农田排水
农田排水(Farmland Drainage)什么是农田排水农田排
水是指将农田中过多的地面水、土壤水和地下水排除,改善土壤的水、肥、气、热关系,以利于作物生长的人工措施。农田排水的基本任务水;
①除涝;地面水过多;排除地面涝
③防治
②排渍;土壤水过多;降低地下水位;
土壤盐碱化;降低地下水位;农田排水的地位与作用
④为耕作创造良好的条件。农田排水是农田水利的重要组
成部分,农业的发展需要灌溉,也离不开排水。在冲积平原、被开垦的三角洲及其沼泽边缘地带,发展农业生产的关键在于改善排水条件。对这类地区而言,没有排水,就没有持续、稳定发展的农业。另一方面,即使在需要灌溉的干旱地带,排水也不容忽视。因为由灌水产生的局部潮湿环境,亦需要通过人工排水来改善,否则会造成不良影响。
人类发展
生产的实践经验表明,完善的灌溉事业历来都取决于卓有成效的排水工程。只有灌溉而没有排水就会导致土壤渍水,即使原来地下水位埋深较大,也会发生土壤渍水问题。在澳大利亚维多利亚北部平原,大约自
1880 年开始大面积灌溉之
20m ,接近地表。我
后,到1940 年左右地下水位上升了国陕西渭北黄土塬灌区,自
20世纪70 年代宝鸡峡、冯家
地下水位普遍上升,在歧山、
山等灌溉工程先后投入运行后,
扶风、武功、乾县等地的塬面洼地上产生了严重涝渍,年仅宝鸡峡和羊毛湾两个灌区出现明水的面积就达hm2 。另据1981 年观测资料,扶风县土壕洼地成涝,淹没耕地
1984 350
5 个乡的40 多处
108.1hm2 ,还由于地下水位上升
使1 177 户民房倒塌,此外,地下水的水质亦在朝不良方向发展,矿化度由原来的不足
1 .0 g/L 增加到1 .38 g/L。可见,
没有排水控制的灌溉也会带来一系列问题。农田排水面临的形势和主要任务
农田排水是防止土地退化、改造盐碱地
和涝渍中低产田的重要手段。在冲积平原、被开垦的三角洲及其沼泽边缘地带,发展农业生产的关键在于改善排水条件。据Franjihe和Mahajan在1969年的报道
,全世界当时有
1对
亿hm2以上的土地实行排水,其中很大部分是湿润地区,这类地区而言,没有排水,就没有持续、稳定发展的农业。事实上,即使在世界上需要灌溉的半干旱和干旱地带,排水也不容忽视。因为由灌水产生的局部潮湿环境,亦需要通过人工排水来改善,否则会造成不良影响。目前,世界上半干旱和干旱地区大约有题严重,估计有
1.0~1.1亿hm2灌溉土地的排水问
2O0~300万hm2灌溉土地因盐分聚集而
25~50万hm2将不能再生产。另外
受到严重危害,每年有
值得注意的是易涝易渍农田的排水问题。全世界在雨水充足的低地种稻3700万hm2,在多涝地种稻1000万hm2以上,搞好排水管理是保收、稳产的关键。在易涝易渍地区,尽管
采取了一定的排水工程措施,但由于工程老化失修以及超标准暴雨径流的产生,每年仍有1000万hm2以上的农田遭遇水涝而减产,甚至绝收。显然,从世界范围来看,农田排水尚不能适应农业的发展,在除涝防渍和盐碱土改良方面仍任重道远。
我国是世界上涝渍灾害频繁而严重的国家之一。
全国(1997)有易涝耕地2458.2万hm2,渍害田770万hm2,已不同程度地治理易涝耕地
2052.6万hm2,渍害田333
万hm2。以上。从1950年到1990年,易涝易渍耕地多年平均成灾面积
373万hm2,年均损失粮食
62.3亿kg,年
均经济损失(1990年价格)46.7亿元。我国还是盐碱化危害严重的国家,全国约有盐碱土
2700万hm2,其中有770万
7%左右,占全国
hm2以上分布于农田之中,占耕地面积的
中低产田面积(5633万hm2)的13.7%。在土地盐碱化防治方面,全国772.5万hm2盐碱耕地目前已有得到初步治理,还有
561.2万hm2
200万hm2以上未得到治理。此外,
在发展灌溉的同时,灌区的次生盐碱化面积也在发展,占灌溉土地面积的
11% ~15% 。综上,尽管我国在涝渍农田和
盐碱化耕地治理方面取得了很大成绩,但排水改良涝渍农田和盐碱化耕地的治理任务依然十分艰巨。
从国内外与排
水有关的土地退化以及危害来看,农田排水面临着过湿地排水和盐碱地排水
2大任务。过湿地排水的任务是排除农田中
多余的水分,要求在一定时间内排除过多的地表水、降低过
高的地下水位,使土壤具有适宜的水气比例,满足作物的正常生长和获取较高的收获量。过湿地排水的目标是除涝、防渍,改善分布于低洼地、沼泽地等地貌部位的易涝易渍农田的水土环境。盐碱地排水的任务有
2个方面:一是控制地下
水位,及时排除过多的地表水和地下水,防止盐分在土壤表面聚积,使盐碱地得到改良;另一方面是通过工程手段使淋溶冲洗水量得以有效排除,实现耕层土壤脱盐。农田排水的另一重大任务是改善生态环境,包括净化农田周边水环境、消灭或抑制危害人畜健康的病虫害,从而提高人类赖以生存的水土环境质量,总之,为作物正常生长创造良好的水土环境、防灾减灾和改善生态环境是农田排水的根本任务。农田排水的再利用
农田排水对于作物生长具有和灌溉同等
重要的作用,没有适当的排水条件和设施,就不能保证良好的作物生长环境。但是,不适当的排水不仅会造成农田养分流失和水环境污染,而且还会造成农田地表水、地下水或土壤水的流失。由于农田排水中含有作物所需的氮磷等养分,在水资源短缺地区,可以作为一个重要的水源加以合理的再利用,从而缓解水资源短缺矛盾,同时减轻对下游水体的污染。因此,农田排水再利用问题的研究不仅对未来的粮食安全,而且对提高水资源利用率、保护农田水环境等都具有十分重要的意义。
农田排水再利用作为一种缓解水资源短
缺矛盾的重要途径在国内外许多地区已经得到应用实践。许
多研究者指出,利用排水作为水源不仅提供给作物所需水分,同时对环境产生最小化影响。但由于农田排水中往往含有较高的盐分,若利用不当不仅会导致作物产量和品质下降,土壤和地下水环境恶化,而且会产生土壤次生盐碱化问题。影响微咸排水灌溉的因素很多,
包括作物耐盐性能、排水水质、
土壤盐分、土壤类型、气候、管理水平、耕作技术、灌排技术等因素,因此,需要全面的考虑土壤、水和作物因素,实施综合的管理。
William等研究了农业排水的循环利用,
首先采用淡水灌溉盐分敏感的作物,随后收集排出水灌溉耐盐作物,依次循环使用,再灌溉更耐盐的作物,最后将水排入蒸发池。研究结果表明,排水的循环使用可以减少排放水量,由此减少对下游环境的影响。含钠排水的电导率
Oster 等的研究指出,当
EC大于4ds/m 而小于30ds/m、钠吸附
比SAR大于10 而小于40 时,可以用于对盐分适度敏感作物、适度耐盐作物和耐盐作物的灌溉,为了保持系统长期的持续发展,需要考虑作物的选择、土壤盐分调控、作物和土壤管理,也需要考虑硼、钼、硒对作物产量、野生动植物的潜在负作用。胡顺军等对我国新疆沙井子灌区农田排水再利用的可行性分析研究表明,研究区的排水电导率
EC为13.
9ds/m,属中矿化水,不能直接用于农田灌溉,在砂性土壤和冲洗、排水条件好的情况下,与淡水混合后,在作物耐盐碱较强的生育阶段可作为灌溉水源
;该区排水可以用来灌溉
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