保护地设施果树雪灾防范与减灾技术

2022-11-10张琪静刘建斌周朝辉艾佳音

北方果树 2022年1期

张琪静，刘建斌，周朝辉，艾佳音

（1辽宁省果树科学研究所，辽宁熊岳115009；2辽宁省彰武县农业发展服务中心，辽宁彰武123200）

设施果树促成栽培起自20世纪末期，现在全国设施果树栽培面积约50万hm以上，900多万t，面积和产量均居世界首位。主要分布在我国北方，其中辽宁省设施果树面积4万hm，产量60万t。辽宁省处于温带果树和寒带果树的过渡区域，具有提前升温、促早果实成熟的光、热和低温等条件，是全国温室生产的发源地，特色水果葡萄、草莓、桃、樱桃、蓝莓、李、杏等设施农业已发展成为我省的支柱产业。近年来，极端天气气候事件呈增加趋势，寒潮、冰冻雨雪、低温寡照频发，严重影响设施农业的生产安全，特别是暴雪过程造成的棚室垮塌，损失惨重。

2021年11月6 —9日，辽宁省经历了历史罕见的超特大暴雪天气过程，沈阳、鞍山、锦州、阜新、辽阳、朝阳、葫芦岛等市降雪量超过2007年“3.04”暴雪，突破1951年有完整气象记录以来历史极值，有多个县（市）出现设施坍塌事故，全省设施果树受灾面积1333.33hm。辽南及东部山区受灾较轻。为了有效防止及降低暴雪灾难对设施农业的影响，减少损失，通过现场及电话调查，走访受灾棚户，了解温室、大棚受损情况，找出致灾原因，并提出具体的防灾措施，以期对设施农户恢复生产提供帮助。

1 果树温室、大棚受灾特点

根据实地调查，倒塌温室和大棚多是已经上膜的，进入和将要进入新一季生产的。受灾温室没有立柱，以温室后墙坍塌为主；棚面积冻雨加雪后，龙骨有破损或后墙有裂缝、承重弱，引发龙骨成排倒塌。大棚呈“M”形坍塌状，大棚顶端主梁为中轴垮塌，两边钢架一致向中轴倒塌；有的大棚倒塌后整体匍匐在地，上面一层厚厚的积雪；有的大棚中轴倒塌后呈现2个小“M”形状。此次雪灾设施受损情况主要分3类。

1.1 受灾严重

鞍山（海城）、阜新（阜新县、彰武县）、沈阳（苏家屯、新民）等地降雪30 cm以上，雪深超过60 cm，果树温室倒塌30%以上，果树大棚倒塌80%以上。

1.2 受灾较轻

主要集中在辽宁中部地区，辽阳灯塔市和葫芦岛绥中县、锦州凌海和北镇两市，雪深50cm以上，主要是大棚受灾，受灾率不到5%。

1.3 受灾极轻

朝阳（凌源）、营口（盖州）等地温室基本没有倒塌现象，生产正常。经历过2007年的雪灾，具有一定的抗灾经验，在收到气象信息后提前采取加固、清扫积雪、棚内增温等相应措施，大棚倒塌率不到2%。

2 致灾原因分析

2.1 温室、大棚抗雪压能力

温室、大棚结构与棚面（有膜）最大雪荷载量（最大雪深和雪压）相关。此外，龙骨钢管质量差、墙体薄、棚被重等方面导致温室荷载量减弱，老破旧温室荷载量力低下，倒塌率高。

2.1.1 降雪等级划分

气象上降雪等级以24 h内的降雪折算成降水量（mm）多少来划分，降水量0.1～2.4 mm为小雪，2.5～4.9mm为中雪，达到5.0～10.0mm为大雪，降水量达到或超过10 mm为暴雪，20.0～30.0 mm为大暴雪，超过30.0mm为特大暴雪，超过50.0mm为超特大暴雪。此次辽宁降雪除丹东小雪外，其他13个城市均为暴雪，其中本溪、辽阳、朝阳为特大暴雪，鞍山、盘锦、葫芦岛、阜新为超特大暴雪。

2.1.2 雪压的估算

温室的雪压采用《温室结构设计荷载》国家标准（GB/T 18622-2002）温室雪压计算公式：平面积雪压s是针对地面或承载面的积雪载荷定义的，它是单位面积载面上的积雪重量，s=hpg，s为基本雪压kN/m，h为积雪深度，p为积雪密度（kg/m）；g为重力加速度，9.8 m/s。s=μs，s温室屋面雪压值kN/m，μ为屋面积雪分布系数。

据报道，30°温室能够承载0.15kN/m的雪压和35°温室能够承受0.35 kN/m雪压。前坡角35°温室雪深30cm，平均雪压达0.35 kN/m。灾后在鞍山市、阜新市的积雪深度为50～80cm，远远超过最低致灾临界指标，因积雪过深、棚顶雪压过大，致使温室、大棚倒坍。

2.1.3 其他因素

缺少提前防范意识。现在农户可以通过微信、电台报道等多个渠道获取降雪天气的预警或天气预报信息，但防范意识弱，以护树为主，没有起被到棚顶部，对大棚倒塌存有侥幸心理；降雪多集中在夜间，发现晚；大园区对采取扫雪、加固等措施力不从心。

3 冬季果树温室及大棚防雪灾措施

3.1 加强防灾减灾科普宣传，增强防范意识

辽西北、辽东地区发生冬季暴雪的概率较大，此次阜新地区超特大暴雪致使果树钢架大棚倒塌现象普遍，农户、大棚业主损失严重，温室和大棚损失在30%以上。而朝阳凌源市设施果业发展多年，抗灾经验丰富，损失较小。说明防灾减灾人的主观能动性是第一位的。针对暴雪天气发生概率较高的特点，应加强此类自然灾害的科普宣传教育活动，强化果农的防灾意识。

3.2 规范设施设备标准

根据温室采光及承压力，辽宁地区温室屋面角为30～40°。不同降水形态和雪量对设施大棚的影响程度存在显著差异，温室、大棚存在一个对积雪厚度承受临界值，超过临界值，倒塌和损坏的可能性明显增大。温室、大棚建设一定要请专业人员参考当地近几年的降雪量进行设计、专业安装。在钢管的选择上，不能光考虑成本，更要看质量。

樱桃温室面向南，后墙东西方向。温室的跨度通常以9～10m为宜，脊高宜为4.5～5.0m，后墙高度宜为3～4m，后墙和山墙厚度宜为0.8～1.0 m。两棚之间距离是脊高的2.5倍。覆盖棉被标准淋水、防火、表面层防沙土，每平米被重3.5～4.0 kg。提早上市的前提是温室保温效果好,抵抗风雪能力强，在低温寡照条件下，树体可以不通过增温保证其正常生长。

大棚骨架为轻钢结构，具有较强的承载能力，风载＞0.25 kN/m，雪载＞0.2kN/m，以南北方向延长为宜，标准单座大棚长度为100m。跨度可根据地形及经济能力适当调整，一般以16～20m为佳。拱架弧形，两侧直立处为肩，肩高1.6～2.0m；拱架弧顶为脊，脊高5～6m；脊、肩垂直高差2～4 m，有利于采光增温，抗雨雪能力强。

3.3 选用内钢架大棚或增加棚内钢架

无内钢架支撑的大棚普遍呈“M”形倒塌，实质就是坍塌，是毁灭性，倒塌面积在90%以上。而使用内钢架的大棚“存活率”在90%以上。因内钢架起到二次防御作用，加上适当增温，白天阳光照射部分积雪融化，压力减轻。因此，使用内钢架大棚或者增加棚内钢架具有显著的防灾优势。

3.4 提前加固各类生产设施，起被到棚顶

及时跟踪监测提前预防。收到暴雪等灾害预警信息后，及时采取有效措施加以防范，及时加固设施大棚，有立柱的简易大棚要适时检查立柱是否直立，立柱和钢管的连接是否牢固。年久失修的全钢架大棚也容易发生雪后垮塌，冬季来临前要检查骨架是否稳定，发现骨架焊接处断裂要及时维修，或在骨架下方搭建临时支柱。重中之重的事就是雨雪来临前，起被到棚顶，减轻棚架的压力。已扣膜的温室或大棚，打开上风口，积雪可以落到棚内。

3.5 降雪后应注意巡查，采取临时防御措施

在棚膜上产生积雪的降雪，每1mm降雪量，1m棚膜上水平投影面会产生1kg的雪压，666.7m棚膜上将受到666.7kg的雪压。需考虑到棚室的承载力，一旦出现降雪应注意巡查，及时采取补救措施，保持棚膜平滑紧绷。对松宽凹陷之处要采取绷紧措施，缓解局部压力不平衡造成大棚扭曲变形。分次清扫棚室顶部积雪，不是等待雪停了才打扫；注意积雪的清除顺序，首先清除棚室中间部分的雪，然后向两侧清除，因为棚室中间承受压力最大，避免出现由于清雪方法的错误造成坍塌。特别是在夜间，随着积雪堆积过多有倒棚垮塌危险时，应以弃树保棚的抢救措施为主，全力保护棚架结构。必要时采取破膜的方法，保住棚室，减少损失。提前准备应急物质，如木杆、增温设备、清扫工具等，以备应急之需。

3.6 灾后人身安全

对于已经压坏发生坍塌的设施，不要轻易进入，须待雪停后。进行重建的，要吸取此次灾害的教训，注意设施棚室结构、材料选择、棚室使用方法等事项，防止类似事件再次发生。清除积雪时要注意人身安全，正确操作各类清雪工具和设备，防止产生人员伤害事件。大雪停止后要检察破损棚内电线是否破损，及时关闭棚内总电源，防止因意外起火引起火灾。