独具特色的紫鹊界梯田

2013-01-28 04:12聂芳容
中国水土保持 2013年3期
关键词:蓄水田块田埂

聂芳容

(湖南省水利厅,湖南 长沙410007)

(责任编辑 李杨杨)

紫鹊界梯田位于湖南省新化县水车镇,属雪峰山脉,在海拔500—1 200 m 的山坡上分布有500 多级、10余万块、约5 300 hm2梯田,茫茫山坡梯田层层叠叠,整体布局恢宏,无塘无坝,水源充足,密密水田,波光粼粼,无渠无泵,灌溉顺畅。紫鹊界梯田属亚热带季风气候区,降雨时空分布不均,夏末秋初常出现旱灾。遇旱年,山下稻田歉收,山上梯田水稻却能获得丰收。湖南省水保站和新化县水保站考察分析认为,紫鹊界梯田蓄水之库是森林、土壤和田块,输水渠是山坡细沟和田间毛渠,除拥有特殊气候、地质、土壤条件外,当地农民科学的开发方式也是梯田能够有效蓄水保土的重要原因。紫鹊界梯田起源于秦汉,盛创于宋明,是当地苗、瑶、汉等多民族先民共同创造的伟大成就。通过封山育林、种草植树、林草截雨、土壤储水,以山坡上众多的渗水为灌溉源头,以土壤孔隙、岩石裂隙和田边微型毛沟输水,构成了紫鹊界梯田漫山遍坡的灌溉系统。

1 紫鹊界梯田纳雨储水原理

1.1 特有的山峰气候与地形雨为梯田补充水源

紫鹊界梯田位于雪峰山中段。雪峰山位于湖南省中部,当地降雨时空分布不均,常发夏伏之旱,大旱年份夏季干旱少雨,塘干井枯溪断流,严重影响农业生产。而紫鹊界的气候与当地其他地方不同,平原丘陵大旱时,它却每隔15 ~20 d 就会有一场地形雨及时补充水源。雪峰山发脉于云贵高原,海拔800—1 900 m,夏季湘中盆地蒸发水汽顺雪峰山南坡而上,在800 m以上山坡形成地形雨,从而为紫鹊界梯田带来了丰富的降雨。根据雨量观测站记录,雪峰山山脚下平原地区的新化县城年降水量为1 400 mm,而紫鹊界梯田区却达到1 643.3 mm。

1.2 植被接纳雨水和土壤储水形成天然蓄水库

紫鹊界梯田区总面积为115.5 km2,其中山顶1 200—1 500 m 为林区、山腰500—1 200 m 为梯田,林田比例约为3∶1,实现了山顶戴帽子、山腰围带子、山脚穿裙子。查勘发现,紫鹊界梯田水分储藏于植被和土壤,径流存于岩石裂隙和土壤孔隙。紫鹊界大小山头一般有4 层植被:一层为松、柏、枫等乔木,枝繁叶茂;二层为山茶、紫荆等灌木,织密如麻;三层为蕨草和落叶,铺厚如被;四层为树、草之根,盘根错节。降雨经4 层植被被充分拦截接纳,小雨只沾湿枝干,无雨滴击打地面;中雨经树枝和树叶拦截后成水滴下落,但无坡面漫流;暴雨经林草落叶拦截后,均匀渗入土壤。植被纳水条件好,据观察在日降雨50 ~60 mm 情况下,雨滴落地即入土,全部被梯田土壤所吸收。紫鹊界梯田区保留2/3 的高坡和山头为森林水源地,拥有优越的植被纳水条件,为其成功保持水土的秘诀。

中国科学院亚热带农业生态研究所实验室土壤检验结果显示,紫鹊界土壤为花岗岩风化形成的沙壤土,这种沙土母质发育的水稻土透水透气性好,孔隙度为39% ~57%,平均44.3%,容重为1.76 g/cm3,1 m3土壤可以贮存水0.1 ~0.2 m3。紫鹊界山体为花岗岩,表层土壤以下为完整无缝的岩底,似不透水之盆底,土壤中的水分只能沿土壤孔隙和表层岩体裂隙从上至下渗流。据测验,土壤渗透系数为1 ×10-5m/s,每天流程约为10 m,从山顶至半山坡流程约150 ~400 m,渗流需15 ~30 d。紫鹊界土壤似吸饱水的海绵不断向梯田供水,加之梯田蓄水,都为农田提供了充足的水源。紫鹊界的植物、土壤、田块综合储水保水,无疑是特殊而优良的蓄水工程。

1.3 土壤中的输水网络

紫鹊界梯田表层土壤为花岗岩风化而成的沙壤土,其中粒径0.025 ~0.5 mm 的颗粒占40% ~50%,渗水性能较好。雨水渗入土壤后,顺土壤结构孔隙、沿土坡慢慢渗透,广阔的土体似一张输水网络。细心观察,每一条石缝里都有细细泉水流出,每一个土坎下都有无数水滴渗出,这些吐水口像塘堰的放水涵,像河坝的引水口。整个紫鹊界山坡渗水口有如米筛之孔均布在坡面上,日日夜夜不停地吐着甘泉玉珠,滋润着梯田之禾苗。

1.4 山坡细沟与田间毛渠结合形成田间灌溉系统

我国长江以南水田灌区一般都有人工修建的干、支、斗、农、毛渠系,而从外表看紫鹊界几千公顷梯田却没有人工开凿的渠道。实际情况是紫鹊界梯田的水源千头万绪、分布均匀,每个灌区很小,没有深沟大渠,田间输水任务主要由毛细沟和水田来完成。输水路径多数采用借田而过,有的为了不串田在田块内外侧用矮埂将过水渠和田面分开,也有的用竹筒输水到孤立的山头台田。紫鹊界梯田灌溉工程虽然沟渠短小,但设计科学、构造精巧。如奉家村梯田从上到下只有一条主槽,就地利用山间沟槽,底为山坡花岗岩,底宽2 ~3 m,两边砌筑1.5 ~2.0 m 高的边墙,能起到引水、输水、排水泄洪等多种功能。沟中每降3 ~6 m 设一道坝坎,坝坎虽小但功能齐全,有进水口、分沙堰、泄洪口等。尤其是进田口门设计非常科学,进、排水两用,田水浅而进,田水多而排,灌排自动,洪沙不入田,清水涓涓流。

1.5 精耕细作与利用田间蓄水

紫鹊界梯田不仅景色迷人,而且梯田修筑技术十分科学。10 万余块梯田,没有用水准仪测量过,但每块水田水平精度极高,有些块长100 余m,却首尾水平,整个梯田俨如一层层水镜镶于山坡、一条条玻璃腰带系于山腰。这些全部都是人工做成的,田块蓄水面就是当地农民用的水准测量仪。田块形状与大小依地势地形而定,层层梯田块块形状各异,其砌筑工艺之精巧,高于画家之笔,精于匠工之斧。据当地农民介绍,他们的主要劳动工具是锄铲与镰刀,由于梯田区山坡坡度一般为30° ~40°,因此每级梯田田面很窄,宽约2.0 ~2.5 m,坎高1.0 ~1.5 m,有的田块放不下耕牛和犁耙,多数只能人工耕种。梯田蓄水深5 ~10 cm,并根据天气变化及时调整。梯田区农民爱水如命,时时关注田间蓄水情况,因梯田水源来自土壤渗水,土壤渗水量稳定而有限,若田间水渗漏则不能快速补充,所以必须十分注意保护田间蓄水。他们特别注意保护田埂,田埂虽然很窄,但砌筑紧密,并严格做好截渗和黏土抹面。为了不让鳝鱼、泥鳅打洞钻孔破坏田埂造成渗漏,夜晚农民点着灯火细心观察田间是否有泥鳅、鳝鱼等破坏田埂,他们还十分注意保持表土层的均匀细密,以减少渗漏量。有些梯田冬天也水满田畴,起到蓄水保水的作用。

1.6 合理调度取水用水

紫鹊界梯田由无数细长输水渠沟组成。为保证渠尾不缺水和翻耕整田、及时灌溉,当地村与村、组与组、户与户都制定有用水规则,因地制宜,合理调度。

2 紫鹊界梯田水土保持原理

依据许多地方的经验,在坡度25°以上的山坡翻耕种地容易发生水土流失,为什么紫鹊界梯田分布在坡度30° ~40°的陡坡上,从秦代至今从事水稻生产,却没有产生人为崩塌和水土流失?湖南省水保站和新化县水保站对紫鹊界梯田的水土保持设施进行了调查和研究,认为其成功的秘密在于:一是植被好,无坡面漫流;二是田埂高而坚实,无漫埂;三是因地制宜地构筑泄洪槽,有效控制了山洪。

2.1 封山育林,树叶草根纳水固土

紫鹊界梯田区保留2/3 的高坡和山头为森林水源地,个个山顶森林茂盛,处处山腰水田密集。林区植被丰富,暴雨经林草落叶拦截,顺树草根系均匀渗入土壤,地面草丛中有缓慢细流但无集中急流,因而没有水土流失。

2.2 精筑田埂,防止洪水漫溢冲毁梯田

紫鹊界梯田的修筑技术十分科学。每年春耕时,当地农民修筑田埂、牢固埂脚防止崩滑,高筑埂身防止暴雨洪水漫过田埂产生崩塌、滑坡灾害等。

2.3 依山顺势,选择山峪岩板筑泄洪槽

紫鹊界梯田位于亚热带雪峰山暴雨中心区,夏季暴雨时有发生,据观测,最大降水量达67 mm/h,暴雨发生后常顺陡坡形成山洪,有的陡坎段流速达5 ~10 m/s。紫鹊界梯田基本无人为水土流失和山体滑坡,原因除封山育林和精筑田埂以外,科学设置泄洪沟也是一项重要措施。例如,秦家村的泄洪沟就是利用自然形成的山沟,以山沟自然岩板为底,两岸砌成宽2 ~3 m、高1 ~3 m 的石墙,使用约2 000年没有发生山洪滑坡和泥石流灾害。

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