南方丘陵区农业水资源开发与保护研究

刘斌（湖南水利水电职业技术学院 长沙市 410131）

南方丘陵区农业水资源开发与保护研究

刘斌
（湖南水利水电职业技术学院 长沙市 410131）

针对南方丘陵区农业水资源的特点，为发展农业生产对该区域水资源开发进行探索。根据当地的降水量、河流水系分布等水文特征对农业水资源进行合理开发。减少地下水用作农业灌溉用水，调整农业耕作模式，达到农业生态与水生态相协调的发展方式。对开发过程中造成农业水资源破坏的因素进行分析，提出减少水环境污染和净化水质处理的有效保护措施。

南方丘陵区 农业水资源 开发 保护

我国水资源特征是南多北少，南方地区雨量充沛，北方干旱少雨。南方适于种植耗水量大的水稻作物，北方则种植耐旱性强的小麦和玉米作物，这三种作物占据我国粮食总量的90%以上[1]。为使作物正常生长，保证粮食作物丰产，作物对水资源的需求应得到充分供给。对水资源进行合理开发，使其成为农业可用水源，称为农业水资源[2]。农业水资源包括降水、地表水、地下水、土壤水和经过净化处理的废污水。我国是一个农业大国，农业生产用水为淡水资源利用中消耗量最多的一类用水[3～5]。南方丘陵区虽然水资源丰富，但农业水资源却得不到充分供应，经常出现旱涝交替现象。

1 南方丘陵地区降水特性

大汽中的水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面上的现象，称为降水。一般以某一地区的降水总量来衡量该地区水资源丰歉状况。降水总量是指在某一降雨区域内连续降雨一段时间后该区域地面水资源积累总量，连续降雨时间段又可称为降水历时。测量方法是降雨开始时采用上下底面积相同的平底集雨容器置于某一测点，降雨停止时记录容器中水的深度，该深度即降雨量深度，在这一段时间内的降水量等于降雨量深度乘以降雨区域面积。降水总量按降水时间区分又可以分为月降水总量和年降水总量，年降水总量或月降水总量是将1年内或1个月内每一次降水总量累加起来。另外也可人为划定为24 h，3 d，一周，一旬等降水总量。据统计我国多年平均降水总量为61 900亿m3，2014年降水总量为60 291.11亿m3[6～8]。这些降水约有56%消耗在陆面蒸发与植物的蒸腾，进一步开发利用的潜力很大。附图为2014年《中国统计年鉴》发布的全国各省市年降水量，从中可以看出北方降水量远低于南方，沿海地区降水量高于内陆地区。南方丘陵区降水总量丰富且多集中在春夏季节，受海洋性气压带影响较大，常出现连续长时间降雨现象。

2 南方丘陵区农业水资源特点

降水占南方丘陵区农业水资源的主要部分，农业水资源利用主要是降水的利用。南方丘陵地区小山塘中的水源依靠天然降水来贮存水量，周围山坡作为集雨面，集雨面的水平投影面积越大山塘的集水量越多。这些小山塘一般建立在山坡下，丘陵地区农作物采用分散栽种方式，分布在这些小山塘周围，当作物干旱时，就从小山塘取水进行灌溉。

附图 2014年全国各省市区年降水量

南方丘陵区受季风气候的影响，主要表现为降水量丰富，降水季节性明显。部分地区为一些独特的盆地地形，周围大山对湿气流的阻挡使降雨量减少造成局部地区的干旱性。区域内的土壤以红壤为主，土壤通透性较好，雨水通过地表径流以及土壤渗流形成了错综复杂的河流水系，河流从高山丘陵区流向平原区汇集成许多不同大小的湖泊。雨季丰水期，地表径流量大，河流水位上涨，当降雨量达到一定值后就会出现洪灾。干旱少雨季节，河流中水的主要来源于地表土壤渗流，土壤中的含水层是一个非常大的储水源，通过地下渗流来维持河流中的水量。坡地土壤入渗速度大于平地土壤，在南方丘陵区土壤的渗流速度平均为2 m/d。地表径流和渗流是河流中水资源的来源，所以南方丘陵河流即使在干旱少雨季节也能保持河流中水资源不枯竭断流。

3 南方丘陵区农业水资源开发与保护

3.1 南方丘陵区农业水资源开发

水资源的开发利用主要以工程措施来完成，而水利工程设施的建设对环境破坏比较严重，修筑大坝将河流截断，鱼类洄游受阻，河流中鱼类数量减少，部分稀有鱼类物种甚至灭绝。山塘水库泛滥开发使植被森林破坏，影响到陆生动物的栖息地，整个生物群居结构发生改变。

水资源开发中存在众多的问题，使得有人怀疑“水利”工程是否成了“水害”工程。实际上并不都是如此，我国历史上建成的都江堰，就是一项伟大的水利工程，无坝引水方式至今都在灌溉着广大农田，对该流域内的抗旱排洪发挥着巨大的作用。对此，在进行水资源开发时要选择趋利避害，认识水资源，科学开发水资源，才能做到水资源的可持续利用。我国古代兴修的水利工程，都是利用天然的地形进行改造建成蓄水引水的排灌工程，对生态环境破坏性小。而现代的水利工程以钢筋混凝土作为主要材料建成，对生态环境破坏严重，未来应发展新型环保材料并应用新技术来开发农业水资源。

南方丘陵区根据地形特点，发展生态集雨山塘贮水，贮水量通过计算集雨面大小来计算。

式中 P——山塘设计贮水量；

F——该区域平均年降水量；

A——集雨面积；

i——集雨面数量。

从山塘中取水灌溉时，对地势高于山塘的田地，采用水泵抽水灌溉，对于地势低于山塘的田地可采用虹吸管引水方式进行灌溉，因无需提供动力可节约能源。建设小型沟渠将各块田地连接起来，扩大山塘的灌溉覆盖面，增加农业水资源的灌溉范围。

优化配置水资源，扩大可利用水源，对需水量大的地区合理增加从其他地区调水。铺设永久输水管道代替水渠输水，减少输水损失和降低维护。在河流附近建设泵站，泵站先向灌区地势高的临时储水池输水，再通过田间互连的小沟渠输水至各块田地。

建立蓄水引水排水循环水回路模式，当丰水季节，将田间排水输送至贮水山塘，枯水季节再从山塘调水。施行自给自足的供水模式，减少跨区域长距离调水。

3.2 南方丘陵区农业水资源保护

农业生产中开发利用水资源，同时也要注重保护水资源，过度泛滥开采农业水资源必会造成无水可用的结局。在南方丘陵地区应尽可能利用天然降水进行灌溉，少抽取地下水灌溉。发展生物截水措施涵养水源，保护水资源的径流损失。

开展农业面源污染防治。农业生产为了增加作物产量，大量施加化肥及农药，而这些化肥农药溶解于水体中将会严重污染水体环境。化肥农药大量使用即造成水质富营养化又影响水中微生物的活动，甚至会造成水体中含有一些有毒物质。保护水资源应严格控制毒性较强的农药使用，鼓励使用农家肥及生物绿肥，防止畜禽粪便直接排入水体污染农业水资源；对生活垃圾进行集中处理，不随意丢弃到水塘和河流中，对病死畜禽进行深埋处理，防止病毒细菌进入水体中扩散传播；加强农业地膜的综合利用，减轻其在水体环境中的污染，使用易降解的地膜。

发展绿色生态农业。因南方丘陵地区易发生水土流失现象，在山坡上栽种灌木经济作物，例如栽种茶叶，既可防止水土流失，还可增加土壤涵养水分能力。调整农作物种植结构模式，远离水资源区种植旱地作物，近水源区种植湿地作物。对于河流湖泊周边栽种水源涵养林，调节和改变水循环系统作用。防止河流湖泊中的水葫芦等生物入侵，破坏水环境中的生态平衡。

使用微生物净水技术保护农业水资源。水体具有自我净化的功能，这是由于水体中存在微生物活动的结果。当水体污染现象较严重，无法完成自我净化时，可投放一些光合细菌，增加水体中有机物光解速度，以及乳酸菌、酵母菌等有益于水体净化的微生物菌种。微生物处理污染水体已被证实具有良好的功效且不会产生二次污染。

减少灌溉水的浪费也是一种保护水资源方式。目前南方丘陵地区田间灌溉都是采用漫灌方式，灌溉过程中水资源损失严重。其中渠系渗漏损失，输水过种中的蒸发损失等造成了大量的农业水资源浪费，使田间灌溉水的利用系数降低。施行节水灌溉耕作制度，提高水资源利用率，减少灌溉量和灌溉次数，根据作物的需水特性进行灌溉，能起到节约农业耗水的效果。

4 结 语

有关水资源开发和利用管理的基本概念和思维方式要有新的转变。水资源充沛的地区，有的并没有意识到水资源的宝贵性，浪费现象比较严重。水资源匮乏地区，大多采用圈地式储水，将河流截断保留水源，此外还有深井开采地下水等过度地开发水资源。农业水资源利用要走可持续发展道路，科学地规划高效利用是农业水资源今后研究的方向。科学规划是根据这一地区的每年农业用水量，建设水利工程，利用水库和山塘蓄水，水渠调水满足农业生产用水需求。考虑到年降雨量存在变化情况以及降雨的时间不定性，建设水利工程要对可变因素进行综合考虑，保证作物生长丰水年不涝枯水年不旱。对于缺水地区可以种植耗水量低的耐旱作物，丰水地区栽种耗水量大的喜水作物，并可将多余水资源输送至缺水地区。

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2016-04-20）

刘斌（1981-），男，湖南新化人，硕士研究生，讲师、工程师，主要从事水利职业教育与水利工程设计等工作。