川东平行岭谷区单斜山构造坡水资源保护

2017-09-21张凤秋陈秋艳陈乐高林林彭昱松罗培

安徽农学通报 2017年17期

张凤秋+陈秋艳+陈乐+高林林+彭昱松+罗培

摘要：该文以四川达州青宁乡为研究区，探讨了川东平行岭谷区典型单斜山地貌构造面的水资源问题。结果表明，该类型地貌区在地质地貌、气象气候、种植结构、水利设施状况、水污染及水浪费问题等因素的综合影响下，水土流失以及水域污染严重，可用水资源极为匮乏。为改善此现状，建议：适当增加并合理布局蓄水、给水实施，充分利用并保护好地下水资源；调整土地利用方式并改进灌溉技术；加强污染防治；优化政策措施。

关键词：川东平行岭谷；单斜山构造坡；水资源保护

中图分类号 TV213.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）17-0136-04

Abstract：Taking Sichuan Dazhou Qingning township as a study area，discussed the water resources protection about the typical monoclinic mountain surface of Parallel ridge Valley Area of East Sichuan. The study shows that the soil erosion and water pollution are serious and the available water are extremely scarce due to the combined effects of geological landform，meteorological climate，planting structure，status of water conservancy facilities and water pollution and waste，etc. In order to improve the severe situation，it's better to do with the following：appropriately increasing and reasonably layouting the facilities of water impoundment and supplyment；making full use of and protect groundwater resources，changing land use patterns and improving irrigation techniques；strengthening pollution prevention and control；optimizing policy measures.

Key words：Paralleled ridge-valley of east sichuan；Structural slope of monoclinal mountain；Water resources protection

川东平行岭谷位于四川盆地东部，西起华蓥山，东到方斗山，由九大平行山脉和槽谷组成，伴随褶皱的隆起和外力的剥蚀，山脉两侧形成一系列与主山脉平行排列的大范围的单斜山构造地貌，地貌特点是构造坡较缓，剥蚀坡较陡，研究区主要的居民点和农业布局主要集中在构造坡上。本地区总降水量较充足，但水土流失严重，且受春旱和伏旱天气影响大，因此生活用水和灌溉用水严重缺乏。本文以华蓥山北端西坡的青宁乡为例，在对典型單斜山构造面水资源现状及问题进行调查的基础上，拟对单斜山地区水资源缺乏的原因进行分析，并对水资源的利用和保护提出建议。

1 区域概况

青宁乡位于达州市通川区西北部，幅员面积38.6km2[1]。地质构造形迹为华蓥山复式背斜北西侧的单斜构造[2]，地貌以单斜山为典型，西低东高，坡度15～45°，地面高程 320～900m（图1）。本区属亚热带季风气候，年平均降水量1211.4mm[1]，自然灾害以旱涝灾害和以岩门大滑坡[3]为代表的滑坡灾害为主。该区为典型山区农业乡，截至2015年，全乡总人口15415人，城镇化率仅3.1%[1]。

2 水资源现状分析

2.1 水资源现状

2.1.1 地表水资源据实地考察，并利用Arcgis基于青宁乡数字高程模型（DEM）提取水系，模拟出研究区即有和潜在的河网（图1），研究区河流整体西多东少，主要河流沿外围分布；同时，研究区零星分布有若干塘堰、蓄水池及水库，最大的水库为化马水库，库容约7万m3，主要供给城镇用水。

2.1.2 地下水资源研究区地下水资源类型有第四系松散层孔隙水、碎屑岩层间裂隙水、基岩裂隙水[4-5]。地下水时空分布不均——构造坡坡面分布极少且供水时间短，而山谷间分布较多，见于厚层风化堆积物土壤下，量少，水质较好，供给时间较长，能为山麓居民提供生活用水。

2.2 水资源短缺现状 “一场大雨到处淹，十天无雨遍地旱”是青宁乡的真实写照。青宁乡主要用水需求为生活用水及灌溉用水，但只在雨季生活用水才能基本满足，而11月至次年4月之间用水最为紧张[6]。青宁乡生活及灌溉用水主要源自河流、水库和小型水池，居民从区域流经的河流抽水，用以灌溉，甚至储存到小水池（3～5m3）以供给生活用水，在极度严重缺水的情况下，村民不得不到很远的老水井背水或买矿泉水，十分艰苦不便且不经济。

3 原因分析

3.1 地质地貌原因单斜山由构造坡和剥蚀坡组成，构造坡较缓，剥蚀坡较陡（图2），构造坡岩层走向与坡向一致，出露的岩层主要为厚层砂岩，地表风化层较薄。此处地表降水常通过以下3个渠道流失：（1）一部分通过风化层下渗形成潜水；（2）一部分通过岩层的风化裂隙形成风化裂隙水[5]；（3）研究区接近岩溶地区，在蓄水设施不足的情况下，绝大部分的降水形成地表径流沿着岩石表面或沟谷迅速流失。前两部分水储存量有限，仅可提供少部分居民的生活用水。该区域山麓存在一些河流和塘堰，但水低田高，引、提、灌成本大。endprint

3.2 气象气候原因在亚热带季风的作用下，研究区全年降雨季节分配不均，据1995年-2005年鉴资料显示（图3），降雨一般集中在5—10月，7月最多，11、12、1、2、3月降水极少，因此形成明显的春旱，而个别气候异常的年份雨季降水也异常的少，而且雨热同期的特点决定了夏季蒸发量极大，所以夏季常有伏旱天气[1][6]。

3.3 种植结构原因研究区主要种植水稻、油菜、玉米、小麦等作物，随着土地流转，农业产业化经营已经开始，当地已形成大型的油牡丹种植基地，灌溉需水量极大；此外，千口岭地质公园建设后，必然要求保持好“青宁梯田”这一独特的旅游景观[7]，将直接导致单斜山构造坡上广种水稻油菜等作物，因此又将增加灌溉用水之需。冬半年是小麦、油菜、马铃薯等作物的育苗生长季节，需大量灌溉用水，而此时正值冬旱春旱时节，夏半年为水稻玉米大豆等作物的育苗生长季节，灌溉用水尤其是稻田用水极大，虽缝一年雨季，却时值一年中蒸发量最大的季节（图3），而且异常干旱年份雨季降雨也极少，所以在极端干旱的年份导致作物减产。

3.4 水利设施问题青宁乡经济比较落后，遂无足够的资金支撑供给水工程，且近几年的小型农田水利工程、中小河流治理、水保综合治理等惠农政策都未能顾及该区域[1]。目前，青宁乡仅场镇有较完善的给水系统，而在农村，供水设施极少且不完善，功能辐射不均，大多数居民都是自发式引水，部分居民点附近虽有水池集中供水，但水抽取于附近河流，未经消毒处理；灌溉上更是没有完善的农田灌溉渠系。同时，诸多水利设施都存在老化渗漏的现象，而农民因得不到快捷利益而不愿意投入过多的资金和精力去彻底解决。

3.5 水域污染问题研究区的众多水域存在以水体富营养化为主的污染问题（表1）。场镇上废水杂水中含有大量的固体悬浮物及COD、BOD；同时，地表径流流经道路、垃圾堆等地则携带垃圾、汽油、重金属等污染物进入河流。农业面源污染方面，在单斜山地形条件下，农村生活垃圾、畜禽粪便、农作物秸秆、农用地膜、农药化肥等农业生产残留物经淋溶至土壤中或直接被雨水携带冲刷至山麓河谷。

3.6 水资源浪费问题（1）低水价、落后的供水技术以及欠缺的节水意识导致场镇生活用水浪费严重。据统计，研究区自来水管网水量损失率高达20%～30%[8]。（2）主要受地形及灌溉技术影响，农业灌溉水利用系数过低，有的地方存在漫灌现象。

4 措施及建议

4.1 工程措施

4.1.1 蓄水池（1）位于鞍部的蓄水：位于单斜山顶部的分水岭，地势平坦，岩层产状平缓，风化物多厚度大，可利用此条件修建蓄水池（图4）。此处蓄水池以圆形为宜，其口径大小因地而异。在施工过程中尤其要注意水池防渗，可以采用防渗墙、高压喷射灌浆技术等操作简单、造价低廉的技术以及施工高效质高质的最佳防渗方法锯槽法[9]。同时，在蓄水池周围可修建引水沟（图4），每逢降雨，雨水可以径流的形式汇集到蓄水池中。通过实地调查及DEM（图1）分析，列出了部分适合修建蓄水池的地方（表2）。（2）位于构造坡上的蓄水池：位于在坡缓的构造坡具有厚层砂岩（2～4m[10]）的地方，水池形状根据实际情况设计为不规则多边形，水池布局平行于岩石倾向，为防止层面渗水、裂缝渗水，可采用防渗膜打底、采用砼浆勾缝、并用浆砌条石筑拦水提。

4.1.2 给水工程新增和完善饮用水蓄水设施的同时完善输配水设施，遵循就近原则，同时做好水质处理，可以安装家庭小型净水机，提高水质安全。增设农田灌溉系统，基于青宁乡DEM提取出区域水系（图2），在模拟出的河网中除现有的一系列河流之外的即为一些潜在沟谷，因此，可根据水脉、单斜山构造坡的地形“因势利导”，相应地修建引水沟引水灌溉，同时，可根据需要在沟渠附近适当筑简易蓄水小坑，从沟渠开小口引水至坑，便于农民就近取水灌溉禾苗。沟头小坑体积不宜太大，以避免沟头侧蓄水坑截留流水致使下游无水，且因其地处缓倾的构造坡，蓄水过程中，水容易下渗，当沟头侧水坑承重太大，地层土壤被渗透到一定程度，就会形成一种水平推力和浮托力从而引起滑坡[5，11]。引水沟、引水口及蓄水坑选择砂浆水泥修建，以减少水流下渗导致的沿途水土流失以及增强沟渠系统对水力侵蚀的抵抗能力。在新建水利设施的同时，还需要改造年久失修的水利设施，整治病险水库，加强塘堰清淤工作，同时因地制宜，充分结合塘、堰、库、井等保水蓄水。

4.1.3 地下水开发单斜山作为一种自流斜地，其顶部受风化剥蚀等作用后出现不连续坑洼，降雨过后，山顶形成集水区，一部分雨水以径流的形式沿构造面（运移区）流向山脚（排泄区），这一部分雨水在土壤中滞留时间暂，难以形成潜水，而由于山体为不同倾斜岩层所组成，因此集水区还有一部分水沿岩石裂隙下渗，形成承压水，而构造面上的岩层裂隙通常成为泉水出露的渠道（露头），在水量较多的情况下泉水自流并通过运移区或直接从排泄区流出（图3）。研究区构造面露头较少，山麓部分露头稍多，因此可在较明显的岩层裂缝处打井蓄水，但为资源得以充分利用现，必须综合利用水文地质调查、物探、遥感、钻探等技术手段进行地下水勘查，例如綜合利用天然电场选频法和对称四极电测深法测量相结合的办法、空气组合钻进和气举反循环钻进等钻探新技术新方法[12]并建立地下水监测体系，例如戴长雷先生曾设计的基于GIS的地下水监测管理信息系统（GMSMIS）就是一种很强大的系统，水量分析、水质评价、水位监测、水质预警等都可实现[13]。

4.2 土地利用方式调整

4.2.1 冬水田蓄水沿用川东北地区传统的冬水田方式栏水，同样，为更有效地拦蓄水，应选择土层较厚的农田，据考察，风化物厚度为2～5m的田可以建宽度为3～5m的水田。也可改变农田的形状，长度不变，缩短宽度，从而增加土壤的厚度。但也要注意适量设置冬水田从而减少水土滑移的几率。此外，为补偿冬季农田用于储水导致的土地资源的浪费，可在冬水田中生态养鱼以增加经济价值[14]。endprint

4.2.2 种植模式调整改变传统的种植观念，选择耐旱高产作物以减少灌溉用水需求，如大头黃、江矮二号小麦，晋杂一号、中杂十一号玉米，河北351、北京二号红苔以及黄姜、尖椒、柑桔等[15]；同时，适当种植根系发达、寿命长、根系深的经济作物，以发挥根系锚固作用，笼络土壤，提高根系土抗剪强度[16-18]，防止滑坡等引起的水土流失，如银杏、核桃、杨梅、板栗、杏、枣树、葡萄、木棉、茶树、金银花以及其他观赏花卉，适当规模化种植极极具观赏性和商品性的茶树金银花等作物。同时推行增、间、套、围、轮作等种植模式，因地制宜地采用聚土免耕、垄稻鱼沟等水土保持耕作法[14-15]。

4.2.3 灌溉方式调整在灌溉技术上，可基于水分胁迫条件下作物地生理过程的反应，适当地采取限水灌溉、调亏灌溉的方式来提高作物地抗旱能力实现节水优产[19]。

4.3 水域污染防治加强城镇污染管制，规范城镇污水排放及垃圾堆放并增修化粪池及垃圾处理厂，完善集水管网建设，增加污水处理深度，实现污水资源化[20]。重视农业面源污染，合理控制农药化肥以及农膜的使用量，增加有机肥或大力推广生物肥和生物农药，提高农药化肥的利用率，减少流失[21]。加强对农田径流的污染控制，可通过生物系统（如可吸附有害化合物的植物）拦截净化面源污染[22]；利用沼气处理农作物秸秆、农用地膜及畜禽粪便等农业生产残留物，实现资源化无害化处理。

4.4 政策措施优化重视青宁乡的旱情，并对其供给水工程及农田水利工程进行统筹规划。鉴于青宁乡的经济现状，地方自力更生的同时更需要向上级申请资金。建议地方政府在统筹兼顾的前提下，加大对青宁乡水利设施建设的财政补贴力度。制定更加科学合理的水价体系，以制约场镇用水，遏制浪费行为，同时，加大环保宣传及监督惩罚力度，减少水域污染。

5 结语

主要受特殊的单斜山地貌的影响，辅之以气候、种植结构、水污染、水资源浪费等因素，青宁乡干旱缺水问题十分严峻。因此，保水节水是解决此问题的根本办法，今后一是必须重视水土保持，兴修水利，从而保证水量；二是加强水域污染防治从而保证水质；必须引导农民科学种田以减少用水压力，提高利用效率；三是牢固树立节水意识。

参考文献

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