民勤县农田水利施工中的水土保持措施

2024-12-31 00:00:00孟晓英
河南农业·科技版 2024年11期
关键词:民勤县耕作农田水利

位于甘肃省的民勤县因其特殊的地理位置和气候条件,水土流失问题比较严重。为了保障农业生产,提高农田产量以及维护生态环境,民勤县在农田水利施工中实施了一系列的水土保持措施。这些措施包括植被保护、优化耕作方式、有效的灌溉方式及土地整治等多个方面。

一、农田水利施工中水土保持的理论基础

(一)水土流失的机理

1.理解雨滴冲击对土壤颗粒的影响。雨滴冲击力会破坏土壤结构,使土壤颗粒更容易被水流携带。

2.地表径流对土壤冲蚀的作用。当水流在地表流动时,会损失动能,使土壤颗粒被搬运。

3.侵蚀过程的空间和时间变化。不同地形、土壤类型和地表覆盖情况下的侵蚀程度不同,时间和季节变化也会对水土流失产生影响。

因此,农田水利施工中的水土保持策略需要考虑如何最大限度地减少雨滴冲击力、减少地表径流和调节侵蚀过程的空间和时间变化。这包括适当的土地利用规划、地形改造、增加地表覆盖、建立水土保持设施和实施良好的农田管理等措施。

(二)水土保持的原则

1.坚持防治结合、预防为主的原则。这意味着工作人员需要在土壤侵蚀发生之前采取预防措施。同时,也要对已经发生的侵蚀进行治理。预防措施包括合理规划土地利用、改变土地的使用方式、减少土地开发活动、增加地表覆盖等。

2.坚持综合治理、因地制宜的原则。水土流失的原因和形态复杂多样。因此,需要采取各种手段和方法进行综合治理,包括工程措施、生物措施和管理措施。这些措施应根据不同的地理环境、社会经济条件和资源条件进行适应性设计和实施。

3.坚持科学规划、合理布局的原则。在实施水土保持治理时,需要进行全面的科学规划,包括选择最适合的技术措施,确定合理的施工顺序和方法,规划适宜的布局,以实现最佳的保护效果。

4.坚持保护优先、合理利用的原则。既需要优先考虑土地资源的保护,又要根据土地的承载力和功能,进行合理的开发和利用。

5.坚持人与自然和谐共生的原则。这是一个综合的原则,既要尊重自然、保护生态环境,又要满足人类的生存和发展需要。

二、民勤县农田水利施工要点

民勤县位于甘肃省的中部,地处祁连山北麓,属于典型的河西走廊地区。由于其特殊的地理位置,民勤县的气候主要是干旱和半干旱,冬季寒冷,夏季炎热,降水少,蒸发量大。民勤县的地形以山地、丘陵和平原为主,东西部为山地和丘陵地带,中部为宽阔的冲积平原。地势由东南向西北倾斜,东南部海拔较高,西北部海拔较低。尽管气候干燥,但是民勤县内的黄河、洮河等河流为该地区提供了重要的水资源。此外,地下水资源相当丰富。在这样的气候和地形条件下,民勤县的土壤以沙质土壤和黄土为主,土质一般较瘠薄。

(一)水资源供应问题

民勤县位于我国的干旱区,尽管有黄河等水源,但由于气候条件和人口压力,仍然面临严重的水资源短缺问题。随着农业生产的发展和生活水平的提高,对水资源的需求也在不断增加,这使得水资源的管理和利用变得更加重要。在农田水利建设中,应该注重提高水资源的利用效率。例如,改善灌溉系统以减少水损失,优化灌溉时间以避免不必要的蒸发以及引入新的灌溉技术等。同时,也需要开发新的水源,例如,利用雨水收集系统,或者开发和利用地下水资源。

(二)技术应用问题

农田水利施工的效率和效果在很大程度上取决于所使用的技术。目前,已经有了一些高效的灌溉技术,如滴灌和喷灌等,这些技术可以提高水的利用效率,特别适合在干旱地区使用。然而,这些技术的推广和应用可能会面临一些挑战,包括资金投入的问题、技术培训和维护的问题以及农民的接受程度等。因此,需要采取一系列措施来推动这些技术的应用,如提供财政补贴、进行技术培训及引导和鼓励农民使用新的灌溉技术。

(三)土地侵蚀问题

由于地理环境和气候原因,民勤县可能会面临严重的土地侵蚀问题。土地侵蚀不仅会造成土壤质量下降,影响农田的生产力,还会对水源造成污染,加剧水资源短缺。因此,需要通过水土保持来解决土地侵蚀问题,例如,种植护坡草,建设护坡林,建立风障以及采取梯田等耕作方式等。这些措施不仅可以减少土壤侵蚀,还可以增加土壤的有机质,提高土壤的保水性,增强土壤肥力。

(四)政策和管理问题

农田水利施工的成功与否,往往与政策和管理的支持息息相关。政府应该制定相关政策,为农田水利施工提供资金支持,进行技术推广,增强农民的知识和技能以及加强水资源的管理等。例如,可以提供低息贷款或者补贴,以帮助农民购买和安装新的灌溉设备;可以组织培训班,教授农民如何有效利用和管理水资源;可以加强监管,确保水资源的合理使用和保护。同时,也需要引入社区和公众参与,形成全社会共同参与和关心农田水利施工的良好氛围。

三、民勤县农田水利施工中的水土保持措施分析

(一)植被保护

1.引入耐旱和抗风沙的植物种类。民勤县的干旱和风沙问题严重,这对当地的农业生产造成了极大的挑战。为了解决这个问题,可以引入一些耐旱、抗风沙的植物种类,如沙棘、柽柳等。这些植物有强大的生命力,不仅能在恶劣的环境中生存,还可以优化土壤结构,提高土壤的保水性,减少水分的蒸发。同时,这些植物也可以形成防风沙的屏障,降低风沙对农田的影响,保护农田土壤。因此,这是一种既保护环境、又促进农业生产的有效措施。

2.林带防护。在农田周围种植防护林带是一种有效的水土保持措施。例如,柳树、杨树等高大的树木不仅可以阻挡风沙,而且它们的根系深入土壤,可以固定土壤,防止水土流失。另外,这些树木也可以为农民提供额外的经济收入。例如,杨树可以提供木材,沙棘果实可以用来制作果汁和果酱。因此,林带防护既可以保护农田,又可以提高农民的收入,实现经济和环境的双重效益。

3.种植覆盖作物。在农田中种植覆盖作物,如豆科植物、禾本科植物等,可以保持土壤湿润,减少土壤裸露,防止风蚀和水蚀。覆盖作物的根系可以改善土壤结构,提高土壤的保水性,增加水分在土壤中的滞留时间,降低土壤被侵蚀的风险。另外,覆盖作物还可以为农民提供额外的农产品。例如,豆科植物可以提供豆类食品,禾本科植物可以提供饲料。

4.草地保护。在农田、排水渠道、水库和灌溉设施周围种植护坡草和植被,可以防止雨水冲刷,减少水土流失。此外,还可以在陡坡地区设置草坡,用以减缓水流速度,降低冲蚀力。这种方法可以有效保护农田的土壤和水源,防止因为陡坡和大雨导致的农田土壤流失。同时,草坡也可以为农民提供额外的草料资源,提高其养殖业的效益。

(二)适当的耕作方式

在民勤县农田水利施工中,要运用适当的耕作方式。科学有效的耕作方式不仅能够保障土壤质量,还能提高水资源利用效率,并有效防止水土流失。鉴于民勤县干旱、半干旱的气候条件以及严峻的土地侵蚀问题,需要采用合适的耕作技术和管理方法来保障农田的长期可持续生产。

1.保持地面覆盖。在民勤县,保持地面覆盖是一项核心的水土保持策略。民勤县地区的气候干燥,风沙侵蚀严重。因此,提高土壤保水性是一个较大的挑战。为了解决这个问题,农民们会保留作物残留物或种植覆盖作物,这样可以有效减少土壤暴露,从而防止风蚀和水蚀。这种方法不仅有助于减少水分的蒸发,还可以提高土壤的有机质含量,改善其结构,进而提升土壤的保水能力和肥力。在选择种植作物时,优先考虑豆科、禾本科等能提供良好地面覆盖的作物,并通过它们的固氮作用来提升土壤肥力。

2.实施轮作制度。轮作制度在民勤县的农田管理中也起到了关键作用。民勤县地区水资源有限,可以选择一些耐旱且生长周期短的作物进行轮作,如薯类和豆类。这种轮作方式不仅使有限的水资源得到了有效利用,还有助于保持土壤肥力。通过交替种植不同的作物,可以有效防止土壤疲劳并减少病虫害的发生,从而降低农药的使用量。这有利于维护农田的生态平衡和环境健康。同时,轮作制度还能提高土地的产出率,增加农产品的多样性,以满足市场的多元化需求。

3.采用横向耕作和梯田耕作。在民勤县的坡地农田中,广泛采用横向耕作和梯田耕作的方式来减缓水流速度和防止土壤流失。横向耕作是顺着地势的起伏,沿着等高线进行平行耕作,这种方式能够有效防止水流直接冲刷下坡,从而减少水土流失;梯田耕作是通过在山坡地带人工开挖形成一系列的平台。这种设计使雨水能够均匀地分布在每一级梯田上,既满足了作物的灌溉需求,又有效防止水土流失。这两种耕作方式不仅有助于保护农田的土壤和水资源,还能提高土地的利用效率,从而提高农作物的产量和质量。

(三)有效的灌溉方式

1.滴灌法。滴灌法是一种有效的节水灌溉方式,它通过灌溉管道将水直接输送到植物的根部。这种方式可以减少水的蒸发损失,提高水利用效率,同时可以降低土壤侵蚀的风险。民勤县属于干旱半干旱地区,滴灌法尤其适用。

2.深层灌溉法。深层灌溉法是指将水灌溉到地表下一定深度的方法,这样既可以避免水分的蒸发损失,又有助于根系的深入生长,增强植物的抗旱能力。民勤县由于气候干燥,土壤层次较浅,这种灌溉方式可以有效地利用水资源,同时有助于改善土壤结构,提升土壤水分的保持能力。

3.喷灌法。喷灌法也被称为人造雨,它通过喷头将水喷洒在空气中,形成小水滴,这些水滴像雨一样均匀地洒在农田上。这种方法具有许多优点,使其成为许多地区优选的灌溉方式。喷灌法能够高效地利用水资源。在喷灌过程中,水被均匀地分散在土壤表面,每个部分都可以获得足够的水分,减少了浪费,使灌溉更有效。这对于民勤县这样的干旱地区尤其重要,因为这里的水资源相对稀缺。第一,喷灌法有助于减少冲蚀和土壤侵蚀。在常规的灌溉方法中,水流直接冲击土壤,可能会带走顶层的肥沃土壤。但是在喷灌法中,水以雨滴的形式轻轻地落在土壤上,减少了冲刷,从而保护了土壤。第二,喷灌法可以减少土壤结构的破坏。与传统的灌溉方法相比,喷灌法可以更好地保护土壤结构,减少土壤的压实和板结,这有助于土壤的水分和空气交换,进一步改善作物的生长条件。第三,喷灌法可以灵活地应对不同的农田条件和作物需求。通过调整喷头的大小和形状以及水压的大小,农民可以根据具体的田地情况和作物需求,灵活地进行灌溉。例如,对于需要大量水分的作物,可以增大喷头的大小和水压,进行大面积的灌溉;对于需要较少水分的作物,可以减小喷头的大小和水压,进行精细的灌溉。

4.微灌法。微灌法是一种介于滴灌和喷灌之间的灌溉方式,它将水以较小的流量输送到植物根部或地表。这种灌溉方式不仅可以有效地保存水资源,还可以根据作物的需要精确控制水分的供应,提高灌溉效率。在民勤县,这种灌溉方式可以在节约水资源的同时,满足农作物对水分的需求,有利于提高农田的产量和质量。

(四)科技引导和监管

为了更好地进行水土保持与防治,需要利用现代科技手段,实时监测和管理农田地貌、土壤类型、水源等条件。利用遥感技术,可以获取实时的土地使用情况,评估水土流失防治措施的效果,及时进行调整和完善;地理信息系统(GIS)可以对大规模的地理信息进行整合和分析,为决策提供科学依据。

四、民勤县农田水利施工中水土保持措施的未来发展方向

在民勤县,乃至中国其他类似地区,农田水利施工中的水土保持措施面临许多挑战,但也存在许多发展机遇。未来的发展趋势主要表现在以下几方面:

(一)智能化和数字化

随着信息技术的发展,遥感、GIS、大数据和人工智能等技术在水土保持领域的应用将越来越广泛。通过实时监测和分析土地、气候、水源等数据,可以更加准确、及时地对水土流失进行预测和防治,提高农田水利建设的管理效率。例如,通过智能化的土壤水分监测系统,可以精确控制灌溉的时间和水量,避免过度灌溉导致的水土流失。

(二)生态化和绿色化

随着环保意识的增强,生态化和绿色化的水土保持技术将越来越受到重视。这包括生物防治技术、复合植被覆盖技术、生态梯田技术等,这些技术既可以有效防止水土流失,又能改善农田生态环境,提高土地生产力。同时,这些技术也能够减少对化学肥料和农药的依赖,减轻对环境的影响。

(三)整体化和系统化

水土保持不仅是一个技术问题,更是一个系统工程,涉及气候、土地、水源、植被、农作物等多个方面。因此,未来的水土保持技术将更加注重从整体上、系统上进行考虑和设计,实现各个环节的协同和优化。例如,通过综合流域管理,可以实现上下游、左右岸的水土保持协同,防止局部的水土保持措施造成的新的水土流失问题。

(四)社区参与和公众教育

水土保持不仅需要技术,更需要人的参与。因此,加强社区参与和公众教育,增强公众的水土保持意识,是未来水土保持工作的重要方向。例如,通过农民培训、学校教育、社区活动等方式,可以使更多的人了解和参与水土保持工作。

五、结语

通过实施一系列的措施,民勤县在农田水利施工中有效地实施了水土保持,有力地推动了农业的可持续发展,改善了当地的生态环境。然而,水土保持工作仍然面临一些挑战,需要我们持续地努力。在未来,期望看到更加高效、环保的水土保持技术在民勤县得到应用,也期待更多的策略和政策能够为民勤县乃至我国的水土保持工作提供更大的支持。

作者简介:孟晓英(1978—),女,甘肃民勤人,本科,水利工程师,主要从事农业水利发展工作。

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