何靖

摘 要：壤中流理論研究較為成熟，但結(jié)合工程實際進行壤中流的調(diào)控與利用鮮有研究。本文簡述了壤中流綜合調(diào)控與利用技術(shù)及其組成單元，并與實際工程結(jié)合運用，以期為后續(xù)研究提供借鑒、參考作用。

關(guān)鍵詞：壤中流;綜合調(diào)控與利用;截水溝;灌排兩用渠

中圖分類號：S152.7 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190830008

引言

壤中流一般認為多于我國南方紅壤土、紫色土地區(qū)產(chǎn)生，黃土高原不易產(chǎn)生壤中流現(xiàn)象。壤中流的產(chǎn)生受到諸多因素的影響，如土層厚度[1]、土壤容重[2]、土壤含水量[3]、土壤質(zhì)地、土壤表層植被覆蓋[4]、雨強和坡度[5]及土地利用方式[6]等。但是這些對于壤中流的研究均集中于機理與理論研究，與工程實際相結(jié)合進行壤中流的調(diào)控與利用研究工作現(xiàn)有報道。延安市治溝造地工程中發(fā)現(xiàn)黃土高原丘陵溝壑區(qū)存在壤中流存在，并對其進行了工程調(diào)控與利用，在減少壤中流帶來的災(zāi)害之余，充分利用壤中流量進行田間灌溉，使部分地區(qū)滿足水稻種植條件，并取得良好的社會經(jīng)濟與生態(tài)效益。本文就延安市治溝造地工程實施過程中發(fā)現(xiàn)黃土高原丘陵溝壑區(qū)存在的壤中流進行綜合調(diào)控與利用進行分析說明，以期為后續(xù)壤中流的調(diào)控與利用提供借鑒、參考作用。

1 蓄水工程

1.1 水庫

水庫是指人為的將流經(jīng)山溝或河流的水資源攔蓄進而進行合理規(guī)劃利用的水利工程建筑物，由擋水壩、溢洪道、放水建筑物組成;水庫建成后對可改善周邊小區(qū)域內(nèi)的氣候環(huán)境、可防洪澇災(zāi)害、可供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉、可為工業(yè)園區(qū)和城市生活供水、可利用水輪機發(fā)電等。天然湖泊也可稱為水庫（天然水庫），只需少量改造，配套相應(yīng)的水利工程建筑物即可。常用水庫庫容的大小作為水庫規(guī)模大小的劃分依據(jù)，按照不同的庫容分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等5類。

1.2 蓄水池

蓄水池是人為的在地勢較高處修建的用于存儲水源的水工建筑物，在河流枯水期或者干旱地區(qū)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉。蓄水池的劃分依據(jù)其不同的修筑方式分為開敞式圓形蓄水池、開敞式矩形蓄水池、封閉式圓形蓄水池、封閉式矩形蓄水池等4種形式。

1.3 塘堰

塘堰可以看做是小型的蓄水池，其存蓄水量少于10萬 m3，是蓄水池等水工建筑物的補充。有些地區(qū)不適于修建蓄水池、水庫等大型蓄水建筑物，塘堰能夠很好的代替蓄水池、水庫實現(xiàn)豐水期水資源的蓄積，枯水期進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉利用。

2 防澇工程

2.1 排水溝

排水溝的設(shè)立位于田塊的外邊緣，以便在遇到大量降水致使田塊積水時對整個田塊進行排水，保證田塊不受降水影響，不會發(fā)生水災(zāi)。排水溝的設(shè)計尺寸按照當(dāng)?shù)?0a 一遇洪水標準進行設(shè)計計算。

排水溝的修筑目的與意義在于其對洪水災(zāi)害的預(yù)防作用及當(dāng)發(fā)生大量降雨或上游大量來水時，能夠及時排泄多余的水量而降低甚至免除洪災(zāi)的發(fā)生。黃土高原壤中流的利用中，主要在農(nóng)田邊緣及大面積農(nóng)田中間開挖排水溝，在排泄豐水期降水的同時也能夠?qū)⑷乐辛鲗?dǎo)入排水溝排出，防止作物根系因長時間浸泡于高含水量的土壤中發(fā)生無氧呼吸，使作物根系腐爛，致使作物減產(chǎn)、品質(zhì)降低等不利影響的發(fā)生;同時還能夠保護農(nóng)田安全，提高抵御洪澇災(zāi)害的能力，旱時水庫中的蓄水可以通過排水溝引出，灌溉農(nóng)田，保障作物正常生長;排水溝在水資源調(diào)控體系運行中對調(diào)節(jié)地下水位發(fā)揮著重要作用，防治農(nóng)田洪澇災(zāi)害。

2.2 灌排兩用渠

灌排兩用渠是將水田的灌排渠道合二為一，通過對閥門的控制，調(diào)節(jié)不同田塊的灌溉、排水，保證水田水量適中，解決灌溉過程中不同田塊同時灌溉造成田塊灌溉水量過高或過低的問題，防止旱澇不均，保障作物的生長;灌排兩用渠在水資源調(diào)控體系運行中對調(diào)節(jié)地下水位發(fā)揮著重要作用，防止農(nóng)田旱澇災(zāi)害;在灌排兩用渠上間隔一定的距離放置石板，形成生命廊道，保障區(qū)域生物多樣性。

灌排兩用渠是將農(nóng)田灌溉渠系與排水溝系的功能融為一體，將灌溉系統(tǒng)與排水系統(tǒng)有機結(jié)合起來，一渠兩用，灌排結(jié)合，能夠有效地提高農(nóng)田水土利用效率。與傳統(tǒng)的灌排分離渠系布設(shè)方案相比，灌排兩用渠具有節(jié)約水資源、占地少、投資省、節(jié)約能源等特點。澇時可排，防止農(nóng)田洪澇災(zāi)害，旱時可灌，防止農(nóng)田干旱災(zāi)害。

2.3 截水溝

截水溝垂直于壤中流的方向設(shè)置，提高截水溝效能、縮短截水溝長度，溝底和溝壑平整密實，不滯留。同時，還應(yīng)根據(jù)植被情況，摸清地表以下0～1.5m間的土壤物理特性，以確定截水溝的溝深。據(jù)探測資料，研究區(qū)水源較多，地表以下0.5～1.5m即可見河床卵石，水流較大。地勢平緩較低、在鹽堿化處開挖截水溝。梯形截水溝的溝深約1.5m，上寬2.0m，下寬1.0m，邊坡的坡比1：0.5。

3 壤中流綜合調(diào)控與利用技術(shù)體系

壤中流無動力灌溉綜合調(diào)控技術(shù)是根據(jù)壤中流的形成機制，基于治溝造地土體有機重構(gòu)，綜合水庫、截水溝、排水溝、灌排兩用渠等灌排措施，實現(xiàn)對地表水、土壤水和地下水資源的無動力調(diào)控與利用，提高水資源的利用效率。同時，通過這一綜合灌溉體系的構(gòu)筑和施用，不僅可以實現(xiàn)治溝造地農(nóng)田墑情的適時調(diào)節(jié)，同時還可起到保護農(nóng)田免受洪澇、干旱、泥石流等水土流失災(zāi)害的影響。另外，結(jié)合田間道路、農(nóng)田防護林、渠系生命廊道，在提高耕地質(zhì)量的同時保護了區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

受山體降水匯流作用影響，天然降水后匯流作用將引起治溝造地土壤含水量增加，農(nóng)田易受到洪澇災(zāi)害影響。利用綜合調(diào)控系統(tǒng)，攔蓄水庫能有效緩沖匯流對農(nóng)田的沖擊，同時起到對水資源的攔蓄和存儲。降雨量較大超過蓄水警戒時，可打開排水溝積水閘門，排出多余水量。同時，農(nóng)田積水可通過灌排兩用渠將地表積水快速引入排水溝，可及時減小積水對作物生長的影響。另外，降水后區(qū)域地下水位上升，易造成農(nóng)田鹽漬化，通過在截水溝的修建，不僅可及時將壤中流通過截水導(dǎo)流排入排水溝，同時可降低地下水位。

當(dāng)治溝造地田塊干旱時，根據(jù)田塊梯度，逐級關(guān)閉排水溝積水閘門，打開水庫閥門，水庫中的蓄水進入排水溝。隨著排水溝水位上升，受水勢差影響，排水溝積水將進入灌排兩用渠，最終灌溉進入田塊;同時，排水溝上升的水位還可引入截水溝，提高地下水位，不僅能起到對作物根系灌溉的作用，同時可有效緩解明水灌溉的快速滲漏，快速緩解旱情，提高資源利用效率。

4 結(jié)論

通過對壤中流綜合調(diào)控與利用體系及其組成單元的簡要闡述，旨在為后續(xù)研究、工程應(yīng)用提供借鑒與參考作用。

參考文獻

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