西南地區(qū)糧食生產(chǎn)的盆地及平壩地區(qū)排水問(wèn)題研究

西南地區(qū)糧食生產(chǎn)的盆地及平壩地區(qū)排水問(wèn)題研究

西南部是中國(guó)西南部的一個(gè)廣大地區(qū)，包括青藏高原的大部分地區(qū)、四川盆地的秦巴山、云貴嶺和其他大部分地區(qū)。本文所指的西南省主要是重慶、四川、貴州、云南、廣西（市、區(qū)）五個(gè)?。ㄊ?、區(qū)），其地形、氣候、水系、土壤、植物、生態(tài)環(huán)境、民族和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件復(fù)雜多樣。該地區(qū)地貌類型有山地、高原、盆地、平壩等,其中盆地和平壩由于其獨(dú)特的地形地勢(shì)條件,是西南地區(qū)的糧食主產(chǎn)區(qū),但也因其地貌形態(tài)導(dǎo)致該區(qū)域排水不暢,而成為西南地區(qū)典型的低濕農(nóng)區(qū)。因此,對(duì)西南低濕農(nóng)區(qū)進(jìn)行排水現(xiàn)狀及應(yīng)用技術(shù)的分析研究,對(duì)該地區(qū)的糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義。1西南低濕農(nóng)業(yè)區(qū)的基本情況1.1西南山地、山地及山地西南5省國(guó)土面積137×104km2,約占全國(guó)國(guó)土面積的1/7。其中,山地高原占其面積的78.8%,丘陵占15.6%,平壩僅占5.7%。據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)資料可知,該地區(qū)總耕地面積2295.8×104hm2,主要分布在山間盆地,山溝兩旁和山地、半山地、山槽、山洼等地。其中,分布于山地、半山地的耕地往往存在水土流失嚴(yán)重,引水灌溉困難,抗旱能力差等問(wèn)題。因此,分布于山間盆地、低山、山麓等坡度較緩和地帶的耕地,由于其具有地面平坦、地勢(shì)和緩、土層較深厚、水利灌排條件較好、熱量條件較好等優(yōu)勢(shì),是西南地區(qū)的糧食主產(chǎn)地。山間盆地在西南地區(qū),尤其是云南境內(nèi),俗稱“壩子”,它四周被山地、丘陵所包圍,中部具有地勢(shì)平坦,土層較厚,河網(wǎng)密度大,水源充足等特點(diǎn),在西南地區(qū)分布較廣,散布于高原、山地中不同部位,它的面積有大到千余平方公里,也有小到不足1km2。但也因其地形地勢(shì)的因素,分布于山間盆地和低洼平坦地的耕地,自然水系水位高,地表有常年或季節(jié)性積水,導(dǎo)致該類農(nóng)田漬水、潛育化等問(wèn)題突出,最終致使該類農(nóng)田低產(chǎn)或不產(chǎn)。1.2水分過(guò)多的原因分析導(dǎo)致西南低濕農(nóng)區(qū)漬水、土壤潛育化的根本原因是該區(qū)域水分過(guò)多,而水分過(guò)多是許多自然地理因素相互影響和相互制約引起的,可概括為自然因素和人為因素兩方面。1.2.1自然因素1.2.1.澇災(zāi)后漬害嚴(yán)重,降雨強(qiáng)降水是產(chǎn)生澇漬災(zāi)害的主要因素,降雨量、降雨歷時(shí)及降雨過(guò)程的時(shí)空分布都影響農(nóng)田水分狀況,特別是強(qiáng)降雨或連陰雨往往會(huì)造成較為嚴(yán)重的農(nóng)田澇災(zāi)和漬害。西南地區(qū)氣候類型以亞熱帶和溫帶為主,受東南風(fēng)和西南風(fēng)影響,降雨主要集中在5-10月,降水量一般可占全年降水量的80%以上,經(jīng)常是強(qiáng)降雨過(guò)程帶來(lái)的地面積水剛剛排完,地下水位還未來(lái)得及下降,新一輪降雨又來(lái)臨,從而導(dǎo)致地下水位持續(xù)較高,形成了先澇后漬的局面。尤其是低濕農(nóng)區(qū),地勢(shì)平坦低洼、河流坡降平緩、排水能力較差,極易發(fā)生澇漬災(zāi)害。1.2.1.西南山地、平壩等地形地貌對(duì)地表水的再分配起到關(guān)鍵作用,控制了地表水的排泄條件,也控制了地下水的分布和補(bǔ)給關(guān)系。西南地區(qū)盆地、平壩等由于其本身的地形地勢(shì)因素,是周邊地表水和地下水的匯集地。因此,經(jīng)常出現(xiàn)季節(jié)性積水和常年積水的現(xiàn)象,是導(dǎo)致此類農(nóng)區(qū)洪、澇、漬或土壤潛育化等災(zāi)害發(fā)生的原因之一。1.2.1.澇漬災(zāi)害發(fā)生的原因土壤自身的物理性質(zhì)也是造成農(nóng)區(qū)漬水、土壤潛育化的一個(gè)重要因素之一。土壤質(zhì)地黏重,持水力強(qiáng),釋水和滲透性弱,降雨稍多時(shí),土壤便飽和或過(guò)濕而發(fā)生澇漬災(zāi)害。另外,土壤剖面構(gòu)型,對(duì)土壤漬害也有很大影響,如通體黏質(zhì)、上黏底沙或沙黏夾層的土壤易發(fā)生漬害。西南地區(qū)的盆地、平壩等地,大部分土壤黏性較好,其剖面構(gòu)型也大多是通體黏質(zhì)。因此,降雨過(guò)后會(huì)有大量地表水積于地表形成澇漬災(zāi)害。1.2.2西南、西南重灌溉、排水現(xiàn)狀人為對(duì)耕地的不合理利用也將誘發(fā)澇漬災(zāi)害,如耕作制度、灌排程度等。由于山間盆地及平壩區(qū)的耕地是西南地區(qū)的糧食主產(chǎn)地,人為在利用過(guò)程中就較為重視灌溉條件,隨著灌溉年份的增長(zhǎng),耕作層滯留水分越來(lái)越多,地下水位也有所上升,導(dǎo)致此類農(nóng)區(qū)漬水、土壤潛育化等現(xiàn)象越來(lái)越突出。另一方面,山間盆地區(qū)和平壩區(qū)具有地勢(shì)平坦、水源充足等優(yōu)勢(shì),大部分居民點(diǎn)和相應(yīng)的一些水利設(shè)施等也都聚集于此。因此,一些水利設(shè)施等附近的農(nóng)田也會(huì)出現(xiàn)地面積水或地下水位提升等現(xiàn)象,導(dǎo)致部分農(nóng)區(qū)工程性澇害或漬害。西南地區(qū)重灌溉輕排水的現(xiàn)象較為突出,總的來(lái)說(shuō)主要表現(xiàn)在幾方面:(1)灌、排不分,部分農(nóng)區(qū)排水設(shè)施和灌溉設(shè)施共用,很多排水設(shè)施達(dá)不到排水要求或根本起不到排水的作用;(2)農(nóng)區(qū)內(nèi)沒(méi)有排水設(shè)施或排水設(shè)施數(shù)量不足或老化,不能完全滿足區(qū)內(nèi)排水需求;(3)區(qū)內(nèi)排水設(shè)施級(jí)別較低。而西南地區(qū)雨季雨量比較集中,由于排水溝數(shù)量不足,級(jí)別低,造成溝渠堵塞,排水不暢,或?qū)е掠晁渑婕竟?jié)用之有余,低洼耕地漫流成災(zāi)。因此,排水不暢是低濕農(nóng)區(qū)土地利用中最大的限制因素。2過(guò)濕地排水與鹽堿地排水農(nóng)田排水是防止土地退化、改造鹽堿地和澇漬中低產(chǎn)田的重要手段?？蓺w結(jié)為過(guò)濕地排水和鹽堿地排水兩大類,其主要任務(wù)就是為作物正常生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的水土環(huán)境。改善排水條件是西南低濕農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食增產(chǎn)的一項(xiàng)重要措施,目前西南低濕農(nóng)區(qū)常用的排水方式有明溝排水、暗管排水、豎井排水等幾種。2.1地下排水系統(tǒng)明溝排水就是在地面上挖溝或利用天然溝道形成一個(gè)完整的地面排水系統(tǒng),由田間排水溝網(wǎng)、輸水溝道和容泄區(qū)3部分組成。其中,田間排水溝網(wǎng)是采用干、支、斗、農(nóng)各級(jí)渠道配置,縱橫排列分布于田間。西南低濕農(nóng)區(qū)此排水系統(tǒng)有地表淺排和深淺相間的明溝排水兩類,地表淺排主要作用是排除雨后地表多余的水分,防止農(nóng)田澇災(zāi);深淺相間的排水系統(tǒng)通過(guò)淺溝和深渠的結(jié)合,在排除地面水的同時(shí)還能排除部分地下水和土壤水。明溝排水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是施工方便、造價(jià)低,但占用耕地面積大,有礙農(nóng)田機(jī)械操作,且排地下水和土壤水的效果不太理想,是西南低濕農(nóng)區(qū)最常用的一種排水方式。2.2暗管排水系統(tǒng)的組成暗排是在農(nóng)田地面以下一定深度內(nèi)鋪設(shè)透水管道或溝道,進(jìn)行農(nóng)田排水,降低地下水位的一個(gè)封閉地下排水系統(tǒng)。西南低濕農(nóng)區(qū)常用的暗排形式是暗管,暗管排水系統(tǒng)由田間吸水管和集水管組成,前者用以直接排除土壤中多余的水分,降低地下水位,調(diào)控土壤水、鹽狀況;后者則匯集由吸水管排除的地下水,并輸送到排水骨干溝中。西南低濕農(nóng)區(qū)暗管排水相對(duì)明溝排水應(yīng)用較少。雖然暗管排水在降低地下水位方面優(yōu)于明溝排水,且暗管排水占地面積少、便于機(jī)械化作業(yè),但因我國(guó)西南地區(qū)復(fù)雜多樣的地貌和氣候類型,致使暗管在布置形式、施工、維修等較為復(fù)雜且較明溝排水來(lái)說(shuō)投資較高,因此暗管排水技術(shù)應(yīng)用較少。2.3農(nóng)田防護(hù)林排水。在土地的植物基除明溝排水和暗管排水外,西南部分低濕農(nóng)區(qū)也采用豎井排水和生物排水等方式。尤其是經(jīng)過(guò)土地開發(fā)整理項(xiàng)目的區(qū)域,通過(guò)農(nóng)田防護(hù)林等的蒸發(fā)來(lái)排水的方式也得以應(yīng)用,但其排水效果有待進(jìn)一步研究。目前在西南地區(qū)的豎井排水方式較為罕見。3田間排水工程化,采用暗管排水法對(duì)于雨季易澇農(nóng)區(qū),主要采用明溝排水,排水溝布置形式與大小要根據(jù)易澇農(nóng)田面積而定。對(duì)于漬害較嚴(yán)重的農(nóng)田區(qū),宜采用地面與地下相結(jié)合的雙層排水方式,地面積水以明溝為主進(jìn)行淺排而地下水和土壤水則以暗管為主根據(jù)地下水位進(jìn)行埋管排除。此方式既可及時(shí)排出地表積水,又可有效控制地下水位,使暗漬自落,明水自排,實(shí)現(xiàn)田間排水工程化、系統(tǒng)化。結(jié)合國(guó)內(nèi)外農(nóng)田排水方面的