域内雨水高效贮存发展高效农业是快速持久性根治耕地水土流失捷径(雷新周)
来源: 水土保持生态环境建设网 上传日期:2018-07-23 打印本文章 【字体】 大 中 小——非灌溉化治理耕地干旱水土流失模式(一)
摘要:用域内建立体型、综合性的、贮水设施容积大于域内雨水的最大变量的多贮存设施高效贮存雨水;用贮存雨水量大大于草本作物全生育、特别是生长需水关键期的直接需水量使作物在无水补充时也有足量水发展高效农业,实现非灌溉化治理耕地干旱水土流失,即域内治水。域内治水将雨水被蒸发、渗漏、径流流失水量,在流失前集中、增量入渗到土壤含水率频变层下贮存;用大于200mm日降水量的贮存设施,拦堵强降水的径流就地域内贮存到草本作物根系直接需水地层间,减少雨水流失、雨水在贮存、利用时段的流失;将入渗水量先集中到作物根系直接需水层、再集中存留到防渗溢流设施内供需水关键期无水补充时用;后将过量入渗水量分散贮存到土壤水库中补充地下水、防渍害。此项成果能快速、持久性根治耕地水的宏观流失、水土流失,会在改造后耕地上创出高产量,年亩效益可提高5-10倍。已在河南西部、甘肃和陕西等省试验成功,已获得专利,公开号CN1456043A。
关键词:水土保持 域内雨水 高效贮存 耕地非灌溉化技术
1引言
在治理黄土高原水流失、水土流失,减少流入黄河泥沙量时,雨水起着至关重要的关键作用。经典的治理黄土高原水流失、水土流失,减少流入黄河泥沙量的思路、战略、策略和设施,沿袭用地域内的微观治水设施,应急、防范治理地域外水的宏观变幅变量的"域外治水"模式。既不能快速、持久性根治水土流失,又无法根治耕地干旱,甚至还造成水的二次宏观流失,使水治理陷入越治理危机越严重的困境。
黄土高原水土流失的"水" ,是受制于"天"的动态的变幅变量硕大的无规律可循的不确定因素。水、水治理、水土流失的治理、耕地水的治理等等问题,之所以成为古今中外长期得不到快速、持久性根治的大难题,难就难在黄土高原地域内水的补充水源、水量,主要靠天然降水。天然降水是个动态的无规律可循的人类及生态系统难以利用的脉冲式函数,只有经过地面地下水量再分配系统后才能转变成可以不断利用的连续性函数。难在人为治理不同步的思路、战略、策略、设施,只能在局部的小范围内起到丁点的改变不同步;治理、治理结果又受多种自然的大尺度的环境因素变幻制约,改变不同步的力度、效果甚微;难在地域内水的存留是个受诸多因素影响、制约的动态的滞后的减量的变量;难在耕地内作物根系直接需水地层间水的存留规律与作物全生育期根系的直接需水规律不同步;最终仍是绝大多数耕地长时段大面积缺水干旱,短时段小面积多水水土流失。域外治水治理模式投资大、水的利用效率低、见效慢、效果差、几乎是得不偿失的、没有办法的不得不为之的办法。域外治水没有在治水和耕地水环境上找到快速、持久性根治的捷径,不是科学的良策!
针对古今中外治理耕地雨水的水土流失现状和存在的问题,在总结前人治理的经验、教训基础上,遵循自然规律、顺应经济运行规律、驾驭市场经济需求规律,跳出经典的"域外治水"治理的思路、战略、策略、施设和模式,发明了"域内治水" 模式,从地域内雨水的高效贮存、利用上,研究出"用地域内的水治理地域内的水危机;用地域内的治水设施治理地域内的水流失、水土流失难题"的"宏观节流"模式。
雨水是地域内主要补给水源,是至关重要的命脉资源,与当地生态、生物生存和发展息息相关。研究能将每寸土地上的每次降水中的每滴雨水,贮存到每棵草本植物根系直接吸水地层间的思路、技术和设施,高效调控、利用雨水的时空分布和存留时段十分必要。
2高效贮存域内雨水
"域"的界定: "域",宏观上指流域的空中、地表、地下;微观上指每棵植物根系、径杆、叶冠占据的地层深度和地表面积。各棵草本植物叶冠之间占据的地表面积与根系占据的地层垂直距离小于2米的为"域"内,大于2米的为"域"外。
2.1域内雨水的流失和流失途径:
2.1.1每次降水落到地表都会在地表土壤含水率频变层蒸发流失后,再入渗到地下或在地表流出域外。蒸发流水量约是年降水量的1/3。据测量,600mm降水地域,蒸发流失量年均径深240mm㎜。
2.1.2各次各类有效降水都是先在地表或地下土壤含水率频变层间被蒸发、径流流失5---10mm后,才能向草本作物根系直接需水地层下渗补充水量。径流流失量约是年降水量的1/3---1/2。据测量,600mm㎜降水地域径流流失水量年均径深180---240mm㎜。
2.1.3雨水能入渗到草本作物根系直接吸水地层间的水量,因重力作用会渗漏到根系直接吸水地层以下,使部分有效水变成无效水流失。下渗流失水量虽不占数量优势却占时段优势,对改变雨水存留规律和作物根系直接需求规律相趋同步甚为关键。
2.1.4治理得到的雨水,在贮存、利用过程也会被蒸发、径流、渗漏等流失40---70以上。
2.1.域外治理水的流失、水土流失的各类思路、设施,只能局限于对耕地内的二、三十毫米以下日降水的弱降水量的径流流失水量拦堵治理,对三十至二百毫米的强降水、特强降水的日降水径流流失水量几乎无法治理。"域外治理"能对年降水和各次、各类雨水被草本作物利用量的增大、利用时段的延长,仅局限在百分之几、十几、甚至几十,不能成倍、成几倍增大。这些对雨水再分配的研究,存在着集蓄、贮存、利用的滞后性;利用与贮存的脱节性;治理设施小小于水的变幅、变量性;存在着治理雨水流失的思路、战略、策略和设施的失当性等,对改变雨水的来量、流向、流失、贮存、利用等等的动态变幅、变量与作物全生育期对水的需求规律不同步性的作用微乎其微。加之降水时空补充的无规律可循性、补充水量的多变性,使耕地内原本就有大于草本植物全生育期直接需求水量的雨水,因流失量达80以上而显得十分缺乏,导致雨水能被草本植物全生育期直接利用率只能局限在5---20左右,利用率甚低。
作者单位:河南洛阳洛宁县国家税务局