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技术推介
淮北平原农田水资源调控新实践

背景——

安徽省淮北地区辖阜阳、宿州、蚌埠、淮南、亳州、淮北6市20多个县(区),是国家重要的商品粮基地。该区域雨量丰沛,多年平均降雨量在850毫米左右,历史上为典型的雨养农业区;6~9月份降雨比较集中,且多为暴雨,容易引发洪涝灾害。

20世纪七八十年代,该区域实施了以大沟为单元的除涝工程建设,涝渍灾害问题基本得到解决。但由于在除涝工程建设时片面强调排水,对地下水资源的补充和涵养及蓄水灌溉问题考虑较少,大沟普遍缺乏控制工程,结果造成大量地表径流流失、地下水过度排泄、地下水水位逐年下降等问题,导致部分河流断流、水资源循环机制失衡等问题。近年来,随着经济社会的迅速发展和人口的增长,淮北平原对水资源的需求量不断增加,地下水的开采量呈上升的趋势,致使地下水水位加快下降,北部和中西部地区都曾出现过大面积农灌井吊泵现象。地下水水位的下降不仅增加了灌溉用水量和灌溉成本,而且严重破坏了平原区生态环境,加剧了淮北平原地区水资源紧张局面。

因此,如何增加可利用水资源量,提高地下水水位,改善水资源条件,成为淮北地区迫切需要解决的水利问题。

 

内容——

淮委水利科学研究院自1998年开始,结合淮北地区实际,采用原型观测、理论模拟计算和区域调研有机结合的方法,系统地研究大沟控制蓄水体系的规划设计参数、不同控制方式对降雨径流及地下水资源的调控作用、地下水的动态过程及其对大沟排水效果的影响等关键技术问题,并总结提出了以充分利用当地降雨径流和排水再利用为目的的分区大沟蓄水调控和运行管理模式——淮北平原大沟蓄水与农田水资源调控技术(以下简称“大沟蓄水调控技术”)。

大沟蓄水调控技术主要特点是将农田灌溉、排水和改善水土生态环境有机结合起来,通过在排水沟上加设控制设施,在不影响排涝防渍的前提下拦蓄地表径流,对排水大沟实行蓄水调控,适当提高农田地下水水位,增加地表水储量,调节农田水资源时空分配。目前,大沟控制工程的形式主要有3种:涵闸类,滚水坝(包括混凝土坝、橡胶坝),土堰(土堤)等。

 

效果——

“淮北平原大沟蓄水与农田水资源调控技术”于2003年完成,并于当年获得安徽省科技进步奖二等奖。2007年、2009年,大沟蓄水调控技术分别列入水利部、科技部重点推广计划,并在安徽省淮北地区进行推广示范,在验收时均获得积极评价。

十多年的推广示范结果表明,应用该技术可在不影响农田排涝的情况下,能够有效增加降雨入渗补给量,逐步恢复地下水资源量,同时能够增加作物潜水利用量,增加地表径流量,生态效果显著。其主要效益有:与不蓄水大沟比较,大沟水位平均提高1.2~1.4米,两岸800米范围内地下水水位平均可抬高0.3~0.5米,增加了大沟蓄水量;通过控制大沟蓄水位,使农田地下水水位保持在适当位置,增加了土壤水分,促进作物根系对土壤水分的直接利用,减少了灌溉次数;通过拦截降雨径流抬高沟水位、回补地下水,可有效缓解当地水资源紧张局面,对农业节水和水资源保护作用明显;通过拦蓄降雨径流,改善了水资源地区间的分布,也在一定程度上减少了下游地区的涝渍威胁。

 

推广——

大沟蓄水调控技术为平原区大沟控制蓄水工程规划和建设搭建了技术平台,提供了科学依据和典型示范。目前,该项成果已在安徽淮北地区推广应用,控制大沟125条,控制区域约1800平方公里,节水3000万立方米,增产5200万公斤,累计创造直接经济效益8400万元。同时,蓄水大沟长年有水,生态环境得到明显改善。大沟蓄水调控技术不仅有力保障了当地商品粮的生产,而且带动了当地养殖业的发展,促进了农民增收,社会效益、环境效益明显。

淮北地区现有大沟1411条,其中能够进行蓄水调控的有1250条。按平均蓄水深度2.5米计算,淮北地区大沟全面实行蓄水控制后总蓄水能力可达4.01亿立方米,每年可调蓄水量6.02亿立方米。所调蓄的水资源可用于农田灌溉、水产养殖等方面,对于维持当地水循环机制、缓解淮北地区水资源紧张局面意义重大。大沟蓄水调控技术的实践应用表明,该项技术符合淮北平原区的客观实际,对农田水资源的调控效果明显,是解决淮北平原及类似地区水资源短缺问题的有效手段,对于提高降雨利用效率、排水再利用以及水资源可持续利用等具有重要意义。

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