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湘西岩溶地区干旱特征及治理措施

2010-07-12

湖南水利水电 2010年2期
关键词:凤凰县保水旱情

肖 瑶

(湖南农业大学东方科技学院 长沙市 413000)

1 基本情况

凤凰县位于湖南省西部边缘,该县地形复杂,地势为西北高、东南低。最高海拔1 117 m,最低海拔170 m。一般海拔在(300~800)m之间。具有山多、坪少、水位低的特点,素有“八山一田半分水”之称。

县内地表岩石主要有石灰岩、红砂岩、砂砾岩、变质岩、第四纪松散堆积物等六大类。其中石灰岩1 251.07 km2,占全县总面积的 71.12%;红砂岩 187.34 km2,占10.65%;砂页岩 170.46 km2,占 9.69%,砂砾岩 44.33 km2,占2.52%;变质岩35.71 km2,占2.03%;第四纪松散堆积物55.59 km2,占3.16%。由此可见,全县以石灰岩分布最广,从而导致境内岩溶相当发育,沟谷纵横,山高水低,石芽、洼地、漏斗、天坑、溶洞、阴河等遍布,地表水多渗于地下,“地上水如油,地下水长流”。

凤凰县气候属中亚热带向北亚热带过渡的季风湿润气候。其特点是:温暖湿润,四季分明,春夏多雨,雨量丰富但时空分布不均,热量较丰富,夏秋多干旱,旱涝交替。全年降水量一般为(1 200~1 500)mm,多年平均降雨量1 335 mm,年均雨日164天,年均蒸发量1 065 mm,雨水多集中在4~6月,6月份以后降水量逐渐减少。

由于特殊的岩溶地质条件及受季风湿润气候区副热带高压的控制,加上植被破坏,水土流失严重,水利设施差,农业生产落后等,岩溶性干旱是凤凰县的主要灾害之一。

2 干旱特征

(1)干旱频率高,时间长。

干旱是与其它灾害不同的一种自然灾害,它发生的过程缓慢,历时数月或数年,影响范围大,造成损失大,直接影响人们的生产生活。根据凤凰县多年气象资料,并依据水利部《抗旱规划技术大纲》的有关规定,按旱灾损失率指标对全县多年干旱情况进行统计分析,见表1。即:

共划分4个干旱等级,即:当5≤L<10时,为轻度干旱;10≤L<20 时,为中度干旱;20≤L<40 时,为严重干旱;L≥40时,为特大干旱。

表1 凤凰县历史干旱资料分析统计表

续表1

根据表1凤凰县1958~2007年连续50年的干旱统计分析资料来看,其中发生轻度及以上干旱年份达38年,占总年数的76%,为4年三遇。发生中度及以上干旱年份32年,占总年数的64%,为3年二遇。发生严重及以上干旱年份15年,占总年数的30%,为三年一遇。发生特大干旱年份4年,占总年数8%,为12年一遇。由此可见,发生干旱的频率非常高。另外从表1可以看出,每次旱灾的连续时间较长,最短6天,最长98天,平均33.3天。

(2)干旱分布规律。

根据表1资料可以看出,从时间分布情况看,凤凰县的干旱主要分布在6~10月份,其中7~8月份尤为严重,干旱类型主要为夏旱、夏秋连旱和秋旱,其特点是:冬春干旱少,夏秋干旱频繁,秋旱严重,特别是夏秋季,作物需水量大,蒸发量亦大,因此夏秋连旱对农作物的危害最为严重。

从地理位置分布情况看,旱灾发生的地域主要位于东南部和西北部岩溶发育地区,特别是千工坪、山江、麻冲、柳薄、米良、禾库、腊尔山等乡镇石灰岩分布广,岩溶发育,山高坡陡,漏斗、溶洞遍布,岩漠化及水土流失严重,土层薄、植被差,蓄水保水能力低,地表经流贫乏,地下水埋藏深,极易发生干旱。

(3)干旱损失严重。

凤凰县1990~2007年旱情以及旱灾损失调查统计情况如表2。从表中统计数据可以看出,干旱是凤凰县主要灾害之一,干旱的发生使该县经济损失严重,造成粮食减产,人畜饮水困难。如2005年凤凰县发生了30年一遇的特大干旱。从6月7日开始到10月26日,夏秋连旱天数达130天,4~9月降雨量仅505.6 mm,比历年同期偏少48.4%,其中6月中旬到10月上旬,仅降雨279.5 mm,比历年同期平均降雨量偏少55.2%。全县水稻播种面积1.61万 hm2(24.1 万亩),受旱面积 1.44 万 hm2(21.6 万亩),占89.6%,其中绝收面积 0.41万 hm2(6.08万亩),稻谷减产3.21万t。旱土受旱面积0.39万hm2(5.8万亩),占80.9%,绝收面积0.068万hm2(1.02万亩),旱粮减产1.44万t。由于干旱,全县有192个村8.4万人和3.58万头大牲畜饮水发生困难,有6个村用汽车送水366车次。

表2 凤凰县旱情及旱灾损失调查统计表

3 干旱成因分析

(1)岩溶发育,地表径流贫乏,地下水埋藏深。

凤凰县位于中国西南典型的喀斯特地区边缘,石灰岩地层分布广,占全县总面积的71.12%。因地质构造运动和水的长期侵蚀、溶蚀作用,形成大量的石芽、峰丛、溶洞、洼地、漏斗、落水洞、阴河等。根据凤凰县农业区划调查资料,全县有较大地下阴河10条,覆盖面积1 129.5 km2,占全县总面积 64.2%,汇流总量 1.97万 m3/d,埋深(50~100)m。另据花垣-凤凰岩溶渗漏研究成果,岩溶漏斗发育平缓丘陵区渗漏比在60%以上,中低山岩溶洼地、谷地区渗漏比为20%~50%。从而导致大量地面水极易漏入地下溶洞,使得地表水缺乏,而地下水丰富但埋藏深,难于利用,极易造成岩溶性干旱发生。

(2)岩漠化及水土流失严重,蓄水保水能力差。

凤凰县境内出露岩石主要为石灰岩,由于气温变化差异大,极端最高温度40.2℃,最低温度零下15.7℃,加上凤凰县既是干旱区,又是暴雨区,易旱又易涝,在这种湿热相间,冷热交替、旱涝频繁的影响下,经多年的溶蚀、溶解、剥落作用,加上人为的植被破坏,无节制的开垦等活动,造成大量基岩裸露,水土流失,土层变薄,形成特殊的喀斯特岩漠化地貌,使得其蓄水保水能力差,容易造成干旱。全县水土流失面积667.6 km2,占土地面积的37.95%,岩漠化面积85.2l km2,占总面积的4.8%,每年土壤侵蚀总量达 166.1万 t。

(3)降雨时空分布不均加重了干旱的频繁性和严重性。

凤凰县位于沅麻盆地干旱区的边缘,受季风环境的转换更替和副热高压进退移动的影响,南北往来的暖湿气流又多被雪峰山和武陵山所阻挡,越山后气流下沉增温,出现长期无雨少雨或暴雨天气,其特征为降雨年内变化大,季节分布不均,雨季旱季分明,垂直差异大。据气象统计资料,全县平均降雨量1 335 mm,最大1 675 mm,最小978.5 mm,年平均蒸发量1 065 mm,其中1~3月平均降雨量175.5mm,占13.4%,4~6月平均降雨580mm,占44.3%,7~9月平均降雨305 mm,占23.3%。由此可见,降雨主要集中在4~6月份,而7~9月这段时间,气温高,蒸发量大,作物需水量大,降雨却偏少,由此,使得夏秋干旱频发,并导致岩溶区干旱更加严重。

(4)水利基础设施差,农业生产落后,抗旱能力低。

凤凰县从建国以来,经过几个时期的建设,已建成一批水库、山塘、提灌站等水利工程,蓄、引、提总供水量8524万m3,但由于水库老化,病险问题严重,灌溉渠道年久失修不配套,利用系数仅0.4左右,许多渠道根本就不能通水。另一方面,岩溶发育地区,受地形、地质条件限制,兴建水利工程困难,如柳薄乡、全乡只有一口山塘。再则,受传统生产习惯的影响,农作物大多以种植需水量大的水稻为主,其它耐旱作物和经果林种植少,加上生产耕作粗放,管理落后,使得田土保水能力差,水浪费严重。由此种种,严重影响农业抗旱能力。

4 干旱治理措施

(1)搞好现有水利设施防渗改造配套。

到2007年为止,全县建有以灌溉为主的中型水库1座,小型水库64座,塘坝928座,可供灌溉水量8 524万m3,已开通干渠372 km,支渠160 km,主要问题是水库病险问题严重不能正常蓄水,渠系不配套且渗漏严重,水利用系数低,只要对现有水库进行加固处理,对灌区渠道进行防渗改造配套,便可使现有水库山塘等水利设施控制灌溉面积达到20.0万亩左右,占全县稻田面积77.6%。

(2)修建集雨抗旱工程。

凤凰县大部分地区岩溶发育,修建水库比较困难,因此可根据地形地质特点,修建小型山塘、集雨池、水窑等抗旱水源。既可作为农村日常生活用水和用于农田灌溉,也可用于抗旱应急水源。

(3)治理水土流失,改善生态环境。

因为特殊的岩溶地质原因,加上过度耕种开发,凤凰县水土流失严重,并形成一定的岩漠化地貌,造成土层薄,保水能力差,因此应加大水土流失治理力度,采取封山育林,退耕还林,小流域综合治理等治理措施。同时推广使用以电代燃料和沼气等新能源,防止过度砍伐,提高森林植被覆盖率,增强蓄水保水能力。

(4)调整农业生产种植结构,改善耕作制度。

根据凤凰县水利条件,在水源丰富的地区种植水稻,在易干旱地区减少需水量较多的农作物的种植面积,改种耗水相对较小的耐旱农作物和经果林。同时提倡精耕细作,提高田土蓄水保水能力。充分引用集蓄山坡、地边、道路等雨水进行灌溉,另外还可根据干旱发生的时间规律,适当调整耕种季节,错开需水期和干旱期。

(5)推广节水灌溉新技术。

一是推广节水灌溉工程技术,包括渠道防渗技术、低压管道输水技术,喷灌微灌技术,地面灌溉改进技术。二是推广节水灌溉农业技术,如控制灌溉,非充分灌溉,薄露灌溉,薄、浅、湿、晒灌溉,叶龄模式灌溉,旱育稀植,薄膜覆盖等。

(6)加强旱情监测及预警系统建设。

根据凤凰县抗旱减灾具体要求,建立好旱情监测预警系统,主动应对干旱灾害,减轻旱灾损失。一是搞好旱情监测,即对境内降雨、径流、土壤墒情、水库蓄水等进行监测。二是搞好旱情分析、预测、评估,即利用遥感、水文、气象、农业等实时和预报信息,通过人机交互分析,对旱情进行预测、评估。三是搞好旱情预警预报,即根据旱情分析、预测、评估结果,对区域内旱情发展趋势及时进行蓝、黄、橙、红色分级预警预报。 (收稿日期:2010-03-11)

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