80%,350+210=560)。

2.3 湖南省稻田養(yǎng)魚需水定額分析

根據(jù)根據(jù)《湖南省用水定額》(DB/T 388—2014)，該定額也將稻田養(yǎng)魚的需水定額按稻田系統(tǒng)和養(yǎng)殖系統(tǒng)分列。

根據(jù)《湖南省用水定額》(DB/T 388—2014)，靠近黎平縣的湘西北地區(qū)，中稻凈灌溉定額為155m3/畝(P=50%)，265m3/畝(P=90%)，換算為貴州普遍的P=80%的灌溉保證率則為240m3/畝左右(P=80%)。湖南種植的中稻與貴州的中稻均為一季稻。

《湖南省用水定額》(DB/T 388—2014)無單獨(dú)針對稻田養(yǎng)魚的定額的描述，僅有魚塘定額的相關(guān)描述。在魚塘補(bǔ)水類別中，對魚塘定額定為335m3/畝(P=50%)，545m3/畝(P=90%)，換算為貴州普遍的P=80%的灌溉保證率則為480m3/畝左右(P=80%)。

稻田養(yǎng)魚需要同時(shí)兼顧稻田種植和養(yǎng)魚的過程，在滿足物蒸騰和課間蒸發(fā)的基礎(chǔ)上，還需對養(yǎng)魚的過程進(jìn)行補(bǔ)水從而滿足魚類的生長要求，因此稻田養(yǎng)魚綜合定額應(yīng)該擬定為720m3/畝左右(P=80%)(240+480=720)，大于貴州省稻田養(yǎng)魚為500m3/畝(P=80%)。

表1 貴州、廣西、湖南稻田養(yǎng)魚需水量統(tǒng)計(jì)成果表

通過表1可知，湖南稻田養(yǎng)魚定額大于貴州和廣西稻田養(yǎng)魚定額，其主要原因是推算湖南省稻田養(yǎng)魚定額時(shí)使用的是魚塘定額。將貴州、廣西、湖南稻田養(yǎng)魚定額設(shè)計(jì)值定額統(tǒng)一到P=80%之后發(fā)現(xiàn)各定額的差異在31%左右，主要是各地區(qū)徑流深、蒸發(fā)量、水稻種植制度、水田布置方式等造成的。

3 根據(jù)貴州稻田養(yǎng)魚用水定額進(jìn)行典型工程興利調(diào)算

本文利用此工程的需水量計(jì)算和興利調(diào)算過程，介紹稻田養(yǎng)魚在工程實(shí)例中的應(yīng)用。

3.1 黎平縣大斗水庫概況

大斗水庫壩址位于洪州河一級支流下溫河上游，壩址以上積水面積46.0km2，壩址以上河長18.96km，比降為10.24‰，工程任務(wù)為鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、灌溉以及農(nóng)村人畜供水[5]。工程受水區(qū)中稻田養(yǎng)魚種養(yǎng)殖模式的播種比例達(dá)到19.9%，準(zhǔn)確計(jì)算稻田養(yǎng)魚的需水量對確定水庫規(guī)模具有重要意義。

3.2 水庫興利調(diào)算

3.2.1 灌溉制度及定額

灌區(qū)旱作物主要有果樹、洋芋、玉米、蔬菜等。根據(jù)貴州省旱作物灌溉試驗(yàn)資料，參考鄰近省份經(jīng)驗(yàn)，擬定旱作物灌溉制度及定額。

根據(jù)黎平氣象站1965—2015年逐月降水資料和蒸發(fā)資料，求得各種旱作物歷年逐月節(jié)水灌溉水量。將各種作物歷年灌溉水量組成排列圖，以P-Ⅲ型曲線適線并計(jì)算。如表2所示，灌面合計(jì)20776畝，其中水田17828畝，旱地2948畝。

3.2.2 灌溉水量計(jì)算

根據(jù)不同作物的組成分別計(jì)算不同作物長系列灌溉需水量，其中5—8月為旬，其他月份為逐月。設(shè)計(jì)灌面20776畝，水田17828畝，旱地2948畝。根據(jù)實(shí)地調(diào)查的種植制度，水田大季種水稻，小季復(fù)種油菜，水田復(fù)種指數(shù)1.8；旱地大季種玉米，小季種洋芋，復(fù)種指數(shù)2；稻田養(yǎng)魚大季為稻田養(yǎng)魚，小季復(fù)種油菜，稻田養(yǎng)魚復(fù)種指數(shù)1.8。

表2 灌溉定額統(tǒng)計(jì)

管道輸水損失擬按0.95考慮，水田和稻田養(yǎng)魚田間水利用系數(shù)為0.95，旱地田間水利用系數(shù)為0.90，通過加權(quán)平均計(jì)算得灌溉水量利用系數(shù)為0.896。

經(jīng)計(jì)算：大斗水庫灌區(qū)多年平均灌溉用水量為809萬m3，P=80%灌溉用水量為933萬m3。表3中可以看出稻田養(yǎng)魚部分P=80%灌溉用水量為398萬m3，占總灌溉用水量的42.7%，準(zhǔn)確計(jì)算該部分水量對水庫規(guī)模的確定至關(guān)重要。

3.2.3 其他供水量

考慮受水區(qū)范圍城鎮(zhèn)供水358萬m3、農(nóng)村供水33萬m3。

表3 灌溉水量計(jì)算成果表

3.2.4 上游新增耗水、庫損、環(huán)境水

根據(jù)《黎平縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年計(jì)劃綱要》等規(guī)劃資料，由于城鎮(zhèn)化率的提高，農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)遷移，壩址以上流域農(nóng)村人口基本維持不變，至2030年，壩址以上流域內(nèi)農(nóng)村人口為5552人，大牲畜1666頭、小牲畜3331頭。有效灌面2000畝(其中1000畝為新增灌面)，全部為水田，大季種水稻，小季種油菜，復(fù)種指數(shù)1.8。新增灌面灌溉水利用系數(shù)取0.70。用水定額：規(guī)劃2030年農(nóng)村人均綜合生活用水量90L/人·d。大牲畜用水量55L/頭·d，小牲畜用水量30L/頭·d。耗水量：農(nóng)村人畜用水耗水率為100%，灌溉用水耗水率取65%。合計(jì)壩址以上流域現(xiàn)新增耗水量為40.9萬m3。

庫損由蒸發(fā)和滲漏等因素產(chǎn)生，水庫建成后，庫區(qū)由原來的陸面蒸發(fā)變成水面蒸發(fā)，水量蒸發(fā)損失增大。結(jié)合庫區(qū)地質(zhì)條件，本階段的庫損量(蒸發(fā)和滲漏損失)按水庫正常蓄水位相應(yīng)庫容的10%計(jì)[2]。

結(jié)合《貴州省地表水資源》的有關(guān)等值線圖以及環(huán)評專業(yè)對環(huán)境用水的要求，并參照《水資源供需預(yù)測分析技術(shù)規(guī)范》(SL429—2008)的規(guī)定，河道內(nèi)最小生態(tài)環(huán)境需水量，南方河流一般采用20%～30%。根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》(試行)、《水電水利建設(shè)項(xiàng)目河道生態(tài)用水、低溫水和過魚設(shè)施環(huán)境影響評價(jià)技術(shù)指南》(試行)和國家環(huán)保總局辦公廳“關(guān)于印發(fā)水電水利建設(shè)項(xiàng)目水環(huán)境與水生生態(tài)保護(hù)技術(shù)政策研討會會議紀(jì)要的函”(環(huán)辦函〔2006〕11號)及貴州省水利廳的相關(guān)要求，為加強(qiáng)對下游水生生物環(huán)境的保護(hù)，環(huán)境水年總量按壩址處多年平均徑流量的10%均勻下放，則大斗水庫上壩址每年需下放263萬m3的環(huán)境用水，下放方式為均勻下放[3]。

3.3 興利調(diào)算計(jì)算

水庫工程的主要任務(wù)是供水和灌溉，根據(jù)水庫壩址處長系列徑流計(jì)算成果和流域內(nèi)的耗水量長系列成果，并計(jì)入水庫的蒸發(fā)、滲漏損失水量，由于水庫具有多年調(diào)節(jié)性能，調(diào)節(jié)時(shí)段為月。

興利調(diào)節(jié)計(jì)算采用時(shí)歷法計(jì)算時(shí)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，灌溉供水設(shè)計(jì)保證率取80%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、工業(yè)、農(nóng)村供水設(shè)計(jì)保證率取95%，由于灌溉用水設(shè)計(jì)保證率低于工業(yè)及農(nóng)村供水設(shè)計(jì)保證率，在保證率大于80%年份，灌溉用水量根據(jù)來水量作相應(yīng)的削減，具體削減方式如下，?如果該年灌溉用水量大于80%設(shè)計(jì)值，但來水量小于80%設(shè)計(jì)值時(shí)，灌溉用水量按來水比例進(jìn)行削減；?如果該年灌溉用水量大于80%設(shè)計(jì)值，且來水量大于80%設(shè)計(jì)值時(shí)，灌溉用水量按80%設(shè)計(jì)值控制；?如果該年灌溉用水量小于80%設(shè)計(jì)值，灌溉用水量不削減；?灌溉用水量削減最多不超過三成[4]。

根據(jù)調(diào)節(jié)庫容排率統(tǒng)計(jì)，95%供水保證率下水庫需要976萬m3的調(diào)節(jié)庫容，考慮死庫容和正常蓄水位收整之后，正常蓄水位為498m，相應(yīng)庫容為1032萬m3。采用傳統(tǒng)種植模式的情況下，水庫正常蓄水位為494m，相應(yīng)庫容為825萬m3。稻田養(yǎng)魚種養(yǎng)殖模式比傳統(tǒng)稻田種植模式多耗水153萬m3，正常蓄水位相差4m左右，稻田養(yǎng)魚對水庫規(guī)模影響較大，詳見表4。

表4 稻田養(yǎng)魚與傳統(tǒng)種植模式興利調(diào)算成果比較

4 結(jié) 論

稻田養(yǎng)魚是一種因地制宜的復(fù)合種養(yǎng)殖模式，該模式能夠有效促進(jìn)農(nóng)民收入，有效促進(jìn)南方山區(qū)農(nóng)民實(shí)現(xiàn)全面脫貧。由于稻田養(yǎng)魚用水量受到降水量、蒸發(fā)量、下滲量、水稻品種、魚類品質(zhì)、種養(yǎng)殖制度、田間設(shè)施、種養(yǎng)殖管理等眾多因素影響，目前國內(nèi)對稻田養(yǎng)魚用水量并無系統(tǒng)的研究，也無相關(guān)規(guī)范做出權(quán)威的界定。本文較為系統(tǒng)地分析總結(jié)了典型省份的稻田養(yǎng)魚用水定額，并將稻田養(yǎng)魚應(yīng)用于工程實(shí)例，為類似工程設(shè)計(jì)和研究提供了一定的借鑒。在將來的研究中，需進(jìn)一步準(zhǔn)確地分析和計(jì)算稻田養(yǎng)魚帶來的增加部分水庫規(guī)模的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。水庫建成運(yùn)行后需對受水區(qū)稻田養(yǎng)魚耗水量進(jìn)行實(shí)地計(jì)量水量，并分析稻田養(yǎng)魚耗水量與水庫出庫水量的關(guān)系，從而進(jìn)一步驗(yàn)證稻田養(yǎng)魚定額的合理性。