刘 猛,姚 梅,李 瑞
(1.安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院(安徽省水利工程质量检测中心站),安徽 合肥 230088;2.水利水资源安徽省重点实验室,安徽 蚌埠 233000;3.安徽省水文局,安徽 合肥 230022)
安徽省淮北地区面积约3.74 万m2,地貌类型以冲积平原为主,地势平坦利于农业耕种,现有农田面积达3150 万亩,约占全省农田面积的50%以上,是我国重要的商品粮生产基地。淮北地区地处我国南北气候过渡地带,属暖温带半湿润季风气候,多年平均降水量865mm,降水量年际和年内分布不均,年际间极值比约为3.5,年内降水主要集中在6—9 月份的汛期,约占全年总降水量的60%~80%,因降水集中,易造成农田涝渍灾害。20 世纪50 年代开始,为系统治理淮河水患,淮河流域开展大规模防洪减灾工程建设,经过70 余年的建设和完善,淮北地区防洪减灾工程体系基本构成,洪涝灾害发生的几率和损失均呈逐渐减少的趋势,但受区域气象、土壤特性、地形地貌等因素的综合影响,淮北地区农田涝渍灾害问题依然较为突出,建立和完善农田排涝工程体系仍是当前和今后一个时期农业水利工作的主要任务。
安徽省淮北地区地处我国南北气候过渡带,为暖温带半湿润季风气候,是典型的冷暖气团交锋地带,由于受季风和冷暖气团往返摆动的影响显著,淮北地区年内降水分配极不均匀,年内降水主要集中在6—9 月份的汛期,这一时期降水量约占全年总降水量的60%~80%,暴雨集中且强度大,容易导致农田涝渍灾害,从而引起农作物减产和品质下降。根据五道沟实验站降水资料统计,从降水频次看,多年平均年降水次数为45.9 次,其中,6—9 月降水次数占多年降水总次数的49.5%;从降水过程持续时间看,降水持续1~2d 是发生频率最高的时长;从年内降水密集度来看,7 月和8 月是降水密集期,这两个月内平均每年降水14 次,平均间隔期为7d/次;统计降水量极值,最大一日暴雨在40~220mm范围变化,最大五日暴雨在50~350mm 范围变化。
安徽省淮北地区的土壤类型主要为砂礓黑土和黄泛潮土,其中砂礓黑土的分布面积最广,约占全区面积的54%。砂礓黑土成土母质为河相沉积物,是具有腐泥状黑土层和潜育性砂礓层的暗色土壤,一般由粒径0.02~0.05mm 的粉砂和小于0.002mm 的粘粒组成,含有钙质结核(又称之为砂礓),土体特性是质地粘重、结构不良、保水性能差。砂礓黑土的水理性质比较特殊,干缩湿胀,遇水后湿润时由于土壤膨胀系数大,透水性差,堵塞孔隙使得雨水难以下渗,导致雨后土壤很快达到饱和状态从而产生涝渍灾害。
安徽省淮北地区地貌类型以平原为主,约占总面积的97%,地势整体呈西北高、东南低的特征,整体坡降为1/7500~1/10000,坡度较缓,地形起伏不大,海拔高度多在20~40m,沿淮河一带地势较为低洼,约十余米,是本区海拔最低的区域,淮北地区东北部分布有低山残丘,海拔约为50~300m。历史上,由于黄河多次出现决堤改道,黄河水向南冲击至淮北地区,加之淮河洪水泛滥,对这里的地形造成侵蚀并形成沉积,导致局部地面高低不平,呈现出“大平小不平”的地貌特征。这种低洼且平坦的地形,河道坡降平缓,遇到降水不利于排泄洪水,容易导致洪涝灾害发生。
20 世纪50 年代,为从根本上治理淮河的水患,淮北地区开始对河道进行治理,治理措施主要有开挖人工河道、调整水系,以及扩大河道断面和疏浚等。但限于当时人们对平原区治水规律认识不足、实验研究资料缺乏和社会经济条件差,在农田水利建设上强调“以蓄为主,以排为辅”,实际上有的地方“只蓄不排,只灌不排”,造成地下水位抬高,次生盐碱化面积急剧扩大。加上建设资金不足和施工水平低等因素而形成大量封闭、凌乱、标准不一的蓄水工程,整体排涝标准较低,在丰水年、丰水季节往往雨涝灾害严重。在此阶段,农田区水循环以自然排蓄为主要方式。
此阶段淮北地区的农田排涝工程建设取得了较大进展,强调建立以大、中、小沟和田间沟组成的农田排水系统,并在大沟上建闸坝等蓄水建筑物,取得了良好的排涝除渍和综合治理效果。当时,在淮北地区颇具代表性的农田除涝治渍系统有“深疏型”“浅密型”和介于两者之间的五道沟模式。经过多年实践,1985 年安徽省水利厅综合三种模式,正式提出淮北地区农田除涝治渍标准模式。这期间存在的问题是:部分深沟布局疏密程度欠合理,以及桥涵太少,中、小沟里堵坝多,排水系统不能发挥应有的除涝治渍效益等。
20 世纪90 年代,水利部门开始反思淮北地区的治水历程、总结治水得失经验,逐渐认识平原区的治水规律,正式确立本区农田水利工程建设“桥涵配套到田间”的指导思想,推动了农田排水事业的大发展。在原来农田排水系统的基础上,改造旧水系、新开挖排水沟和挖深已有田间沟渠,按5 年一遇的农田除涝标准,基本形成了淮北地区中南部低洼地区和淮北中北部平坡水区的农田排水系统,并进一步规范了农田排水规划原则、各级排水沟除涝防渍水文计算方法和规格标准,使农田排水系统整体排水能力有较大提高,困扰已久的农田涝渍灾害由此得到显著改善。但由于对淮北地区“蓄泄兼筹”治水方针的认识有差异,有的地区过于强调“排水”功能,排水沟渠的工程标准制定过高,有相当一部分大沟深度超标,出现“排而不蓄”,过度的排水导致农田地表水蓄水不足,地下水位也因为排水而大幅下降,破坏了原有的田间水良性循环,遇到干旱容易加重旱情;而有的地区按“多蓄少排”的标准来建设排水工程,排水标准过低,导致遇暴雨涝渍灾害加重,造成农作物减产。
完善排蓄结合阶段是指2001 年以来治理阶段。2001 年以来,党和国家对水利事业高度重视,以建设高标准农田为目标,资金投入持续增加,新农村水利、民生水利取得新的进展。在此时期,水利部门总结历史经验和教训,开始统一认识重视“排蓄结合”,提出“雨涝渍旱统一规划,综合治理,适度排水”的治水方针,科学指导了这一时期的农田水利建设。与此同时,财政部负责的农业综合开发低产土改良、引用外资加强灌溉项目,也都较20 世纪90 年代加大了农田水利工程及配套设施建设的资金投入,淮北地区农田水循环进入良性发展阶段。
经过多年的建设,目前安徽省淮北地区已形成了相对完善的农田排水工程体系。全区现有农田除涝面积2250 万亩,约占易涝面积的85%,农田除涝标准一般为3~5 年一遇,农田大沟1400 余条,总长度1.23 万km,控制排水面积2.62 万km2,占全区总面积的约70%,大部分易涝农田得到了较好的治理。
淮北地区农田排涝工程存在的问题主要体现在以下几个方面。
1)工程配套不完善
目前,大部分地区没有按标准配套建设田间桥涵,当地群众为方便农业生产,自发修建小型桥涵,甚至拦沟打坝,不利于排水;大、中沟现有控制涵闸多年久失修,启闭不灵的现象也比较普遍,汛期排水不及时且易发生外水倒灌;还有许多小型排涝站装机容量不足、管理维护不到位,设备损坏导致利用率低,抽排能力得不到正常发挥。
2)大、中沟排涝标准较低
本区农田排水工程大多为20 世纪70 年代至20世纪90 年代所建,由于年久失修、维护不利,导致大、中沟普遍存在淤积、堵塞等问题,排涝标准也随着显著降低,现有大、中沟约60%以上达不到5 年一遇排涝标准。
3)田间排水系统不健全
安徽省淮北地区大多存在田间排水沟渠密度较低、深度浅的问题,不能很好地满足农业生产对排水降渍的要求;同时,由于管理维护不善,排水沟被当地群众填平、沟坡种植作物等情况也较为普遍,生活垃圾、农业废弃物堆占田间沟现象严重,阻断水流,若遇暴雨田间积水难以及时排出。
增加水利基本建设投入,加强水利设施管理和维护,建设重点包括:农业区排水沟和道路建设配套桥梁,修复损毁桥涵,以便排水并保持道路的畅通;新建和复建大沟控制涵闸,对老化失修的涵闸进行维修改造或拆除重建,以起到拦蓄地表水、防洪调度和防止外水倒灌等作用;加大排涝站更新改造力度,根据需要增加布点数量和装机容量,提高排涝能力,消除排水盲区。
长期以来,淮北地区的农田水利工程一直存在着“重建轻管”的问题,造成工程效益不能很好地发挥。因此,必须加强农田排涝工程的管理工作,加强淮北地区洼地综合治理方案的协调与落实,全面提高区域排涝能力。同时,对现行农田水利工程建设管理体制进行必要的改革,完善农田水利工程管理办法,进一步落实管理主体和主体责任,巩固已有建设成果以实现良性运行,从而适应新时期社会经济发展对农田水利提出的更高要求