□ 姚章村 宋雅珊
崇尚“排蓄灌” 水利,在黑龍江省已成傳統(tǒng)。所謂“排蓄灌”,系指進行防洪除澇治漬排水時,不應該把這些有害水統(tǒng)統(tǒng)“排”掉,而應使其“蓄”起來資源化,用于灌溉等,變害為利。這種理念在我省具有特殊意義。因為我省年平均降水400~600毫米,對于僅能種植一季作物而言,屬于水資源平衡或余富區(qū),還容許發(fā)展一定比例耗水大的水稻等生產。從表面上看,提出“排蓄灌”水利,似乎既解決了抗旱除澇問題,又解決了水資源興利問題,兩全其美。但筆者認為,應把“排蓄灌”變?yōu)椤芭沤敌罟唷?,才能真正滿足抗災水利、資源水利、環(huán)境水利要求。因為缺少“降”(系指降低地下水位)的元素還有許多問題難以解決。
因為沒有“降”,地表殘積水難消失,澇災猶存,地下水位(包括上層滯水)過高,漬害嚴重,不僅影響作物生長(包括水田冷漿水稻低產),更主要的是會造成土壤長期過濕,降低土壤承載力,嚴重影響大機械化生產。這也是我省治澇幾十年而澇漬總沒有退出歷史舞臺的根本原因。沒有“降”,還是大雨大澇,長雨更澇,澇漬難除。
上世紀70年代,中科院長春地理研究所在我省建三江地區(qū)開展“井排井灌” 研究,由于當時地下水位沒有“降”,平均地下水位埋深約為3米,加上有7~20米粘性土覆蓋層,影響了井排水。當時排澇僅是地表逕流排水,由于殘積水嚴重,上層滯水過高,經井排后的耕地澇漬仍嚴重,機械作業(yè)困難,農作物低產。當時沒有種稻灌溉,最多僅是部分旱作補償灌溉,有限的井灌規(guī)模不能降低地下水位。由于井淤老化和井排污染等問題難于解決,井灌未能在實踐中應用和推廣。
地下水脆弱性評價的地下水埋深評分標準表
沒有“降”,土壤與地下水庫缺少庫容(地下水埋深0.5米,地下調節(jié)庫容等于0),從而不能蓄水或蓄不住水。只有降低地下水位,才能提高降水等水資源利用率。相關研究資料證明,地下水位降至3米以下,地下調節(jié)量可達200~300毫米以上;能使地下水無效蒸發(fā)等于0;使作物根系可達2米以下,提高抗旱能力;地下水位降至5米,可使5年一遇日降水不產流。以一般土壤通氣孔隙率5~10%計,可接納一次約300毫米以上降雨。
沒有“降”,地下水位居高不下,在半干旱地區(qū)這是產生鹽堿化的根本原因。地下水埋深<2米是重度鹽漬化,>3—3.5米才能免于鹽漬,由于高寒地區(qū)受凍土水分運動規(guī)律影響,對地下水埋深要求還應更高。由于引水灌溉會產生大量滲漏,能很快抬高地下水位,沒有“降”是地表水灌溉最大的后顧之憂。據有關資料顯示,全世界每年由于不合理灌溉使150×104公頃耕地喪失生產能力,這相當于我省大半個墾區(qū)的耕地面積。
沒有“降”,地下水水位過高,土壤過濕,影響土壤溫度,結構破壞;通透性不良,影響土壤自然固氮和土壤潛在肥力釋放,水田冷漿低產,旱田更低產。而降低地下水位,使地下水埋深達1.5米,可比埋深0.4米提高固氮能力2.5倍,相當于增加人工施氮肥100公斤/ 公頃,可增產40%。地下水位降至地面以下15~20米,可使污染物在土壤中過濾吸附,且滯留時間長,經充分物理化學作用,減少對地下水污染的危險(見下表)。降低地下水,不僅可增加降水入滲貯蓄,而且能改善土壤通透性,提高地下水氧化和與地上水摻和作用,可降低三江平原地下水鐵錳含量,減少松嫩淺地下水鹽堿含量,降低礦化度,改善地下水質。
高平原和坡崗地也一樣,也應降低上層滯水和潛水(地下水),盡量騰出地下土壤空間,使明水暗排,澇水深藏,這不僅可防治洪澇漬害,而且有利水土保持,發(fā)展雨養(yǎng)農業(yè),尤其對我省黑土帶的保護意義重大(“溝管洞縫”在黑土保護國家重大專項工程中的應用是我省的創(chuàng)新)。
降低濕地地下水位,同樣可以改善濕地生態(tài)。世界上并非所有的濕地都具有同樣的生態(tài)價值。濕地一般可分鹽漬濕地、潛育濕地和江河湖海灘涂濕地。其中僅灘涂濕地生態(tài)價值高,生物多樣性,生物量多。而鹽堿和潛育濕地就是由于地下水位過高,以致影響其生態(tài)價值。松嫩低平原的鹽漬濕地和三江平原潛育濕地若實現(xiàn)“降”,同樣可以防治濕地鹽漬和潛育危害,從而使之能象灘涂濕地那樣增加生物多樣性,增加生物量,提高經濟性,提高生態(tài)價值,從而實現(xiàn)不良濕地優(yōu)化重建。近年來黑龍江墾區(qū)打井種稻的稻田就等于是人造濕地,這是對以前因開荒而減少的濕地面積的一個很大的補嘗。若我省三江平原水田規(guī)模達4 000萬畝以上,三江平原的濕地就將達到開荒前的總和。近年來建三江沼澤性河產流量有增無減,說明相當于抽地下水對濕地補水,其補水量比由于降低地下水位增加地表水滲透量多得多。降低濕地地下水位,可以增加土壤通透性,減少濕地(包括水田)有害氣體排放。所以,從某種意義上講,在三江平原打井種稻和在松嫩低平原打井灌溉,降低區(qū)域地下水位,是我省不良濕地優(yōu)化重建的良策。
在三江平原和松嫩平原降低地下水位,還有一些特殊的資源與環(huán)境水利作用。在三江平原打井種稻,對建三江弱承壓地下水地區(qū)能較大程度地降低地下水位,將地下水位(過去該地區(qū)地下水位高于江河水位)降至江河水位之下,改變補給關系,產生新的激發(fā)補給,形成從大江大河地下調水,保障建三江水稻迅猛發(fā)展,使早就被認為已超采的地下水資源至今仍可持續(xù)安全開采。在松嫩低平原區(qū)打井灌溉,可降低淺地下水位,若能將水位普遍控制在5~10米以下,就能根治鹽堿,且有利于當?shù)貙邓c地上水地下水的高效利用,減少對深層地下水的開采,使已形成的深層地下水漏斗自我修復,防止地質災害發(fā)生。另外,還可以減輕區(qū)外引水負擔。
綜上所述,在“排蓄灌”水利中,沒有“降”,排水達不到目的;沒有“降”,地下難蓄水,即使蓄了水,也可能是興利成害;沒有“降”,灌溉有后顧之憂;沒有“降”,不能充分利用當?shù)氐乃Y源(尤其是降水);沒有“降”,不能改善生態(tài)環(huán)境條件和生產條件。所以,只有“排蓄灌”不能實現(xiàn)生態(tài)水利,不能滿足抗災水利、資源水利、環(huán)境水利的各種要求。只有增加“降”的元素才能使“排蓄灌”水利得到提升和質變,而成“排降蓄灌”生態(tài)水利。“降”應成為“排蓄灌”的前提與條件,“降”是“排降蓄灌”生態(tài)水利的重要組成部分而不可或缺,在生態(tài)水利中起主導控制的地位和作用。當然“降”也應當有個度。否則,“降”的過多,也會產生環(huán)境惡化等很多問題。一般把 “降”地下水位控制于埋深10~25米為宜。不論是三江平原還是松嫩平原,一方面是“降”的任務任重道遠,另一方面是地下水資源開發(fā)還有巨大潛力。
我們應當勇敢地打破舊觀念,創(chuàng)新思維,在“排蓄灌”水利中增加一個“降”字,樹立“排降蓄灌”水利新理念,建設“排降蓄灌”生態(tài)水利,實現(xiàn)我省生態(tài)水利建設的創(chuàng)新和突破。筆者認為,只有“排降蓄灌”才能集抗災水利、資源水利和環(huán)境水利之大成,創(chuàng)建具有我省特色的生態(tài)水利,從而才能更好地支持我省現(xiàn)代化農業(yè)的發(fā)展。