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发展水稻生产是三江平原抗旱除涝的一项有效措施

2010-08-15张兴波

黑龙江水利科技 2010年3期
关键词:旱田三江平原机井

陶 洁,张兴波

(1.绥滨县自来水公司,黑龙江绥滨156200;2.绥滨县水利勘测设计队,黑龙江绥滨156200)

三江平原总面积为10.35万km2,其中平原面积占总面积的57%,地面低平耕层为黑土,肥力很强,有机质含量为2.5%~10.4%,全氮含量为0.15% ~0.6%,全磷含量为0.1% ~0.4%,以上肥力为长江中下游土壤的1—2倍。由于农田基本建设薄弱开发方向和治理措施等也存在一些问题,抗御自然灾害的能力较低,大多处在单产不高总产不稳的状态,在已有耕地中90%以上为低产田,单产1 500 kg/hm2。低产状态原因虽是多方面的,但该平原的开发方向和治理方式,是以水田为主的江南水乡模式,还是以旱田为主的华北平原模式,相应的开发治理措施又应如何,本文将对这两方面的问题进行理论分析,结合农业综合开发中的典型市县的生产实践加以论述。

1 发展水稻生产的有利条件

1)地表水资源丰富,三江平原水资源可开采储量占全省的50%,有利发展水田,区内地表水资源量每年约为200亿m3[1]。全区300多条大小河流和几百个湖泊泡沼构成千百万亩水域,占全区总面积的6%适合建站抽水自流灌溉。

2)地下水资源可开采量约为50亿m3/a,大力开发地下水资源,发展井灌水稻是合理利用水资源的有效途径。地下水贮藏富集,水位埋深浅,水质条件好,适合大面积开采。三江低平原区内沉积50~250 m的松散砂砾石层,形成弱承压水,水位埋深富锦市以西及饶力河两岸为0.1~3 m,地下径流迟缓,出现重碳、重碳酸硫酸和碳酸氯化物钠或钙钠等不同类型地下水,矿化度大部分地区<0.5 g/L,局部为0.5~1 g/L,pH值5.5~7.0,硬度2~18。整个平原是个贮藏富集地下水的大型盆地,富水条件很好,单井出水量一般为150~300 m3/h最大达700 m3/h[1],适合大面积开采地下水资源,发展井灌水稻。

3)土壤肥而黏重,透水性差。本区大部分地区土壤质地黏重,渗透能力低,土壤肥力虽高,但种旱田难以有效发挥。上层土壤渗透系数K<10-5cm/s,特别是大片白浆土地,渗透能力更差,白浆层渗透系数K在10-7cm/s以下。这样小的渗透系数,对种旱田来说多有不利,由于渗透性小,大气降水不能很快渗入地下,滞留于上部耕作层,壤中水很容易达到饱和状态,致使土壤的水、肥、气、热四性受到严重不良影响,形成涝灾减产,而且有机质含量很高的土壤浸水后,壤中有机胶质吸水膨胀堵塞了壤中水排出,雨后土壤中的水很难排出,形成“哑叭涝”。特别是大面积的白浆土地区上部为10~20 cm的黑土层,下面就是坚硬不透水的白浆层,这种土壤不但遇到降雨很易饱和成涝,而且由于黑土层薄,保水能力很低,土壤中保留不多的水分遇到数天干热天气水分蒸发,地下水又被白浆层阻隔不能补上而形成干旱,所以白浆土对旱作农业来说是既易涝又易旱的有名的低产土壤。而种水田,这种土质肥、透水性差的土壤,是很难得的既省肥又省水的理想高产土壤。

4)地势低平,排水困难,且受江河顶托影响。该平原内的大片低平地,特别是海拨70 m高度以下大地形比降仅为1/5 000~1/15 000情况下所挖排水沟中水流速度很小,有些几乎看不见水流动造成沟道淤积杂草丛生,种植旱田需排出多余水量,若挖较大的沟道,工程量大,占用耕地多,而且旱田的排水期也正是大江大河水位较高的汛期,常受江河洪水顶托,排水就更加困难。因此,在这样低平的土地上种植旱田是不太适宜的。而对种植水稻来说,则易于做到田块面积较大,便于机械耕作。地平则田中水不易流失,稻田中的水绝大部分是通过蒸发输送到大气中去的,只有小部分是通过地表排出。水田也需要排水,而采用浅水浅湿灌溉方式排出的水量较少,并且主要排水期在秋后水田落干期,这时江河汛期已基本过去,顶托影响基本解除。

5)气候湿润,该地区年平均降雨量500~600 mm,旱作农业每年所需蒸腾量为400~450 mm,一般年份降雨量比旱田需水量多100~150 mm。由于地势很平,多余水分难以转化为地表径流排出,旱作农业很容易形成涝灾。另外经过排水开垦出的旱田,比原来的沼泽地每年少向底层大气输送500~600 mm的蒸发水量,使当地的小气候将变得干燥。水田每年的蒸发量为1 000 mm左右,与沼泽地的蒸发腾量相似,比当地的年降雨量多400~500 mm,不但不会经常发生涝灾,而且还需补给水量。所以,三江平原不能只是以消极的办法,大量排水种植旱田,应是大量发展水田灌溉使当地丰富的水土资源得到合理开发利用,所蕴藏的雄厚生产潜力得以充分发挥,并能保护原来的湿润环境。

6)光热条件好。该地区太阳辐射总量41.9~46.1 J/m2,>10℃的年有效积温为2 300~2 700℃,此光热条件适于一季水稻生产。单产量达4 500~7 500 kg/hm2,为旱田产量的3 ~4 倍[1]。

从以上多方面分析,三江平原以江南水乡模式多发展水稻是利多弊少。三江平原的开发治理应及时转到以发展水田为主的方向上来,发展水田能发挥地区优势,取得大量增产粮食和保护原来湿润环境的良好效果。

2 旱田改水田是进行抗旱除涝有效途径

1)依兰县后浪村位于倭肯河左岸,水资源丰富,全村耕地426 hm2,由于受涝灾影响,全村耕地中93.9%为低产田,并且多数为旱田,每年因内涝平均绝产66.67 hm2,平均单产仅1 275 kg/hm2,人均收入不足160元。1989年这个村借助农业开发进行旱改水,充分利用当地地下水资源打井种稻,以稻治涝,变水患为水利,使过去“晴天硬邦邦,雨天水汪汪”,十年九不收的低产田利用旱改水得到改善。全村自筹资金6万元打机井107眼,实现旱改水田281 hm2,当年增产粮食140万kg,增加收入108万元,第二年又打机井65眼,实现旱田改水田133.3 hm2,仅用了几年时间充分利用当地地下水资源使这个昔日远近闻名的“落后村”一举变成了全县闻名的水稻专业村。1995年,全村粮食总产达350万kg,与旱田相比增长4.5倍,平均单产达8 250 kg/hm2,增长7倍,人均收入达4 600元,增长25倍[2]。后浪村充分利用地下资源发展井灌水稻生产的成功带动了全县旱改水生产,1991年全县共打灌稻机井2 685眼,水田发展到2.467万hm2,增产粮食0.76亿kg,并抵御了1991年倭肯河流域百年不遇的特大洪水的袭击。

2)富锦市地处三江平原腹地,新发展井灌水田9 600 hm2,对容易受洪涝威胁的低洼地带大面积旱改水,以稻治涝,变害为利。高家村井灌水稻由原来的8 hm2发展到近270 hm2,单产由3 300 kg/hm2提高到6 405 kg/hm2,仅此一项全村人均收入达1 243元。全市推广他们的成功经验,使全市水稻单产由1989年的3 450 kg/hm2增长到1995年的6 000 kg/hm2[2]。

3)1989~1994年,佳木斯市充分利用地下水资源打机井2 775眼,完成中低产田改造10.533万hm2,水稻面积比1989年前增加3.467万hm2。粮食产量由1989年的10.8亿kg增长到1993年的14.9亿kg,比1987年增加5亿kg以上。在1991年特大洪涝灾害的情况下,农业生产取得了好的收成。

4)黑龙江省垦区开发前47 a中水稻开发面积只有12.67万hm2,垦区开发后4 a期间充分利用地表、地下水资源,水稻种植面积已达66.67万hm2,年均递增13.33万hm2,产量逐年提高,1997年水稻平均单产水平达7 629 kg/hm2,年均递增10.6%。自1995年起,在连续遭受大旱、重涝等自然灾害的严峻考验中,垦区稳步突破总产85.2亿kg,3 a增产粮食43亿 kg,其中水稻增长 33.34亿 kg,占增长总量的77.5%,单就增产幅度比较,近3 a的高于开发前47 a的增长速度。通过旱改水、开采地下水、抽地表水、发展水稻生产,以农作物治涝为主,工程排水为辅,改变了低产的局面。近4年来,机井抽水灌溉面积达52万hm2,66.67万 hm2长期低产低效的洼田终于从恶性循环的怪圈中挣脱出来。据估算,垦区开发的66.67万hm2低产田,开发前47 a平均单产只有1 500 kg/hm2,近3年改种水稻后平均单产高达7 239 kg/hm2,单位面积产量提高3倍。

5)绥滨县的蜿蜒河涝区在20世纪80年代已经进行了排水工程治理,但由于地势低洼,排水困难,依旧受涝灾影响。90年代,区内人民在该涝区的 26、24干建立农乡3 333 hm2井灌水田小区后解决了涝灾问题,粮食单产由原来的3 000 kg/hm2猛增到1996年的9 000 kg/hm2。如新立村18户稻农充分利用地下水资源在白浆土上旱田改水田,采用旱育稀植新技术,单产12 000 kg/hm2,全区5 000 hm2井灌水稻单产均在9 000 kg/hm2左右。近3年,全县又发展旱改水8 666 hm2,新打机井879眼,其中井灌水稻5 860 hm2,据测算生产能力比开发前总产17 108 t增产3.3倍,人均收入由769元增加到2 669元。该县的永乐村66-75,10年间种旱田单产仅1 400 kg/hm2,90年代通过改造抽水站旱田改水田单产增至4 500 kg/hm2。一个全县有名的贫困村依托水土资源发展水稻生产进行低产田改造仅3年时间就摆托贫困的帽子。

6)密山市是一个以农业为主的边境口岸城市,1991年白泡子小区经省批准立项,经过3 a的开发治理改造灌溉抽水站13处,改造中低产田5 333 hm2,人均增加纯收入220元以上。1993年,在全市农业遭受特大自然灾害的情况下,白泡子乡人均收达962元,高于全市平均水平40%以上。目前这一小区已成为该市农业生产的示范乡镇,为全市进行低产田改造,农业稳产高产起到了典型示范作用。13年来,全市新增灌溉面积3 333 hm2,改善灌溉面积10 000 hm2,使项目区和全市的农业生产条件得到了明显改善,增强了农业发展的后劲。自然资源优势已逐渐转化为经济优势,与开发前的1987年相比,1992年粮食总产达到3.3亿kg,增长24.5%年均递增5%;单产提高21.6%,年递增4%;农业总收实现3.2亿元,比1987年递增8.4%;人均收达928元,比1987年增长55% ,年递增 9.2%[2]。

1987年三江平原通过采取一系列综合手段放弃过去的以旱田为主的华北平原模式改为走以水田为主江南水乡模式推广旱田改水田,使水稻生产每年以近6.67万hm2的速度递增。至1993年,三江平原充分利用地下水资源打机井26 000眼,建抽水站提水自流灌溉;旱田改水田发展水田生产,单产由1987年的1 500 kg/hm2,猛增到7 500 kg/hm2,粮食生产比开发前增加10.07亿kg,增长124%;地方市县所属开发区农民人均收入达1 160元,比开发前增长91.7%,比全省农村人均收入高131.64元[2]。

进入21世纪绥滨县又面临春旱自然灾害,每年受灾面积达5.33万hm2,给农业生产带来了不利影响。面临旱灾,全县人民在政府的引导下,有水利部门牵头,农委、农开办进行了、太和、德祥、联合33个水田开发区的试点,通过几年的生产实践,农民亲眼看到了旱田改水田发展水稻生产既能抗旱灾又能除涝情。全县旱改水调整农业种植结构蓬勃发展。就2007、2008两年中,全县新打机电井4 000余眼,新增水田2.67万hm2,全县抗旱能力达到3.33万hm2,占耕地面积42%,在试点区的带动下,全县自发旱改水规划面积到2015年达到4.67万hm2,占全县耕地面积的58%。有水利部门按照水资源供需平衡分析,统一部署规划。

3 结语

昔日“北大荒”之称的三江平原,经过近几十年的农业综合开发面貌大为改观,成千上万眼机井浇灌着万顷水田,农田防护林带密如蛛网,昔日的大片沼泽,低洼地如今已开垦成为水稻田,一眼望去,一片绿色。倭肯河流域的依兰县,七星河流域的富锦市,蜿蜒河流域的绥滨县,穆棱河流域的密山市,松花江右岸的佳木斯等许多地方典型经验说明,建抽水站依托江河、湖泊水源进行自流灌溉水田;打机井取地下水种植水稻;旱田改水田以水田为主攻方向,走江南水乡模式的路是三江平原抗春旱除秋涝,实现稳产高产的有效途径,是一条迈向高产优质、高效农业的必由之路。

[1]程崇礼.发挥自然优势合理开发三江平原[J].国土与自然资源研究,1992(8):24-26.

[2]孙连举.黑龙江省农业综合开发文集[M].哈尔滨:黑龙江教育出版社,1996.

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