方池
(2017-10-02 16:34:21)
方
国庆献礼
地下水漏斗
国际上通常将年降雨量350-500㎜的地区称为半干旱地区。半干旱地区农业用水较为缺乏,易受旱灾,通常需引用流经本地的河水灌溉以保收成,若河流水量不足,就需要人工建造河渠长距离输水了,用水成本很高。
我国秦岭、淮河以北的华北地区就属于半干旱地区。
包括黄河在内,我国华北地区河流水量不丰,因工农业用水剧增,巨量引用黄河水,曾经致黄河数年断流。
由于缺乏灌溉水,华北农业区普遍打机井抽吸地下水。持续多年后,地下水位显著下降,出现大面积地下水漏斗,一个漏斗可达几百、几千平方公里,甚至上万平方公里!漏斗最深处超过100米!甚至接近200米!
华北平原已出现7万平方公里的超大地下水漏斗!
因机井没完没了地抽吸,每个漏斗都变成了没有地下水的沉积层!局部地区出现了地面沉降、建筑物开裂等恶性后果,许多地区抽出的水矿化度越来越高,带有很重的苦咸味!
雨水流失
淮河以北的华北地区年降雨量普遍大于400㎜,不算很少。
大自然降雨机制比较复杂,即便在雨热同期的中国大东部地区,也不会充分顾及人类农业的需要,主要降雨通常以中雨、大雨、暴雨形式出现,下大雨或暴雨时,雨水通常没充分渗入地下就沿沟流入小河,从小河流入大河,从大河流进了大海。
小雨降水量有限,24小时不足10㎜,就是连下几天小雨,也仅有几十毫米降雨量,渗透不到较深的地层。
大量雨水在雨季流走了,既没被作物吸收,也没渗入地下储存!——这才是华北地区地下水漏斗持续下降的重要原因。
围方形垄即可
情形很容易改变,在平原地区,取土围一条几十公分高的方形垄即可。
半干旱地区一次降雨量很少超过200㎜,有几百毫米高的垄地围绕,雨水就不会外流了。
下暴雨时,雨水不可能很快渗入地下,会在方形垄内的地面储积,形成渍水,但半干旱地带多以疏松的沙性土壤为主,少有粘性土壤,地面储积时间不长,通常不会形成渍害。
如果平原有倾斜,倾斜度不会大,只需适当提升低处垄地高度即可。
流经干旱、半干旱农业区的河流径流量都会显著减小,尼罗河、伏尔加河、黄河皆如此。方形垄会减少流经河流的汛期水量,不会对流经河流枯水期水量造成影响!在我国华北地区,少数年份的汛期是有可能发生洪灾的,减少汛期水量等于使流经河流更难发生洪灾,而流经河流的航运功能已基本退化,总体看,方形垄对流经河流的影响利大于弊。
方形垄不难建造。如果表层土壤肥沃,可用推土机将表土推移数米,取出表土下的生土筑垄,筑成后再用推土机回覆。
如果表层土不算肥沃,可就近直接取土筑垄。
为何取方形?
在面积广阔的平原地区,拦水垄不可能是圆形、菱形或其它形状,自然应该是方形!面积相同的土地,方形垄长度最短。
建方形垄就如在平地上围了一个地下水池一般,因而可命名为方池。
事实上,华北平原农业区本就有很多土埂、垄地、小路和机动车道,大都高于耕地地面50公分以上,只是当地人有意挖沟设涵洞,将大雨天的“渍水”排走!在这样的农业区,将农地改造为方池成本很低。
中央蓄水池
半干旱地区并非没有粘性土壤!就是沙性土壤,雨水渗透率也不一样,若有些农地渗透较慢,而大雨间间断断下了两三天时间,地面始终被渍水浸泡,农作物岂不全“泡了汤”?
只要地下水位低,无论下多大雨,沙滩即下即渗,不会有雨水在沙面储存,因而,真正的沙性土壤不会出现这种情形。
若土壤粘性重,或雨水下渗慢,也有办法解决。
在设计方形地块中间位置,取土挖掘深池储蓄雨水,取出的土正好可以筑垄。
这会有多大的工程代价?
假设方形地块面积为4平方公里,即6000亩,中央蓄水池面积可以不超过1000㎡,深度可以不超过30米,取土可以不超过3万m³。假设运土价格为1元(现阶段我国部分地区工程车运土价格为0.7元/吨公里),运土费用约为5万元,平均每亩运土成本不超过10元。
挖掘机作业成本也不高。
中央蓄水池深度大,池壁以砖砌为宜。如果没有较为理想的砖,可以用池内土混合水泥以机械压制,造价也不很高。假设每块长36公分、横头面积为11×24㎝的水泥土砖价格为1.2元(与6块标砖体积相当),水泥土砖总价约为15万元,平均每亩分摊25元。
砌池壁的水泥砂浆成本自然也不会高。作业时,宜留下渗透缝隙。
若砖砌,池型以圆形最佳,因为圆形池壁结构最强,同等容积造价最低。
中央蓄水池深度不宜大于当地地下水平均深度,因为深度超过没意义。
盐碱化?
我国华北平原不少地区土壤盐碱化问题曾经十分严重,很多专家认为让水流出去是治理盐碱化的关键措施!方池将雨水留下来,会不会导致盐碱化灾害?
不会!
除沿海地带外的华北平原不应该是盐碱化地区!之所以发生盐碱化灾害,是黄河决口、洪水肆掠、抬升地下水位造成的。
今日之华北平原,不是地下水位太高了,而是地下水位太低了!下大雨暴雨不会有雨水长时间储积于地面,每年几百毫米的自然降雨淋洗土壤,盐碱化灾害无法形成。
缩小地下水漏斗
在降雨量较大、农地用水量不很大的平原,建方池后,即便没有外来水源,地下水位也不会再明显下降。
在华北平原普通地区,只要有流经河流(如涡河、黄河、海河等)补给,建方池后,地下水漏斗就可以逐渐缩小,直至消失。
这里没考虑工业用水和城市生活用水。工业用水如果消耗地下水衍生巨大的地下水漏斗,就不宜在半干旱地区存在!城市生活用水若只能依赖地下水,这样的城市也不宜在半干旱地区建设!
道理很简单,地下水资源是有限的,地下水彻底枯竭了,工业怎么办?城市怎么办?
可是,工业和城市已经发展起来了,问题如何解决?
只能迁出耗水量过大的工业项目,提倡市民节水,建输水系统长距离调水。

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