農田排水

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

農田排水(Farmland Drainage)

　　農田排水是指將農田中過多的地面水、土壤水和地下水排除，改善土壤的水、肥、氣、熱關係，以利於作物生長的人工措施。

　　①除澇；地面水過多；排除地面澇水；

　　②排漬；土壤水過多；降低地下水位；

　　③防治土壤鹽鹼化；降低地下水位；

　　④為耕作創造良好的條件。

　　農田排水是農田水利的重要組成部分，農業的發展需要灌溉，也離不開排水。在沖積平原、被開墾的三角洲及其沼澤邊緣地帶，發展農業生產的關鍵在於改善排水條件。對這類地區而言，沒有排水，就沒有持續、穩定發展的農業。另一方面，即使在需要灌溉的乾旱地帶，排水也不容忽視。因為由灌水產生的局部潮濕環境，亦需要通過人工排水來改善，否則會造成不良影響。

　　人類發展生產的實踐經驗表明，完善的灌溉事業歷來都取決於卓有成效的排水工程。只有灌溉而沒有排水就會導致土壤漬水，即使原來地下水位埋深較大，也會發生土壤漬水問題。在澳大利亞維多利亞北部平原，大約自1880 年開始大面積灌溉之後，到1940 年左右地下水位上升了20m ，接近地表。我國陝西渭北黃土塬灌區，自20世紀70 年代寶雞峽、馮家山等灌溉工程先後投入運行後，地下水位普遍上升，在扶風、武功、乾縣等地的塬面窪地上產生了嚴重澇漬，1984 年僅寶雞峽和羊毛灣兩個灌區出現明水的面積就達350 hm² 。另據1981 年觀測資料，扶風縣5 個鄉的40 多處土壕窪地成澇，淹沒耕地108.1hm² ，還由於地下水位上升使1 177 戶民房倒塌，此外，地下水的水質亦在朝不良方向發展，礦化度由原來的不足1 .0 g/L 增加到1 .38 g/L。可見，沒有排水控制的灌溉也會帶來一系列問題。

　　農田排水是防止土地退化、改造鹽鹼地和澇漬中低產田的重要手段。在沖積平原、被開墾的三角洲及其沼澤邊緣地帶，發展農業生產的關鍵在於改善排水條件。據Franjihe和Mahajan在1969年的報道 ，全世界當時有1億hm²以上的土地實行排水，其中很大部分是濕潤地區，對這類地區而言，沒有排水，就沒有持續、穩定發展的農業。事實上，即使在世界上需要灌溉的半乾旱和乾旱地帶，排水也不容忽視。因為由灌水產生的局部潮濕環境，亦需要通過人工排水來改善，否則會造成不良影響。目前，世界上半乾旱和乾旱地區大約有1．0～1．1億hm²灌溉土地的排水問題嚴重，估計有2O0～300萬hm²灌溉土地因鹽分聚集而受到嚴重危害，每年有25～50萬hm²將不能再生產。另外值得註意的是易澇易漬農田的排水問題。全世界在雨水充足的低地種稻3700萬hm²，在多澇地種稻1000萬hm²以上，搞好排水管理是保收、穩產的關鍵。在易澇易漬地區，儘管採取了一定的排水工程措施，但由於工程老化失修以及超標準暴雨徑流的產生，每年仍有1000萬hm²以上的農田遭遇水澇而減產，甚至絕收。顯然，從世界範圍來看，農田排水尚不能適應農業的發展，在除澇防漬和鹽鹼土改良方面仍任重道遠。

　　我國是世界上澇漬災害頻繁而嚴重的國家之一。全國(1997)有易澇耕地2458．2萬hm²，漬害田770萬hm²，已不同程度地治理易澇耕地2052．6萬hm²，漬害田333萬hm²。以上。從1950年到1990年，易澇易漬耕地多年平均成災面積373萬hm²，年均損失糧食62．3億kg，年均經濟損失(1990年價格)46．7億元。我國還是鹽鹼化危害嚴重的國家，全國約有鹽鹼土2700萬hm²，其中有770萬hm²以上分佈於農田之中，占耕地面積的7%左右，占全國中低產田面積(5633萬hm²)的13．7%。在土地鹽鹼化防治方面，全國772．5萬hm²鹽鹼耕地目前已有561．2萬hm²得到初步治理，還有200萬hm²以上未得到治理。此外，在發展灌溉的同時，灌區的次生鹽鹼化面積也在發展，占灌溉土地面積的11% ～15% 。綜上，儘管我國在澇漬農田和鹽鹼化耕地治理方面取得了很大成績，但排水改良澇漬農田和鹽鹼化耕地的治理任務依然十分艱巨。

　　從國內外與排水有關的土地退化以及危害來看，農田排水面臨著過濕地排水和鹽鹼地排水2大任務。過濕地排水的任務是排除農田中多餘的水分，要求在一定時間內排除過多的地表水、降低過高的地下水位，使土壤具有適宜的水氣比例，滿足作物的正常生長和獲取較高的收穫量。過濕地排水的目標是除澇、防漬，改善分佈於低窪地、沼澤地等地貌部位的易澇易漬農田的水土環境。鹽鹼地排水的任務有2個方面：一是控制地下水位，及時排除過多的地表水和地下水，防止鹽分在土壤錶面聚積，使鹽鹼地得到改良；另一方面是通過工程手段使淋溶沖洗水量得以有效排除，實現耕層土壤脫鹽。農田排水的另一重大任務是改善生態環境，包括凈化農田周邊水環境、消滅或抑制危害人畜健康的病蟲害，從而提高人類賴以生存的水土環境質量，總之，為作物正常生長創造良好的水土環境、防災減災和改善生態環境是農田排水的根本任務。

　　農田排水對於作物生長具有和灌溉同等重要的作用，沒有適當的排水條件和設施，就不能保證良好的作物生長環境。但是，不適當的排水不僅會造成農田養分流失和水環境污染，而且還會造成農田地表水、地下水或土壤水的流失。由於農田排水中含有作物所需的氮磷等養分，在水資源短缺地區，可以作為一個重要的水源加以合理的再利用，從而緩解水資源短缺矛盾，同時減輕對下游水體的污染。因此，農田排水再利用問題的研究不僅對未來的糧食安全，而且對提高水資源利用率、保護農田水環境等都具有十分重要的意義。

　　農田排水再利用作為一種緩解水資源短缺矛盾的重要途徑在國內外許多地區已經得到應用實踐。許多研究者指出，利用排水作為水源不僅提供給作物所需水分，同時對環境產生最小化影響。但由於農田排水中往往含有較高的鹽分，若利用不當不僅會導致作物產量和品質下降，土壤和地下水環境惡化，而且會產生土壤次生鹽鹼化問題。影響微咸排水灌溉的因素很多，包括作物耐鹽性能、排水水質、土壤鹽分、土壤類型、氣候、管理水平、耕作技術、灌排技術等因素，因此，需要全面的考慮土壤、水和作物因素，實施綜合的管理。

　　William等研究了農業排水的迴圈利用，首先採用淡水灌溉鹽分敏感的作物，隨後收集排出水灌溉耐鹽作物，依次迴圈使用，再灌溉更耐鹽的作物，最後將水排入蒸發池。研究結果表明，排水的迴圈使用可以減少排放水量，由此減少對下游環境的影響。Oster 等的研究指出，當含鈉排水的電導率EC大於4ds/m 而小於30ds/m、鈉吸附比SAR大於10 而小於40 時，可以用於對鹽分適度敏感作物、適度耐鹽作物和耐鹽作物的灌溉，為了保持系統長期的持續發展，需要考慮作物的選擇、土壤鹽分調控、作物和土壤管理，也需要考慮硼、鉬、硒對作物產量、野生動植物的潛在負作用。胡順軍等對我國新疆沙井子灌區農田排水再利用的可行性分析研究表明，研究區的排水電導率EC為13. 9ds/m，屬中礦化水，不能直接用於農田灌溉，在砂性土壤和沖洗、排水條件好的情況下，與淡水混合後，在作物耐鹽鹼較強的生育階段可作為灌溉水源;該區排水可以用來灌溉天然植被，作為生態用水水源。

　　排水水質受氣候、土壤類型和土壤鹽分、農業措施、管理水平等多因素影響，受排水溝所處地理位置和人類活動條件的影響，不同地區溝水含鹽量不同，排水再利用的模式也不同，適應不同排水水質的耐鹽作物選擇、灌溉模式、土壤鹽分控制、排水再利用的工程模式、排水再利用的環境效果評價等應是今後研究的重點。

　　1.自然環境變遷和人類活動影響下區域水災害演變規律的研究

　　由於工農業生產的發展和人口的增加，日益強烈的人類活動導致下墊麵條件的改變，同時改變了水迴圈的途徑和機制。此外，大量工業廢水的排放和農業化學物質的使用，水環境惡化問題日益嚴重，這些導致了區域的洪澇漬害和水體污染等災害的發生規律演變，需要通過多學科協作、在更大的時空範圍內重新認識。

　　2.排水標準和治理措施的重新認識

　　由於人類活動與水爭地，湖泊水面減少不僅大大削弱了對洪澇水量的調蓄能力，也帶來環境生態問題，同時，大量的水利工程治理標準偏低，設施陳舊。因此，需要根據現實的自然、社會和經濟條件對治水標準和措施進行重新認識，研究制定出切合實際的各項排水標準，以指導當地的水利工程建設，在更新改造和水利工程管理體制和運行機制的改革中發揮作用。

　　3.農田排水水環境影響控制技術

　　需要研究評價不同地域農業生產活動、農田排水措施等因素對水污染負荷的影響；不同農業管理措施條件下土壤中溶質運移轉化內在機理、地表和地下氮磷損失規律及與主要控制保護措施的相應關係；建立農田排水條件下不同水肥管理措施對土壤、作物和水環境的影響評價及預測預報技術；研究有效控制農田水肥流失的實用技術等。

　　4.實施節水後的水鹽動態及調控措施研究

　　在受鹽漬化威脅的灌區，大面積實施節水灌溉技術以後，水迴圈機制的變化對水土生態環境將產生較大的影響，因此，需要對灌區節水後的水鹽動態和轉換機制、新的水鹽動態調控措施和對策、農業節水的環境生態效應量化評價、不同類型的土地利用情況和不同灌排措施條件下防治土壤鹽鹼化的地下水動態調控指標等配套技術進行研究，為灌區的農業節水提供科學的環評依據。

　　5.多目標控制排水理論與技術的研究

　　隨著經濟社會的進一步發展，環境、資源、社會安全等問題逐漸突出，如何實現糧食生產、社會安全、經濟發展、環境改善等多目標的要求，進行排水工程的規劃、設計、運行管理與更新改造，需要進行深入研究，如排水標準與經濟社會發展水平的關係，排水與環境影響因數的關係，排水與土地、水資源利用的關係；加強澇漬鹽鹼綜合防禦組合排水工程技術模式、組合排水設計技術、動態排水控制指標、組合排水工程運行管理的研究和推廣應用；研究開發適應中國國情的高質高效排水施工設備，形成大規模實施農田暗管排水的機械化施工能力。

　　6.排水工程管理體制和運行機制的研究

　　排水工程是典型的公益性工程，需要認真研究其管理體制和運行機制，包括組織形式、管理職能、管理範圍、管理許可權、相關的水管理的法規、制度、資金來源、費用標準、人員定編等，推動排水管理進入正確運行的軌道。