作者:彭科峰 来源:中国科学报 发布时间:2014-3-31 0:00:00
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“解渴”喀斯特:中科院西南治水加速度
 
    ■ 本报记者彭科峰
 
事实上,自2010年大旱后,西南喀斯特山区“工程性缺水”的问题已经被各方所认识。西南各省各级政府都在探索各式各样的水利工程,但多年过去,依然“效果欠佳”。
 


▲地化所的科研人员在遍地石头的山谷中,修建了一条长达数公里、宽4米的硬化机耕路及集水沟,通过引水沟和集水沟相连,将降水引到修建于道路下方的水泥蓄水池(窖)中。
 

▲王世杰(左四)与专家进行实地考察。
 
水库露底、河水断流、农田龟裂、水井干涸……不要以为这样的情景只会出现在中国传统意义上的干旱区,2010年的西南五省区大旱将中国西南地区工程性缺水问题暴露无遗。多年过去,这里的情况有好转吗?
 
地处贵阳的中国科学院地球化学研究所(以下简称地化所)是我国西南地区最重要的科技力量之一,一直努力探索着喀斯特地区石漠化的成因和治理技术,并且将其作为“一三五”规划中的一个重要内容。
 
尽管已经在相关研究领域取得一定进展,但在地化所副所长王世杰看来,要想彻底解决喀斯特山区工程性缺水问题,仍须探索出一个科学合理的方案。
 
有水却留不住水
 
在外界看来,贵州等西南地区多处于亚热带湿润季风气候区,水资源丰富,降雨较多,理应属于水量充沛、用水不缺的省份,而现实却并非如此。
 
2009年至2010年的夏秋冬春四季特大连旱、2011年的特大夏秋连旱、2013年的特大伏旱,频度越来越高的旱灾对我国西南广大边远山区民众的生产、生活造成了严重危害,尤其以喀斯特山区的灾情最为严重。
 
降水都到哪里去了?
 
据王世杰介绍,西南喀斯特山区地处云贵高原及其与广西盆地过渡地带,属典型的高原山地构造地形,碳酸盐类岩石分布广。山地和丘陵(以下简称山地)是其主要地貌形态,其次是山间平坝区(以下简称坝地)。山地区土层薄,一般只有30~50公分,储水能力弱;在土壤层之下的岩石中往往发育有厚度数米至十余米不等的孔隙和孔洞带,使整个山体就像布满“筛孔”的“筛子”。降在坡地上的雨水极易通过这些“筛孔”渗入地下,补给深部地下水,进入地下暗河系统,在地表极难形成流水。
 
在科学家看来,这些地区地下水埋藏深,以管道水形式存在,空间上分布极不均匀,开发利用难度大,再加上地表水匮乏,是严重的“工程性缺水”地区。
 
“西南喀斯特山区涵盖了3个国家级扶贫开发攻坚主战场:乌蒙山区、武陵山区和滇桂黔石漠化片区。”王世杰介绍说,这里城镇化程度低,大约三分之一左右的人口分布在位于坝区的大中城市和城镇中,而另外三分之二左右的人口,其中少数民族人口占一半,则分布在山区的大多数村寨中——那里缺水严重,受干旱威胁大;同时,西南三分之二以上的耕地为旱坡地,分布在山区,面积大而分散,水源没有保障,如果用管道输水或地下水开采,成本太高,最容易遭受旱灾威胁。
 
“这也是旱情一旦来临,喀斯特山区受灾面积大的主要原因。”王世杰说。
 
现有方案难见效
 
事实上,自2010年大旱后,西南喀斯特山区“工程性缺水”的问题已经被各方所认识。西南各省各级政府都在探索各式各样的水利工程,但多年过去,依然“效果欠佳”。
 
据记者了解,目前西南地区的水利工程措施主要有三种:水库、机井开采和“三小”水利工程(即小水池、小水窖、小山塘),它们在解决喀斯特山区缺水问题上各有利弊。
 
喀斯特地区的水库比较容易发生地下渗漏,不少已建成的小型水库都存在渗漏问题。“贵州进入全国、省级病险水库除险加固规划的小型以上病险水库就有829座。”王世杰告诉记者。
 
机井开采在地下水源丰富的坝地通常效果较好,但在山区的效果就参差不齐了。
 
而“三小”水利工程适合解决大中型水利工程难以解决的山区旱坡地的灌溉问题和部分农户的人畜饮水困难。上世纪80年代以来,水利、农业、烟草和发展改革委等部门在喀斯特山区大力推进“三小”工程。“坦白说,成败参半。”王世杰说,“很多‘三小’没有认识到喀斯特坡地径流系数低、产流少的特点,没有修建集水面,因此常常面临来水不足、无水可蓄的尴尬处境,没有发挥应有的作用。”
 
因地制宜 对症下药
 
如何不让降下的雨水白白流走?如何应对越来越频繁的气象干旱?
 
王世杰认为,科学合理地运用不同类型的水利工程措施,是经济有效地解决不同地区干旱缺水问题的关键。
 
在他看来,大中型骨干水利工程适用于解决城镇供水和集中连片的大面积坝区农田灌溉问题;机井工程适用于解决有地下水源保证的村寨人畜饮水和部分高值农田的灌溉问题;“三小”工程则适用于解决旱坡地的灌溉和其他措施难以解决的山区农户的人畜饮水问题。
 
实际上,王世杰所在的中科院贵阳地化所,近年来探索出了一种行之有效的解决坡耕地灌溉难题的模式,即路沟池(窖)一体化建设模式。
 
在贵州省西部的普定县城关镇陈家寨村,地化所的科研人员在遍地石头的山谷中,修建了一条长达数公里、宽4米的硬化机耕路。在路的一侧修建了集水沟,通过引水沟和集水沟相连,将降水引到修建于道路下方的水泥蓄水池(窖)中。他们还特别引进了一种防渗漏的高密度聚乙烯塑料“水工布”,利用遍地石头自然形成的石坑,把这种水工布覆在上面,自然形成了178口蓄水池。农民可以通过大大小小的管道,将蓄水池的水引入农田和菜地。
 
2011年以来,地化所的科研人员还在黔西南的晴隆县、毕节市纳雍县等典型石漠化山区修建了这种路池集雨的科学示范工程,在应对旱灾方面成效显著。
 
“它不但能解决农田灌溉问题,还能解决田间运输问题。”王世杰告诉记者,推广这项技术,只要在县域层面上捆绑和组合目前现有的通村和村组公路建设项目、以工代赈与扶贫开发涉及到的机耕道建设项目、现有的坡耕地改造与建设项目和“三小”微型水利工程建设项目就可以实现。
 
他希望这种技术在喀斯特地区能够得到进一步的推广。
 
《中国科学报》 (2014-03-31 第5版 创新周刊)
 
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