趙加敏,安清平,陶延懷
(1.青岡縣水務(wù)局,黑龍江 青岡 151600;2.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,哈爾濱 150080;3.黑龍江省水利科學(xué)研究院,哈爾濱 150080)
經(jīng)調(diào)研,選定青岡縣蘆河澇區(qū)為核心試驗(yàn)區(qū)。蘆河澇區(qū)地勢(shì)起伏不大,東北高西南低,海拔高程在165.7~227.2 m,澇區(qū)總控制面積2.46萬(wàn)hm2,易澇面積1.55萬(wàn)hm2,占總控制面積的 63%。其中,耕地面積1.28萬(wàn)hm2,草原0.2萬(wàn)hm2。
蘆河澇區(qū)屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候,冬季嚴(yán)寒少雪,春季多風(fēng)少雨干旱,夏季溫濕多雨,秋季涼爽干燥,四季交替明顯,冬夏溫差懸殊。多年平均溫度2.25℃,無(wú)霜期120~125 d,多年平均降水量為485.2 mm,多年平均蒸發(fā)量1 470 mm,5月份蒸發(fā)量偏大,在160 mm以上。年平均風(fēng)速為4~5 m/s,春季與夏初最大風(fēng)速可達(dá)20 m/s。
1)降水時(shí)空分布不均。該區(qū)域6—9月份降水量占全年的82.1%,6—8月份的降水量約占全年的69.3%,最大年降水量680.9 mm,最小降水量不足300 mm。春季,季節(jié)性缺水干旱時(shí)有發(fā)生;夏季,集中降水不能及時(shí)排除。
2)灌排系統(tǒng)不健全。該區(qū)屬于貧水區(qū),承壓水埋深約50 m,單井出水量不足20 m3/h,不具備發(fā)展噴灌的條件。同時(shí),田間工程不配套,無(wú)溝渠排水網(wǎng)絡(luò)工程,地表徑流排水不暢。
3)缺少有效解決旱澇災(zāi)害的適用技術(shù)。由于缺少易旱易澇方面的試驗(yàn)研究,沒(méi)有形成切實(shí)可行的適用技術(shù),造成類似地區(qū)治理經(jīng)驗(yàn)不足。
治理中盡量利用天然排水溝和原有排澇工程,本著先上游、后下游,先骨干、后田間,坡水治理與水土保持相結(jié)合,排地表水與地下水并舉,達(dá)到徹底根治澇漬災(zāi)害的目的。
2.1.1 修建骨干工程
人工疏竣澇區(qū)內(nèi)4條天然排水溝渠,即韓永和溝、永安溝、蘆河溝和向陽(yáng)干溝。在向陽(yáng)干溝下游與幸福排干連結(jié)段,修擴(kuò)排水?dāng)嗝?,長(zhǎng)4 km,寬40 m,深1.5 m,以承泄和排除上游來(lái)水,配套支、斗、農(nóng)溝,使排水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到5 a一遇。建立健全了澇區(qū)的排水網(wǎng)絡(luò),暢通排水、控制地下水位,為洪澇并治、綜合治理鋪墊基礎(chǔ)。
2.1.2 農(nóng)田排水及配套工程
核心試驗(yàn)區(qū)開(kāi)挖6條農(nóng)溝,配套橋、涵等田間工程建筑物,建筑物10 a一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。為加快田間排水速度,排出地表積水,控制地下水位,降低耕作層土壤含水量,以作物允許耐淹歷時(shí)為主要參數(shù)依據(jù),布設(shè)末級(jí)田間排水溝,農(nóng)溝間距為75~150 m。坡度1/600~1/900,溝間距為150 m;坡度1/900以上,溝間距為75 m。田間工程上做到了以治水、改土為中心,實(shí)現(xiàn)溝、田、林、路方田化、標(biāo)準(zhǔn)化,達(dá)到綜合治理。
治理暗漬明澇,使土壤水分供應(yīng)適于作物生育要求,重點(diǎn)是排除田間地表殘積水、土壤中過(guò)剩水。本項(xiàng)目主要采用“管、松、縫”的田間排水技術(shù)。通過(guò)拉鏈?zhǔn)剿芰习倒芎褪蟮腊倒苤饕鉀Q水平排水問(wèn)題,深松縫解決垂直排水問(wèn)題,振動(dòng)深松土壤加快田面積水的排除。
2.2.1 拉鏈?zhǔn)剿芰习倒芘潘夹g(shù)
田間鋪設(shè)直徑5 cm的拉鏈?zhǔn)剿芰习倒?,埋?5~60 cm,管長(zhǎng)75 m,排水坡降1/500~1/600。澇區(qū)多為黏土、重壤土和鹽堿土,確定排水間距10~20 m。通過(guò)管壁針形小孔向管內(nèi)滲水,有效排出壤中水,排水量控制在210~450 l/h。埋設(shè)暗管一次成型,無(wú)需輔助材料,投入成本低、操作使用極為方便。
2.2.2 鼠道排水技術(shù)
多功能振動(dòng)深松機(jī)配設(shè)直徑80 mm的流線形炮彈體,深松作業(yè)同時(shí)拉出長(zhǎng)70~100 m、埋深40~50 cm一條的“鼠道”,通過(guò)鼠道暗管排除地表積水和壤中過(guò)剩水,排水間距3 m,排水流量為230~290 l/h。此技術(shù)在耕整地過(guò)程中,同時(shí)形成鼠道和深松縫,適宜土壤較黏重的松嫩平原澇漬區(qū),鼠道壽命可達(dá)3 a。
2.2.3 振動(dòng)深松改土、排蓄水技術(shù)
使用多功能振動(dòng)式深松機(jī)深松土壤,在不打亂土壤上下層位的前提下,使0~45 cm深的土壤膨松,改善土壤物理性能指標(biāo),重新組合土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)了土壤水、肥、氣、熱等主要環(huán)境要素。機(jī)械振動(dòng)深松作業(yè)時(shí),形成一條從地表深至45~50 cm的深松縫,有利于垂直排水。洪澇期間,可以迅速排除地表積水和壤中過(guò)剩水,土壤滲透系數(shù)增加10~100倍;深松增大了土壤蓄水容量,多涵蓄天然降雨,建立“土壤水庫(kù)”。干旱少雨時(shí),年可調(diào)節(jié)天然降水60 mm以上。
松嫩平原澇漬區(qū)鹽堿化土壤分布廣泛,土壤pH值大多在8.0~8.5,總鹽含量超過(guò)0.3% ~0.4%,在澇漬災(zāi)害的同時(shí),鹽堿化日趨嚴(yán)重。
深松之后其土壤孔隙增加,切斷土壤毛細(xì)管,從而降低了毛管水上升速率,耕層輸送水分能力較深松前降低85%左右,減少蒸發(fā)損失量,抑制了土壤向上返鹽,進(jìn)入雨季自然淋洗,起到了降堿洗鹽的作用。深松的土壤配施生物生化改良劑(康地寶)可活化土壤中的高價(jià)離子和有機(jī)質(zhì),通過(guò)絡(luò)合作用,游離出鈉離子,同時(shí)激活高價(jià)離子中的有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)酸根,促進(jìn)根系吸收。調(diào)節(jié)植物細(xì)胞生理功能,提高細(xì)胞滲透壓,增強(qiáng)作物抗鹽堿能力,促進(jìn)作物在鹽堿土上正常出苗和生長(zhǎng)。試驗(yàn)分析結(jié)果,總鹽較治理前平均減少0.2416%,土壤由重度鹽堿土變?yōu)橹?、輕度鹽堿土,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
松嫩平原澇漬地區(qū),也是春旱發(fā)生頻率較高的地區(qū),春旱齊齊哈爾市發(fā)生頻率最高,達(dá)86.9%;其次為綏化市,達(dá)57.1%,其余市地在30% ~56%。在治理澇漬的同時(shí),抗春旱保春種尤其重要。
1)春季播種主要采用暗式注水灌溉點(diǎn)播技術(shù)??商崆?~10 d出苗,出苗率達(dá)98%以上;抗旱天數(shù)可達(dá)30~40 d,提高肥效20% ~30%,增加積溫70℃ ~100℃;提高產(chǎn)量10%~20%。與溝灌相比,節(jié)水70% ~80%,節(jié)能20.5%,節(jié)約投資71.4%。
2)苗期采用中耕補(bǔ)水施肥技術(shù)。保證作物關(guān)鍵需水期的生長(zhǎng)發(fā)育,節(jié)水、節(jié)肥、高效、易普及推廣,提高季節(jié)性缺水干旱地區(qū)水的利用率,緩解旱情。提高抗旱天數(shù)10~20 d;提高肥效20% ~30%,提高產(chǎn)量10% ~15%;與人工灌水相比,提高功效5~10倍;與噴灌相比,每畝可節(jié)水11 m3。
在排水網(wǎng)絡(luò)健全的前提下,在核心試驗(yàn)區(qū)內(nèi),選擇易旱易澇嚴(yán)重地塊(蘆河鎮(zhèn)立新村),根據(jù)不同暗管間距(10 m、15 m、20 m),不同田間排水溝間距(70~150 m),結(jié)合振動(dòng)深松、未振動(dòng)深松,噴施土壤改良制劑、未噴施土壤改良制劑等因素,進(jìn)行正交試驗(yàn)。
1)振動(dòng)深松改土兼打鼠道排水的新技術(shù)。澇漬耕地一般土質(zhì)黏重、下滲能力差,易造成田面積水或徑流。振動(dòng)深松后,在改良土壤的同時(shí),形成的鼠道和深松縫可以使地表殘積水迅速排向地下。3 h土壤滲漏結(jié)果:深松區(qū)392 mm,較未深松區(qū)126.3 mm的下滲能力增加2倍以上。
2)節(jié)水抗旱全程機(jī)械化的應(yīng)用。春季播種和苗期干旱,使用暗式注水點(diǎn)播機(jī)播種和中耕補(bǔ)水施肥,提高土壤墑情、抗旱能力、肥效,種芽發(fā)育快、根系壯、出苗率高,促進(jìn)早熟、抗御低溫。達(dá)到節(jié)水、節(jié)能、省工、增效的目的,同時(shí)實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化作業(yè)。
3)構(gòu)建澇、漬、堿綜合治理技術(shù)模式。在治理澇、漬、堿的試驗(yàn)研究和推廣工作中,將單項(xiàng)技術(shù)有效集成,建立起了治理效果顯著的“溝、管、縫、松”技術(shù)模式。
[1] 黑龍江省水利科學(xué)研究院.松嫩平原澇漬耕地治理技術(shù)研究技術(shù)總結(jié)報(bào)告[R].哈爾濱:黑龍江省水利科學(xué)研究院,2000:15-20.