城市化圩区（精选6篇）
城市化圩区 篇1
我国南方圩区地势低洼,暴雨径流往往难以自排,多依靠排涝泵站进行排涝。随着我国城市化进程的不断加快,农业圩区城市化现象明显,圩区内土地利用状况及排涝系统发生了显著变化,产汇流特性也随之发生改变,造成圩区产流量及洪峰流量明显增加,从而对圩区排涝标准提出了更高的要求[1]。圩区城市化使得原有以农田排水为主的排涝模数计算方法不再适用,需要针对城市化圩区的排涝特性和不同排涝计算方法的特点,探求适合城市化圩区排涝的计算方法。同时随着城市化圩区内土地利用性质的改变,影响排涝模数大小的各影响因子的重要程度也发生了改变。目前城市化圩区排涝模数的计算中,主要考虑的影响因素为设计暴雨、河湖调蓄能力和综合径流系数等[2]。
目前国内对于排涝模数计算方法及其影响因子间相关关系的研究相对较多,如周建康等利用水文学方法,以设计流量过程调蓄计算方法确定排涝流量,在太湖流域取得较好的适用性[3];刘俊等研究发现不同水面率或者预降水深条件下,即不同的调蓄库容与排涝模数之间存在指数关系[4];郑雄伟等通过对城镇圩区排涝模数与水面率之间建立相关关系,为确定城市化圩区适宜水面率提供参考[5]。但大部分学者在排涝计算方法上忽视了城市圩区在排涝系统、保护对象重要性等方面的变化,同时对于排涝模数与影响因子间的相关关系分析多局限于单个因子研究。鉴此,本文以江苏省江阴高新技术产业开发区(下称青阳园区)为例,通过研究城市化圩区排涝原理,来计算分析城市化圩区排涝模数及其变化规律,同时利用多元回归分析法定量得出排涝模数与调蓄库容、综合径流系数三者之间的回归方程,为不同城市化水平下圩区内水利工程的合理布置实施提供依据,对提高城市排涝效率、降低涝灾损失有重大意义。
1研究区域概况
青阳园区地处江苏省青阳镇西部,东临锡澄运河,南至界河,总面积达26.82km2,地理坐标为北纬31°36′,东经120°14′。青阳园区属于平原水网圩区,总体地势呈现东北高、西南低的态势,境内河网密布,沟塘众多,属于江阴 市五大万 亩圩区之一。根据圩区地形地貌、水文气象等条件及以往的治水经验,提高该区域防洪排涝能力的措施主要包括区域外排工程及其配套河道工程和区域圩区整治工程。青阳园区属于北亚热带湿润季风气候区,年内降雨季节性分布不均,加之圩区地势低洼,大部分地面高程在洪枯水位之间,决定了该地区容易发生洪、涝灾害。近年来,圩区内经济发展迅速,大量农业圩区向城市化圩区转变,原有的排涝能力已经不适应城市化圩区的排涝需求,圩区面临很大的排涝压力。
2排涝模数计算方法
利用临近雨量站或水文站提供的长系列雨量资料,进行PⅢ型频率曲线拟合,以获得一定重现期下的设计暴雨。选取研究区域典型雨型,通过同频率放大法得到设计暴雨过程。为适应各类排水河道,设计暴雨的控制时段一般取1、3、6、24h[6]。
城市化圩区最大的特点是雨水通过城市排水管网排除,入河径流量受到城市管道排水能力的限制。一般城市管道排水系统设计时采用以下暴雨公式:
式中:i为暴雨强度,mm/min;T为设计重现期,a;t为设计暴雨历时,min;A,B,C,n为暴雨公式参数。
根据城市化圩区土地利用性质和分布情况,通过给水排水手册查算圩区综合径流系数,再根据城市排水管道设计条件,采用暴雨公式推求短历时(30~60min)设计雨量,以城市管道设计排水能力为上限进行逐时段分配,推求圩区逐时入河径流量过程。
城市化圩区排涝要求涝水能及时排除以保证圩区不受涝。目前国内排涝模数计算方法主要有平均排除法、河网非恒定流法和水量平衡法[7]。其中,平均排除法由于方法简单、需要资料较少等优势被广泛用于排水面积较小的平原圩区。根据管道排水入流过程,以河道调蓄库容为控制指标,计算城市化圩区排涝模数M:
式中:M为圩区排涝模数,m3/(s·km2);W为调蓄库容,mm;t为河湖蓄水时段数,h;Rt为河湖蓄水时段内的河道总入流量,mm。
3排涝模数与主要影响因子间的相关关系
3.1主要影响因子
排涝模数主要与设计暴雨、地面坡度、排涝面积的形状与大小、植被条件、土壤特性、地下水埋深、河湖调蓄能力等诸多因素有关[8]。对于我国南方平原圩区,由于地势低平、河网调蓄能力强,故地面坡度、排涝面积的形状与大小等因素对排涝模数计算的影响较小;随着城市化进程加快,圩区下垫面条件发生改变,圩区地表径流主要产生于不透水下垫面部分,故植被条件、土壤特性等因素可由综合径流系数这一因子来反映;而城市化地区排涝主要依靠排水管网系统,形成洪峰的水量主要来源于地表径流,故地下水埋深对排涝计算的影响很小。
因此,在城市化圩区排涝模数的计算中,主要考虑的影响因素为设计暴雨、河湖调蓄能力和综合径流系数。由于研究对象为城市化圩区,排涝标准相对较高,可取设计暴雨重现期为20年一遇,设计暴雨历时取24h,在此基础上分析排涝模数与河湖调蓄库容、综合径流系数之间的定量关系。
3.2多元回归分析
假设排涝模数y与m个因子x1,x2,…,xm之间存在相关关系,且满足下式(3)所示的m元线性回归方程:
式中:b0,b1,b2,…,bm是与x1,x2,…,xm无关的未知参数。
设有n组系列数据,则式(3)可改写为:
对于多元线性回归方程未知参数采用最小二乘法估计,多元回归的效果采用复相关系数法和F检验法进行分析[9]。
3.2.1复相关系数
y与x1,x2,…,xm线性相关的密切 程度可以 用复相关 系数ry/x1 x2来衡量,ry/x1 x2越大,表明其线性相关程度越高;ry/x1 x2越小,表明其线性相关程度越低。复相关系数ry/x1 x2计算公式如下:
3.2.2F检验
定义H0:总体中,因变量与所有自变量都不存在线性回归关系,即:b1 =b2 =…=bm =0。可以证明,在H0成立条件下,统计量:
服从F(m,n-m-1)分布。即对给定的显著性水平α,查F分布表得到临界值Fα,当实测样本根据式(4)算得的F值大于Fα时,拒绝H0,认为线性回归方程是显著的。否则认为总体中因变量与自变量不存在线性回归关系,所求得的经验回归方程无意义。
对上式(6)进行相关变换后,复相关系数R可表示为:
于是用F检验法检验原假设,则相应于临界值Fα的Rα为:
因此,若计算结果为R≥Rα,则拒绝H0,否则,接受H0。
4成果与分析
4.1排涝模数计算
根据江阴站的降雨资料,以1、3、6、24h为控制时段,选取区域典型雨型计 算得到圩 区内设计 暴雨过程,并进行产 流计算。
城市排水管道按重现期为1a设计,设计暴雨历时为30~60min,则采用暴雨公式推求设计雨量:
式中:i为暴雨强度,mm/min;T为设计重现期,a;t为设计暴雨历时,min。
由上式(9)可推求圩区各时段1a一遇设计雨量,结合综合径流系数,可得到城市管道排水能力。根据青阳园区城市土地利用状况,取综合径流系数为0.6~0.8,设计净雨h及相应的排水模数M计算结果见表1。
根据青阳园区 城市土地 利用状况,取综合径 流系数α=0.8,设计暴雨历时t=60min,查表1可知青阳园区城市管道1a一遇排水能力r=35.9mm/h。以此为控制指标,根据新安江模型进行产流计算,并推求河道逐时入流过程(表2)。
mm
图1为排涝模数计算示意图。采用图1所示的割平头方法分析计算城市化圩区 排涝模数。不 妨取可调 蓄水面率k=10%,预降水深h=0.5m,即可调蓄库容为50mm时,6、7、8、9时段的部分径流滞蓄在河道,调峰时段t=4h,实际最大排涝流量为14.29mm,排涝模数M为3.97m3/(s·km2)。通过改变水面率与预降水深,计算各种情况下的排涝模数,计算结果见表3。其中,最小排涝模数为不小于24h全部排出圩内河道的相应数值,即2.07m3/(s·km2)。
4.2相关关系分析
在城市化进程中,圩区不透水面积逐渐增大,综合径流系数也在逐步加大,按城市管 道排水设 计中常用 的短历时 (60min)1a一遇设计暴雨条件,根据市政排水手册查算综合径流系数α=0.6~0.8,计算城市排水设计径流强度r,分别推求入河径流的逐时过程(见表4)。
m3/(s·km2)
以城市化圩区1h降雨1h内排出为标准,运用割平头方法分析计算20a一遇情形下不同调蓄库容和综合径流系数所对应的排涝模数,计算结果如表5所示。
以调蓄库容(x1)和综合径流系数(x2)为自变量,排涝模数(y)为因变量,进行多元回归分析,利用多元回归分析方法得出回归方程:
由上式(5)计算得出复相关系数ry/x1x2=0.987755,在可信度α=0.05下对回归方程进行显著性检验。
定义H0:总体中,因变量与所有自变量都不存在线性回归关系,即:b1=b2=0。可以证明,当H0成立时,统计量F服从F(m,n-m-1)分布。
对于上式(8),否定域为,其中m=2,n=30,则对应于α=0.05查F分布表可知F0.05=3.467,得Rα=0.452,R=ry/x1 x2=0.987755>Rα,故否定假设H0,证明回归方程是有效的。
综上所述,排涝模数与调蓄库容、综合径流系数的相关关系较好,所求得二元回归方程在气候相似的圩区可推广应用。
5结语
(1)城市化圩区土地利用状况与排涝特性的改变,使得城市化圩区排涝模数计算方法较农业圩区更为复杂。城市化圩区耐淹条件较差,圩内产流需由管道汇流至圩内河道,并受到城市管道排水能力的限制。运用平均排除法计算得出的不同标准下的青阳园区排涝模数及其变化规律,可为沿江城市化圩区或者类似地区排涝水文计算分析提供参考。
(2)在一定的排涝标准下,建立了城市化圩区排涝模数与调蓄库容、综合径流系数的相关关系,定量得出了排涝模数与调蓄库容、综合径流系数的二元回归方程,为不同阶段城市化水平下圩区内水利工程的布置实施提供依据。
(3)本次针对典型平原圩区排涝模数及其相关影响因子研究的方法和模型对于南方水网地区的其他城市化圩区有一定的借鉴价值。
摘要：随着社会经济的快速发展,我国南方圩区城市化进程加快,圩区内下垫面条件和排涝特点发生改变,原有农业圩区排涝模数计算方法不再适用。以江苏南部青阳园区为例,详述了城市化圩区排涝模数计算的平均排除方法,同时利用多元回归分析法定量得出了排涝模数与调蓄库容、综合径流系数3者之间的多元回归方程,回归方程通过了显著性检验。研究成果可以为圩区水系规划与水资源开发利用提供决策依据,也可为沿江城市化圩区排涝水文计算分析提供参考。
关键词：城市化圩区,排涝模数,径流系数,调蓄库容
重固镇圩区堤防的现状调查及思考 篇2
1 重固镇水利工程概况
重固镇境内河网发达, 属于黄浦江上游水系, 共有河道102 条, 全长1 1 1 .485 km。该区域为长江三角洲冲积平原地形, 地势平坦, 南低北高, 属于“青松大控制片”区域内, 片内区域防洪靠大控制片边界沿线堤防和水闸来保障, 除涝采取“大控制、小包围 (圩区) 、两级控制、两级排水, 保持和整治河网水系, 实行小包围抽排, 大控制趁潮自排加抽排”的方案[2]。重固镇共有34 座水利设施, 其中1 5 座泵闸、1 7 座水闸和2 座排涝站, 排涝功率1 080k W, 排涝总流量25.76 m3/s。
2 重固镇圩区堤防建设概况
重固镇自20 世纪70 年代开始进行圩区建设, 经过20~ 40 年的努力, 逐步形成了以圩区为主的防洪除涝体系, 在抵御重大降雨袭击和确保当地百姓农业生产安全方面起到了重大作用。按照重固镇水利规划, 建有郏店圩区、毛家角圩区、新联圩区、回龙圩区、新丰圩区、中新圩区及回南圩区7 个圩区。通过现场实地测量, 对圩区的堤防高程和长度进行数据统计和分析, 堤防高程普遍处于3.6~ 4.0 m, 各圩区堤防情况统计详见表1。根据《青浦区重固镇水系规划》的规定, 堤防堤顶高程超过4.2 m为达标, 高程低于4.2 m为不达标。
3 存在问题
3.1 堤防边界地形复杂, 建设难度较大
重固镇圩外河道共有15 条, 其中1 条市级河道, 1 条区级河道, 6 条镇级河道, 7 条村级河道 (表2) 。
根据圩外河道现状面貌, 河道两旁地形主要有耕地、厂房、民房、树林、临水建筑物和跨河建筑物等, 沿岸堤防主要存在如下问题:①河道两岸多被违章侵占, 不少厂房的院墙建在河道蓝线管理范围内, 有些河段居民向河道内随意倾倒垃圾和渣土, 致使部分河道缩窄, 例如张墅泾东段, 附近老百姓直接把垃圾倒在堤防外侧, 造成环境恶化;②河道两旁民房段违章搭建严重, 部分违章搭建物的建设标准差, 未能满足抗洪防汛要求, 例如老通波塘、回龙江、旺塔泾、崧泽塘、章堰泾两岸居民段;③部分堤防坍塌严重, 河道岸线凹凸不齐, 极不规整, 金泾、章堰泾、艾祁港的部分堤防严重坍塌, 河岸线整齐度较差。居民违章搭建和厂房侵占河道不但增加堤防建设的前期动拆迁难度和费用, 而且基于地段地形的复杂增加了堤防建设的施工难度系数。
3.2 堤防边界完整性差, 缺口较多
重固镇圩区堤防沿线的河道基本是镇村级河道, 河道两岸群居较多自然村, 在当地居民实际生产活动中, 河道沿岸逐渐形成了道路、村庄、跨河建筑物、雨水口、取水口等。部分建筑物由于高程较低破坏了堤防的完整性, 进而产生了很多缺口。当外河水位较高的时候, 洪水通过这些缺口进入圩区, 加大了防汛排涝的压力。经过河道沿岸地形地貌分析, 重固镇堤防缺口主要有:①电灌站取水口;②居民违章搭建的建筑物高程未达标或者居民的违章搭建物防洪不达标;③厂房的围墙未达到挡水标准, 存在一定隐患;④跨河建筑物与堤防没有衔接到位以及沿河道路高程较低产生的缺口;⑤堤防被人为破坏进而产生的排水口, 部分堤防段排水阻塞, 老百姓通过切断堤防进行排水。
3.3 监管难度大, 堤防破坏严重
由于重固镇外来人口骤增, 粮食产物得到畅销, 受经济利益驱使, 农民种地的积极性越来越高。堤防经常被农民翻耕, 造成堤防被侵占垦殖的现象较为普遍, 部分地段出现用田埂作堤防的情况, 导致堤防受损严重、标准降低。重固镇7 个圩区涉及到耕地的堤防都有农民翻耕的痕迹, 增加了堤防管理难度。针对农民破坏堤防现象, 管理部门加强了长效管理, 但效果甚微。
3.4堤防高程达标率低, 标准普遍不够
根据各圩区堤防的实际情况, 重固镇堤防高程普遍较低。全镇堤防总长度是47.691 km, 达标长度是13.899km, 未达标长度是33.792 km, 不达标比例约占70.8%, 其中回南圩区、中新圩区、郏店圩区高程普遍较低, 无法保证圩区的防洪要求, 给人们生活、生产安全带来一定的威胁。
4 对策及建议
重固镇正在推进新型城镇化及美丽乡村的建设, 部分堤防保护对象发生了较大变化, 从原来保护耕地为主转变为保护城镇、重要基础设施、重要企业为主, 对防汛抗洪的要求越来越高, 堤防建设对于区域建设变得十分重要。为提高堤防建设水平和质量, 从以下几方面进行思考。
4.1 提高堤防等级, 加大堤防建设
基于重固镇发展现状, 重固镇堤防保护对象已经发生变化。应根据堤防保护对象的变化情况, 适当修正相关水利规划, 对堤防保护范围、防洪标准以及建设规划进行调整和完善, 相应地提高堤防建设等级, 为重固镇堤防建设提供有力依据。
由于重固镇堤防达标率低, 需要建设的堤防工程量较大。按照圩区规模或重要性逐步启动除险加固建设, 缓解圩区防洪压力。另外, 政府应配套相关资金, 加大堤防建设投入, 建立稳定的建设资金保障机制, 实现全镇范围内堤防建设的全覆盖。
4.2 河道整治与堤防建设
圩外河道的整治与堤防建设联系密切, 河道整治的标准影响堤防质量, 其中最大的影响因子是护岸建设。重固镇镇区域内护岸建设类型主要有浆砌石护岸、仿生木桩护岸、木桩护岸和生态护岸4 种。目前, 重固镇已经陆续实施了中小河道综合整治项目, 分别对回龙江、东长泾、艾祁港、金泾和老通波塘河道进行了整治, 整治后的河道面貌得到较大提升, 但也存在问题:①浆砌块石护岸高程太低, 高程为3.2~ 3.7 m, 未能满足防汛标准;②生态护岸标准太低, 所建的护岸高程为3.6m, 部分堤防也就简单平整, 没有做加高加固处理;③靠近居民房段标准不够, 产生很多防汛缺口。护岸的结构直接影响堤防稳定性, 特别是浆砌块石护岸的石料须选用质地坚硬、不易风化的材质, 抗水性、抗压强度、几何尺寸等均应符合设计或有关施工技术规范的要求[3]。因此, 在今后的河道整治中要充分考虑防汛标准, 适当调整工程等级, 确保河道整治的工程效益得到最大发挥。
4.3 绿化种植与堤防建设
在堤防上进行绿化种植有利于防风固土并且能够美化环境, 对堤防建设具有促进作用。绿化种植分为生态造林和种植草坪2 种形式。结合当前农水林发展形势, 生态造林要利用公益林政策, 在河道绿化控制线范围内按照生态造林的技术要求布置林带, 既可以有效补偿造林缺额, 又有助于河道堤防建设管理, 实现堤防土地专管专用, 切实发挥防汛效益。根据生态林建设需要, 在堤防两侧布置各类灌木、乔木, 间距结合实际情况确定。堤防迎水面可以种植草坪, 草种选择根系发达、耐冲刷的物种以保护渠岸的稳定, 尽量种植生长势与扩展性强、草层茂密、分蘖力强、覆盖度大的草种, 例如马尼拉草。
4.4 加强堤防长效管理
重固镇堤防管理列入中小河道长效管理中, 中小河道长效管理养护包括防汛通道、绿化养护、栏杆维修、护岸维修、堤防培修、陆域保洁6 个部分, 堤防管理属于中小河道长效管理中的一部分。重固镇中小河道长效管理已经实行市场化管理, 通过市场化机制来促进管理, 但是, 根据河道日常管理的实际情况来看, 对堤防培修的管理重视不够, 养护经费所占比例较低。镇村级堤防工程的重建轻管现象也较为严重, 相关管理制度的操作性有待提高。在实际管理中需要管理层理顺镇村级堤防管理体制, 构建自上而下科学的管理机制, 突出堤防管理在中小河道管理中的重要性。上级行业指导部门应尽快制定并出台镇村级堤防管理办法, 规范日常管理, 提高管理水平[4,5]。政府也要加大对镇村级堤防工程维养经费的投入, 使堤防管理形成良性循环的长效机制。
4.5 推进堤防管理的信息化建设
在推进中小河道长效管理信息化建设的同时, 协同把堤防管理信息化建设纳入其中。便于对日常巡查发现的问题及时进行整改, 遏制人为破坏堤防行为。重固镇目前已经建成了水位实时监测系统, 主要采集和集成发布毛家角圩区、新联圩区、回龙圩区等7 个圩区水位监测站的实时数据, 在汛期发挥了重要作用。尚需完善水闸泵站自动化监控系统和堤防视频监控管理系统的建设, 进而实现重固镇34 座水利设施、47.691 km堤防的自动化监控和数据采集、汇总、统计、分析。
5 结语
随着重固镇生态文明镇上升为国家战略, 而水利配套项目的建设起着重要支撑作用, 堤防建设是不可缺少的一环。为保证重固镇圩区内防洪除涝安全, 必须加快堤防建设, 使得整个圩区完整闭合, 提高抗洪防汛保障。处理好河道整治与堤防建设的融合, 推进堤防公益林建设, 加强堤防长效管理, 确保建好的堤防能够得到长久维修养护, 加快堤防信息化建设, 提高管理效率。
摘要：介绍了重固镇水利工程概况和圩区建设情况, 阐述了堤防建设的现状, 指出堤防建设存在的问题, 分析影响堤防建设的多个因素, 并对堤防建设提出了对策和建议。
关键词：重固镇,堤防建设,问题,建议
参考文献
[1]沈辉.关于重固镇水利规划的思考[J].农业灾害研究, 2012, 2 (4) :78-79, 83.
[2]河北省水利水电勘测设计研究院上海分院.青浦区重固镇水系专业规划[Z].2013.
[3]上海市水务规划设计研究院.上海市青浦区中小河流治理重点县综合整治及水系连通试点重固镇2013年项目区实施方案[Z].2013.
[4]耿晓明, 金红珍, 陈运怀.东太湖流域城市防洪除涝的新问题及其对策分析[J].人民长江, 2013, 44 (1) :7-9.
沿江圩区机插稻高产栽培技术初探 篇3
1 机插稻的生产优势
机插稻多年来的推广实践表明, 水稻机插秧不仅能减轻农民劳动强度, 提高劳动生产率, 增强抗灾减灾能力, 而且节省了种子, 减少了病虫草害的发生, 具有一定的省工节本、增产增效优势。据市农业部门测定, 全市2012年机插稻平均有效穗为21.1万/667 m2、每穗总粒数132.6粒、结实率95.2%、千粒重27 g, 平均产量达719 kg/667 m2, 比直播稻平均增加37.9 kg/667 m2, 增产5.6%。
2 影响机插稻高产栽培的主要因素
由于水稻机插秧在育秧、大田耕整和栽后管理上的要求较高, 必须针对机插水稻的生长发育特点, 采用科学合理的栽培、管理措施。但由于扬中市近两年新购插秧机数量多, 机插面积增幅大, 在育秧、栽插及栽后管理等方面还存在一些问题和不足。
2.1 部分秧苗的培育质量达不到机插健壮秧苗的要求
一是多数地区选择的育秧基料不理想。在育秧基料的选用上, 多数村组采用了淤泥育秧, 只有少数地方准备了营养土进行细土软盘育秧。许多淤泥育秧点为图省事, 未对泥浆进行培肥和过滤, 土壤不肥沃, 且泥浆中存在的螺壳和碎石易引起秧针变形。二是部分育秧点栽前秧田控水不到位, 造成秧苗根系盘结不好, 栽前盘土较烂, 秧块易变形、断裂, 上机装秧困难, 栽插中易引起取秧口堵塞。三是部分秧苗练苗时间不长。近两年, 为提高种子出苗率, 促进秧苗齐苗, 减少灰飞虱的危害, 多数镇、村推广应用了无纺布覆盖技术。但少数育秧点为减少治虫次数, 擅自推迟了无纺布的揭膜时间, 造成秧苗抗逆性差, 降低了栽后成活率。四是少数育秧点秧苗超秧龄。由于受前茬作物腾茬迟、大田耕整不及时等因素的影响, 以及栽插期间降雨的影响, 造成少数育秧点秧苗超秧龄 (秧龄大于20 d) , 苗高超标, 秧根发黄发黑, 栽插时折伤多。
2.2 机插秧作业质量存在一定的不平衡性
一是部分村组的大田耕整质量不高。部分种田大户和集体承包田田块平整度差, 田面浮草较多, 大田沉实时间较短。二是少数田块栽插时田面未建立薄水层, 栽插时易引起秧针翻土、增加漂秧数量。如遇睛天高温, 易造成秧苗严重落黄, 甚至枯死。三是部分插秧机手驾驶操作技术不熟练, 栽插深度、密度、基本苗等作业参数调整不合理。
2.3 部分地区机插稻栽后管理水平有待进一步提高
一是部分稻田水管不到位。秧苗栽插后应立即上水护苗, 但部分田块秧苗栽插后未能按要求及时上水, 田面无水或水层较浅, 延长了秧苗活棵返青时间。二是少数稻田病虫防治不到位。2011年, 扬中市部分地区的机插秧作业时间较早 (最早的在5月下旬栽插) , 造成一小部分田块栽后稻飞虱、稻象甲等害虫危害较重。个别机插点由于栽插时间早、虫害较重, 不得已重新进行了水直播。
3 沿江圩区机插稻高产栽培技术关键
为夺取机插稻稳产高产, 在实际推广应用中, 应着重提高秧苗培育质量、大田耕整质量和机插参数的调试质量。
3.1 秧苗质量应符合健壮秧苗要求
在正常机械作业状况下, 影响栽插质量的主要有两大因素:一个是秧苗质量, 另一个是大田耕整质量。尤其是秧苗质量的好坏将直接关系到机插技术推广的成败。由于目前机插秧所用的秧苗为中小苗, 一般要求秧龄在15～18 d (最长不能超过20 d) , 盘根厚度在2 cm左右, 起秧时秧块拉起不散落。因此, 建议有条件的地方尽可能采取软盘细土育秧 (最好是实行半旱育, 尽量提高秧苗素质, 增强其抗逆性) , 每667 m2育秧苗25～28盘, 每盘播芽谷130～150 g (折干种110～130 g) 。播后10 d左右揭开无纺布, 移栽前3～5 d控水炼苗。在育秧过程中应避免肥害 (有条件的地方应对育秧用细土进行培肥调酸) , 在追施化肥时, 应按规定每盘用2 g尿素对水100倍喷施, 施肥后一定要洒一遍清水以防烧苗。移栽前应施用送嫁肥, 并做到带药下田。
3.2 大田耕整质量应符合机插要求
高性能插秧机由于采用中小苗移栽, 因而对大田耕整质量要求较高。一般要求田面平整 (整块大田田面高度差不大于3 cm) , 表土软硬适中, 田面无过多杂草。建议有条件的地方采用埋茬耕整机进行旋耕灭茬, 经上水浸泡1～2 d后用水田驱动耙进行水田平整, 然后落干沉实1～2 d后保持瓜皮水插秧。一定要带水栽插。插后要立即上水护苗 (水层一般在苗高的1/2, 在晴好天气, 水层要达到苗高的2/3) 。
3.3 机插参数应符合水稻高产栽培技术要求
为保证机插作业质量, 机手应经过系统的技术培训, 具备一定的驾驶操作能力。在机插作业前, 应在场头对插秧机进行初步调整。在大面积栽插前还需通过试插对株距、取秧量和栽插深度进行调整修正。对于机插深度, 一般应控制在1 cm以内。对于基本苗, 考虑到圩区部分农户以多取胜的种植习惯和种田大户肥料不足的实际情况, 为求得稳产高产, 基本苗不宜太少。建议栽插密度达1.8万穴/667 m2, 每穴3～5株秧苗, 基本苗为7万～8万/667 m2。
城市化圩区 篇4
关键词：排灌结合泵站,沿江圩区,应用,华阳河五场联圩泵站,安徽
安徽省沿江圩区地形平坦, 大部分地面高程均在江、河 (湖) 洪枯水位之间, 每逢汛期, 外河 (湖) 水位常高于田面, 圩内渍水无法自流外排, 往往渍涝成灾。另外, 由于降雨不均, 也经常出现干旱。因此, 合理进行枢纽布置以统筹解决问题是该类型泵站设计的难点。该文通过对安徽省沿江圩区和排灌结合型泵站进行概述, 对已建成发挥效益的安徽省华阳河农场五场联圩泵站总平面布置进行解析, 探讨排灌结合泵站在沿江圩区的应用。
1 安徽省沿江圩区的基本情况
安徽省沿江圩区位于长江两岸和主要支流中下游及河口地带, 土地总面积约1.36万km2, 耕地约60万hm2, 人口近1 000万人, 其中666.67 hm2以上圩口209处共47.47万hm2。沿江圩区的主要特点:地势低洼, 地面高程一般在6~12m, 高程低于汛期外河水位, 圩内积水无法自流外排;亚热带季风气候, 冷暖空气交汇频繁, 气候多变, 年际年内降雨量变化较大, 短历时暴雨易造成外河洪水和圩内积涝的双重夹击;汛期外河水位高且时间长, 每年的高水位时间平均在3个月左右;圩区内人口密度大, 约1000人/km2, 人类活动对圩区自然生态环境影响较大;沟塘率低, 大部分圩口沟塘率在5%左右, 调蓄能力差。因此, 沿江圩区易受洪涝灾害, 是安徽省主要易涝地区之一。666.67 hm2以上圩口排涝模数约0.35~0.45 m3/ (s·km2) , 设计排涝标准为7~10年一遇。
2 排灌结合泵站概况
排灌结合泵站有闸 (泵) 站分建式和闸 (泵) 站合建式2种布置形式。分建式布置是指闸 (泵) 站分开建筑, 利用排水闸、灌溉闸、泄水闸等的联合运用, 实现排灌结合。合建式布置是将闸 (泵) 站建筑在同一基础上, 在泵房主泵流道的进出口外侧设置闸门, 兼作自排泄水和灌溉引水的涵闸, 利用闸门改变流向, 进行灌排作业。这种方式比分建式工程紧凑, 设闸 (门) 少, 投资省, 运用方便。圩区泵站实现排灌结合, 使排灌任务 (包括自排、提排、自灌、单向或双向取水提灌) 集中在一个枢纽内统筹解决, 可充分发挥机电设备潜力, 减少站点, 减少穿越江 (湖) 堤建筑物的数量, 减少建站投资和运行管理费用, 从而获得较好的经济效益[1]。
3 圩区内部除涝灌溉泵站规划原则
3.1 分片排涝, 等高截流
圩区地面虽然平坦但仍有一定高差尤其是面积较大的圩区, 通常沿江河两岸较高, 滨湖较低;四周环水的圩区则是四周高, 中间低。“等高截流, 分片排涝”就是使高地的水从高处排出, 不向低处汇集, 以减轻低地排涝的负担。
分片排灌既有利于设置排灌结合的泵站, 也有利于灌溉系统的布局。将排灌泵站设在沿河两岸比较高的位置, 便于沿圩边布置灌溉干渠以控制全圩;分散设几个站就更有利于灌溉渠道的布局, 比起集中一个站来, 渠道较短, 土方量小, 水头损失也小;同样, 排水沟长度也较小, 汇流比较方便, 有利于泵站抽排[2]。
3.2 力争自排, 辅以抽排
在汛期, 圩区的外江 (河) 水位一般高于地面, 圩区自流排涝机会少, 加上圩区内部的滞涝沟塘有限, 因此单靠自流外排与内部沟塘滞涝, 一般仍不能免除涝灾威胁, 需要辅以抽排[3]。但是, 为了尽量减少抽排设备和费用, 在规划和管理时, 必须采取一切措施尽量利用和创造自流排水的条件, 例如: (1) 在设置排涝站的同时, 要修建自流排水涵闸或保留原有排水涵闸。 (2) 根据圩区具体情况, 分别研究采用集中建闸、分片设站或合站分闸等有利于各地自排的布置方式。 (3) 为了合理规划排涝站, 在尽可能创造自排条件和减少抽排面积的同时, 还要处理好外排与内排的关系, 对外排站和内排站进行合理的布局。
3.3 以排为主, 排灌兼顾
圩区易涝也易旱, 在强调排水的同时, 也要兼顾灌溉。只有在建立和健全排灌系统的基础上, 才能做到遇旱能灌遇涝能排, 实现排灌统一, 并相互促进[4]。
对于排涝泵站及其配套工程的布置, 则要求尽可能做到排灌结合, 以节省工程费用和发挥工程最大效益。
4 安徽省华阳河农场五场联圩泵站应用实例
安徽省华阳河农场五场联圩位于长江与龙感湖之间, 紧邻龙感湖, 汇水面积22.2 km2, 耕地面积1 633.3 hm2, 人口5 700人, 地面高程12.8~15.5 m。农作物以棉花为主, 其次是水稻, 另外, 还有油菜、芝麻等。地势南高北低, 非汛期涝水有自排机会, 主汛期涝水全部要靠机排。该地区多年遭受洪涝灾害, 圩内水利设施标准低, 防洪排涝能力严重不足, 泵站年久失修, 老化严重, 且给防汛带来隐患, 高水位年份, 不能开闸, 排涝泵站不能正常运行, 严重阻碍农场的经济发展。
华阳河农场五场联圩泵站建于宿松县龙感湖左岸, 是一座以排为主、排灌结合的综合性泵站, 机组4台, 总装机容量580 k W, 提排流量7.4 m3/s, 提灌流量1.3 m3/s。该站与已建成的五场西圩进退洪闸联合运用, 可担负高低排区抽排、高低排区季节性自流排、从外湖引水和提水灌溉等综合排灌功能。
排灌枢纽由泵站、排水闸、灌溉闸、检修控制闸、防洪闸、以及进退洪闸 (图中未示出) 组成 (图1) , 现将其主要功能介绍如下:
4.1 抽排
在龙感湖水位较高时, 关闭高排水自排闸和竖井闸门, 使站前40 m左右处东西2条低排沟和南侧的高排沟共3路涝水汇入引水渠, 通过泵站抽排出龙感湖。
当龙感湖水位低于14.0 m高于12.5 m时, 关闭高排水抽排闸闸门, 打开高排水自排闸和竖井闸门, 使高排沟涝水自排出龙感湖, 而同时低排沟涝水由泵站抽排出龙感湖。当高排区能自流排时, 低排区抽排, 由于抽排面积减少, 开2台机组即可。
4.2 自排
高排区农田略高, 自流排机会相对较多, 因此需修高排沟与 (西) 低排沟西检修控制闸和灌渠 (涵) 、进站道路立体交叉涵闸, 使高排区来水既可直接自排 (龙感湖水位低于14.0 m时) , 又可汇入引水渠通过泵站抽排。冬春枯水季节, 龙感湖水位低于12.5 m时, 高低排区涝水还均可经已建的进退洪闸自流排出。
4.3 提灌
干旱时, 则可从进退洪闸引龙感湖水进入西低排沟, 防洪闸、高排水自排闸和东检修控制闸关闭, 开启该站110k W机组提灌溉水通过竖井和灌溉涵流入高灌渠、灌溉高排区农田。不同运用情况时各建筑物的控制调度见表1。
5 结语
华阳河农场五场联圩泵站采用的是闸站紧凑布置型式, 综合利用效益较显著, 投资节省, 常应用在以排为主、提灌为辅的沿江中、小圩区中。但在提灌时, 水流较为紊乱, 水力损失较大, 机组效率降低, 这有待于今后设计加以改善。
参考文献
[1]郭元裕.农田水利学[M].3版.北京:水利水电出版社, 1997.
[2]朱华明, 李德兴.沿江圩区排涝泵站建设中的几个问题[J].排灌机械, 2003, 21 (1) :18-20.
[3]中华人民共和国水利电力部部标准.SD204-86泵站设计规范, 设计分册[S].北京:水利水电出版社, 1987.
城市化圩区 篇5
大公圩位于安徽当涂县境内, 被誉为江南首圩, 距今已有1700多年历史。大公圩的演变和发展是当涂地区历史文化的重要组成部分, 也是江南农业社会变迁的历史缩影, 具有重要的历史文化价值、社会经济价值、人文景观价值和科学研究价值。
1 大公圩的历史渊源
大公圩史称“大官圩”, 三国时期, 东吴在古丹阳湖屯兵垦殖, 拉开了大公圩的圈垦序幕, 这也是大公圩最早的“官圩”背景。西晋至宋代, 北方战乱, 大量移民来到当涂, 开辟圩田, 大公圩不断扩张, 两宋时达到全盛, 明清时期日趋完善 (见表1) 。
大公圩四面环水, 圩内水系纵横交错, 脉络相通, 土地肥沃, 粮产量高;码头、集镇和街市等在圩内繁荣发展起来。历经千年沧海桑田, 如今的大公圩成为辖黄池、石桥、乌溪、塘南、护河、大陇6镇 (乡) 的高效农业和生态涵养区, 土地面积363km2, 耕地31.2万亩, 人口25万 (见图1) 。
2 大公圩的价值认知
大公圩滨江襟湖的特殊地理位置位决定了水灾防预的重要性, 作为水利工程的大公圩, 不仅规模巨大, 设计水平高, 而且时至今日依然发挥效用。同时, 大公圩作为重要的粮油生产基地, 还具有农业生产价值。此外, 大公圩还具有其他方面的重要价值。
2.1 历史文化价值——农耕文化的瑰宝, 天人合一的典范
在中国古代封建社会, 农业的发展至关重要。圩田主要分布在长江中下游地区, 而长江中下游地区又是封建社会重要的农业区, 因此圩田的开发史就是一部长江中下游农业的发展史。千百年来, 大公圩的渔樵耕读也孕育出划龙船、点水灯、接三姑娘、放生、民歌、玩灯等独特的民俗风情和农耕文化。
2.2 社会经济价值——区域社会经济发展变迁的缩影
作为一项共同的公共活动, 圩田的修筑和管理将那些进行相同经济活动, 彼此没有多少依赖性、状如散沙的小农联系起来, 形成其所服从的权利机构, 综合反映并深刻影响各地区上下层社会结构、调控、运转, 以及整体上社会文化的变迁。
2.3 人文景观价值——江南乡村景观的精华
圩区“畦畎相望”、“阡陌如秀” (《陈书·宣帝纪》) 的沼泽景观与圩岸、聚落、圩田中的稻麦和其它植被, 再加上动物与人, 形成具有动态性和具有典型湿地生态地貌的乡村田野景观。
2.4 科学研究价值——“沧海变桑田”的历史见证
圩田是化湖为田。在联圩基础上发展的圩田规模宏大, 圩堤、涵闸、陡门、沟渠配套完备, 构造合理, 而且形成了一套科学的管理和养护方法, 作为江南社会治水史上的瑰宝, 为未来农业水利的发展提供了基础性的研究支撑。
3 大公圩的乡村发展现状与存在的问题
大公圩地区气候温和, 大气、水源无污染, 田块通风好、光照足, 土壤富含有机质及多种微量元素, 生产的蔬菜瓜果品质优产量高;圩区“水乡泽国”的独特地形地貌使得各种淡水鱼虾聚集, 是重要的粮油、水产生产基地。
近年来, 在城市迅速扩张和经济快速发展的过程中, 大公圩的乡村肌理、湿地景观、生态环境等方面都受到巨大冲击。
3.1 传统生产方式的改变对生态环境的破坏
从上世纪80年代开始, 大公圩地区的农业生产很少使用农家肥, 传统的罱河泥等活动也逐渐消失。而罱河泥是废物利用并促进圩田系统生态平衡的一项十分重要的生产活动。化肥和农药的使用加剧了圩区的水体和土壤污染。
上世纪90年代以后, 水产养殖业逐渐成为当地的主导产业之一。目前, 大公圩养殖水面高达7万亩, 部分养殖户未能按照生态养殖模式进行规范化操作, 承包户之间围栏划界, 水流速度减缓, 水环境恶化, 河道淤积问题严重。
3.2 传统水乡景观风貌的逐渐丧失
大公圩地区村庄分布零散, 较少有上百户集聚式的村庄组团, 连片大规模的农田屈指可数, 民房建筑风格零乱, 与周边环境缺乏协调, 村庄整体外观杂乱无序。此外, 大公圩地区的生产、生活垃圾不能集中回收处理, 垃圾乱倒、污水乱排、电线乱拉、管道乱铺等现象普遍。再者, 独特性景观资源如庙宇、聚落、宗祠、古树、古涵闸、陡门等传统要素的破坏和消失, 使大公圩的水乡意境大打折扣。
3.3 大规模城镇建设对农业用地的蚕食
受土地规模指标的制约, 在新一轮城市化大跃进中大量农村沦为城市建设用地指标的索取地。当涂作为“皖江城市带承接产业转移示范区 (1) ”的排头兵, 大公圩在其城镇、产业园区的扩展中也未能幸免, 除减少农村建设用地以外, 大片农业用地转化为城镇建设用地。
3.4 保护意识薄弱
地方政府对大公圩的态度停留在“普通圩区”和“农业生产基地”, 各部门未能在职能范围内针对大公圩的特殊性和重要性开展相关工作。广大农民更是普遍缺乏保护意识, 甚至认为保护会制约大公圩地区的发展, 担心承担保护过程中无法追求现代生活的代价。
4 大公圩的保护性开发与乡村社会发展
作为承载1700多年农耕文明发展演变的物质空间载体和历史遗存, 大公圩地区的新农村建设除面临农村特色泯灭、建设无序、环境污染、生态破坏等共性问题以外, 还面临着历史文化保护传承与乡村社会发展建设之间的尖锐矛盾。如何协调大公圩的系统性保护与乡村社会发展的关系, 寻求保护与发展之间的平衡是当务之急。
4.1 大公圩的保护性开发对农村社会发展的重大作用
徐旺生在《“三农”问题与农业文化遗产 (2) 保护》一文中提到:“农业遗产在当今‘三农’问题解决过程中具有独特的价值:贮备未来基因价值、从事特色农产品开发、促进生态农业发展、保持生物多样性、深度开发旅游、娱乐文化价值、促进乡村地缘共同体形成”。大公圩的保护性开发也具备发挥以上效用的巨大潜能。
大公圩的保护性开发, 是基于大公圩的特殊性, 在动态保护理念的指导下, 保证当地生态、社会、环境效益协调和可持续发展的基础上进行的以保护为基础的资源开发。大公圩地区土地资源丰富, 生态环境优越, 区位条件得天独厚, 水产、粮油等一批农产品已经在城市消费群体中建立起绿色品牌, 新型农业化发展前景乐观;大公圩历史文化悠久, 圩田肌理格局独特、保存完好, 景色秀美, 和西北部大青山风景区相得益彰, 山水相连、珠联璧合, 旅游发展潜力巨大。
作为生态优越的农业区, 大公圩可以成为高品质城市农副产品的供应地、当涂长远发展的战略储备空间和生态缓冲保育空间;作为历史内涵丰富的文化区, 大公圩可以成为城市农耕文明科普教育基地;作为环境优美的风景区, 大公圩可以成为城市郊野度假休闲地、旅游目的地。
随着党中央关于“望得见山, 看得见水, 记得住乡愁”的城镇化建设要求的提出, 农村环境建设和景观建设备受关注, 大公圩地区独特的山水田园风貌为新农村建设中乡村特色的营造提供了现实基础。远期有望通过申报“全球重要农业文化遗产 (3) ”或“中国重要农业文化遗产 (4) ”打响“大公圩”品牌, 提升社会影响力和知名度, 促进文化旅游的发展和区域经济的飞跃。
4.2 弥合大公圩保护与发展矛盾的契机
2013年, 当涂县提出在完善大公圩西北部“大青山李白文化旅游区”建设的基础上, 开发建设“大公圩水乡旅游风景区”, 做足做活山、水两篇文章。同时, 为恢复河道沟通、生态修复功能, 提高行洪排涝能力, 改善农村水环境和用水条件, 推动民生水利新发展, 开展大公圩水系连通工程。这两大工程为弥合大公圩保护与发展之间的矛盾提供了契机。
5 大公圩地区的规划建设
5.1 圩区规划建设的特殊性与复杂性
5.1.1 圩区规划编制的复杂性
(1) 圩区坑塘沟渠众多, 水系纵横交错, 土地被河道塘沟分割, 地形破碎不利于土地的综合开发利用。大面积水域的存在, 导致可建设用地量和交通可达性对圩区规划建设的影响程度远远高于其他地区。
(2) 圩区乡村聚落之间缺乏横向的交通联系。圩区乡村聚落基本形成了以沿圩堤布局的大型密集聚落为主, 若干散布于圩区中的小型聚落为辅的结构形式。对于沿圩堤分布的聚落而言, 圩堤不仅是对外交通要道, 也是集镇主要街道;而对于散布在圩区中间的村落, 则依靠乡间小路与圩堤相连, 聚落之间缺乏横向联系通道。这种联系方式存在众多弊端, 难以满足现代化村镇发展的交通需求 (见图2) 。
5.1.2 圩区规划的特殊性
(1) 圩区是化湖为田, 平均海拔高程较低, 因此对防洪排涝要求甚高。
(2) 圩区属于水陆交接带生态脆弱区, 在水网密集的圩区, 水体不仅是圩区居民生产生活的基础资源, 还是一种特殊的生态资源, 支撑和维持着其他各类生态系统的运行发展。圩区乡村规划中水体的利用既有利于圩区内部交通网络的合理联系, 也关系到圩区的景观建设, 更影响到圩区作为重要的生态涵养区的完整性与持续性。
(3) 圩区水源充沛, 土壤肥沃, 土地利用价值高, 圩区的特质必然要求圩区规划适应农业现代化的发展要求, 最大限度地释放土地潜力, 提升农业生产水平。
(4) 圩区独特的大地景观是其作为广义层面上的农业文化遗产最直观和鲜明的写照, 具有强烈的文化属性。
5.2 大公圩地区的规划建设要点
大公圩地区的规划建设应以保护大公圩自然景观环境的真实性、独特性和完整性为前提, 以弘扬圩田文化, 保护圩田肌理, 提升水环境品质, 改善生态环境和促进乡村发展为宗旨;加之对乡村地形地貌、自然开放空间、聚落属性等混合因素的综合考虑, 进行乡村发展的定位、产业发展的引导、交通体系的优化、特色空间的营造和公共设施的普及, 以旅游开展和水系连通为契机, 推动大公圩走向具有圩区特色的保护与发展并重的新型城镇化道路。
首先, 要充分认识到大公圩的保护性开发与新农村建设之间的辩证关系, 在发挥农业固有核心功能的基础上, 扩展大公圩附加功能。突破传统乡村经济社会发展模式的制约, 通过对大公圩地区独特资源的挖掘和大公圩保护利用战略规划的制定, 将其纳入地方社会经济文化发展规划中, 实现与其他社会自然资源的整合, 激发大公圩潜在的产业功能, 实现产业链的创新和拓展, 推动农村社会的全面发展。
其次, 要做好大公圩地区的乡村规划工作。圩区规划不仅需要通过土地利用的调整和空间特色的塑造实现乡村空间功能的优化、用地利用效率的提升和空间品质的改善, 还要在分析圩区村落肌理特征、社会传统、居民心理特征的基础上, 协调好圩区传统水乡格局保护与新农村建设的关系。
(1) 土地利用规划:应控制城镇规模, 维持一定比例的乡村腹地, 同时整合用地, 提高土地利用效率。
(2) 道路系统规划:既要经济便捷地协调好圩区内部路网与水网, 又要不破坏水乡特色, 实现圩田肌理的维护、圩田文化的传承和生态环境的保护。
(3) 产业发展引导规划:应以乡村产业自身发展和城镇产业对乡村产业的带动为出发点, 构建包含种植业、养殖业、农产品加工业、乡村旅游业和其他乡村特色产业在内的产业体系。
(4) 村庄体系规划:基于圩区特殊的地理、自然和人文条件, 应避免囿于传统规划思路中的块状、团聚状村庄发展模式, 村庄布局应依地而行, 顺势而进, 空间形态结合用地条件, 合理引导村庄集聚。
(5) 防洪排涝规划:应从宏观 (与外江河道的关系) 和微观层面 (圩区自身) 展开圩区水利设施的配套和排涝河道的布设等问题的研究。
(6) 生态保护规划:应在保障圩区水环境、绿化等生态系统稳定的前提下, 按照区域生态特点, 优化资源配置和乡村空间布局。
(7) 公共服务体系规划、基础设施体系规划等其他相关规划都应充分考虑圩区乡村的复杂性和特殊性, 在尊重圩区乡村格局的基础上参照相关规划建设标准进行。
最后, 协调好圩区规划建设与两大工程之间的关系。大公圩地区的水系连通和水乡旅游开发不仅是促进农村社会发展, 提升生产生活能力, 造福百姓的民生工程, 更是重新认知大公圩, 全面发掘大公圩的价值, 重塑传统风貌格局的文化工程。圩区的规划建设要确立圩区的文化身份, 注重文化氛围的营造。
6 结语
大公圩的自然地理条件、乡村聚落属性、社会传统、生产生活方式等决定了乡村规划建设的复杂性和特殊性, 增强了大公圩地区乡村社会发展过程中农业文化遗产保护和乡村文化传承的难度。基于大公圩多元价值和拓展功能的保护性开发, 将大公圩的系统保护与乡村经济社会发展的目标相结合, 通过对圩区乡村规划建设的特殊性和复杂性的把握, 进行乡村产业的引导, 乡村空间格局的优化和基础设施的完善, 有望走出一条转型期圩区乡村发展的和谐道路。
摘要：圩区在江南地区广泛存在, 近年来, 受城市化与现代化的迅猛冲击, 圩区的乡村肌理、湿地景观、生态环境、文化风俗等方面都受到严峻的威胁。在人地矛盾突出, 圩区利用价值可观的今天, 展开圩区乡村规划建设要点的探讨是圩区改造的时代要求。当涂大公圩是江淮水乡的典型代表, 以大公圩为例, 通过对大公圩的重要价值和拓展功能, 以及乡村发展的潜在可能分析, 得出协调大公圩的系统保护与乡村发展关系具有重大意义的结论, 并提出基于大公圩保护性开发的乡村规划和建设的核心要点, 旨在为其他圩区的乡村发展提供有意义的参考。
关键词：圩区乡村,保护与发展,规划与建设
参考文献
[1]赵崔莉.清代皖江圩区社会经济透视[M].安徽合肥:安徽人民出版社.2006:1-5.
[2]戴修明.中国著名古圩——大公圩[EB/OL].2012-12-07[2014-1-29].http://epaper2.wjol.net.cn/masrb/html/2012-12/07/content_120052.htm?div=-1.
[3]赵崔莉.晚清当涂官圩衰落探源[J].中国社会经济史研究, 2008 (2) :85-91.
[4]赵崔莉.刘新卫.近报个世纪以来中国古代圩田研究综述[J].古今农业, 2003 (3) :58-67
[5]陈阿江.水域污染的社会学解释——东村个案研究[J].南京师大学报 (社会科学版) .2000 (1) :62-69.
城市化圩区 篇6
这些圩区的特点是地形平坦, 大部分地面高程均在江、河 (湖) 洪枯水位之间, 每逢汛期, 圩外河 (湖) 水位常高于地面, 圩内涝水无法自流外排, 往往渍涝成灾[1];特别大水年份, 还常决口泛滥, 严重影响生活生产。因此圩区与外河 (湖) 交界处往往建闸, 汛期关闸, 将洪水挡在外河, 圩内全部面积上的总产水量, 除河网和田间滞蓄一部分外, 其他均由排涝泵站在规定时间内抽排至外河。
1 除涝方法分析
新中国成立后, 大力修堤建闸, 同时广泛修建排灌系统, 在确保外河行洪安全的前提下, 又大力发展机电排灌, 进一步提高了圩区的除涝能力, 除涝能力基本达到5年一遇。但是, 随着人口的增长和经济社会的发展, 排涝标准提高;城市化建设占用了部分水域, 河网滞涝能力降低;农业产业结构调整, 以往的水田大面积转化为经济作物, 田间滞涝量减少等原因, 使得现状年圩区除涝能力已不能满足要求, 一遇暴雨, 极易造成农田受淹减产、交通中断、工厂停产等损失。
为此, 各级政府已加大投资力度, 增加圩区泵站抽排能力, 整治河网, 抬高地面高程等措施, 提高圩区的除涝能力, 同时辅以管理措施, 根据暴雨预报对河网进行预排, 以增加河网的滞涝能力。工程措施结合管理措施, 能够很大程度提高圩区的抗涝能力, 使圩区达到或接近除涝标准。
其中, 对河网采用预排的方式已为越来越多的地区所采用, 该方式最大的优点就是在不增加工程投资基础上能提高圩区的除涝能力, 但预先降低河网水位对后期圩区用水会产生一定影响, 本文就该问题重点进行分析。
2 河网预排除涝方法的效益及供水影响综合评价指标
本文研究目标是对河网预排涝效益及后期供水的影响进行综合评价, 因此要求指标体系既能体现供水和需水之间的矛盾, 也能体现预排涝效益, 同时又能反映险情出现的概率和供水风险出现的后果严重性, 为此建立综合评价指标体系:
(1) 风险率。风险是通过事故现象和损失事件表现出来的, 与安全概念相对应, 风险的一般定义是:风险为风险主体遭受损害的不确定性以及其后果的综合[2], 应用于供水系统即是指出现供水损失的不确定性, 可用供水损失事件发生概率和供水损失程度的函数来表示[3]:
式中:P为供水损失事件发生概率;D供水损失程度, 可用供水系统因初始条件变化造成非正常供水时间与整个供水历时的比值计算;i和n分别为风险事件的序号和数量。
(2) 效益指数。是指整个供水系统在供水历时内的投入产出比。
式中:V为供水对象在供水历时内的单位产出, 万元/hm2;M C为供水历时内保证供水对象正常运作增加的投入, 万元。
(3) 缺水指数。体现各缺水工况发生的频率和缺水量。
式中:Si为第i种工况下供水系统因初始条件变化造成非正常供水时间的累计缺水量;di为第i种工况下整个供水历时内累计需水量;pi为Si对应的出现频率;n为可能出现的工况数量。
(4) 可恢复性。体现供水系统的抗旱能力:
式中:T tdi为第i种工况下供水系统的缺水历时;T tsi为第i种工况下供水系统的需水历时;pi为Si对应的出现频率;n为可能出现的工况数量。其值越大表明系统越容易恢复。
3 综合评价模型
3.1 指标权重的确定
权重是一个相对的概念, 是针对某一指标而言。某一指标的权重是指该指标在整体评价中的相对重要程度。权重表示在评价过程中, 被评价对象不同侧面的重要程度的定量分配, 对各评价因子在总体评价中的作用进行区别对待。事实上, 没有重点的评价就不算是客观的评价。
本文采用层次分析法确定指标相对权重。计算步骤如下[4]:
(1) 建立层次结构模型。在深入分析实际问题的基础上, 将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次, 同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响, 同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。
(2) 构造成对比较阵。从层次结构模型的第2层开始, 对于从属于 (或影响) 上一层每个因素的同一层诸因素构造成对比较阵, 直到最下层。
(3) 计算权向量并做一致性检验。对于每一个成对比较阵计算最大特征根及对应特征向量, 并做一致性检验。若检验通过, 特征向量 (归一化后) 即为权向量:若不通过, 需重新构造成对比较阵。
(4) 计算组合权向量并做组合一致性检验。计算最下层对目标的组合权向量, 并根据公式做组合一致性检验, 若检验通过, 则可按照组合权向量表示的结果进行决策, 否则需要重新考虑模型或重新构造那些一致性比率较大的成对比较阵。
3.2 指标处理
前述供水影响指标具有两类, 一类是值越小越好, 包括风险率和缺水指数指标;另一类是值越大越好, 包括预排涝效益和可恢复性指标。为了能够对指标进行统一评价, 需要对指标进行无量纲化和规格化处理[5,6]:
式中:rij为无量纲化处理后的第i方案第j指标值;xij为处理前的指标计算值;xjmax和xjmin为处理前所有方案中第j 个指标实际计算的最大值和最小值。
3.3 综合评价计算
将i方案处理后的指标值按照权重属性累计, 得到该方案的综合评价值:
式中:NDi为第i方案综合评价值;Wej为j指标的权重。因此, 可根据综合评价值NDi的大小对各方案进行排序, 其值越小, 说明供水影响可接受, 而排涝效益较大, 即方案越好。
4 计算实例
4.1 基本情况
杭嘉湖平原某圩区, 地势平坦, 面积25.8 km2, 圩内河道纵横交错, 圩内灌区主要种植单季稻、豆类、蔬菜和果用瓜, 单季稻生长期7月28日-11月9日。圩区基本情况见表1。圩区内设有一雨量站点, 记录有1956年始的长系列逐日降水量。
4.2 除涝方案
根据该圩区的实际情况, 预报7月27日将有100 mm暴雨时, 拟采用三种预排涝方案, 分别对其进行综合评价。
方案一:将河网水位预排至常水位下0.3 m, 其他涝水由增加水泵设计流量解决, 需增加水泵设计流量3.3 m3/s, 增加投资38万元;
方案二:将河网水位预排至常水位下0.7 m, 其他涝水由增加水泵设计流量解决, 需增加水泵设计流量1.4 m3/s, 增加投资17万元;
方案三:将河网水位预排至常水位下1.0 m, 无需增加水泵设计流量, 增加人员管理投资2万元。
4.3 综合评价结果
圩区内生活用水由自来水厂供给, 自来水厂取水水源不受河网蓄水影响, 作物灌溉采用河网水。利用圩区实际资料, 计算预报发生和实际发生1956年、1957年……2010年共可能53种降水情况的综合评价指标, 见表2。根据3.1层次分析法确定指标相对权重, 见表3。根据式 (5) 、式 (6) 对指标进行处理, 并采用式 (7) 计算三个方案的综合评价值, 成果见表4。
从表4可以看出, 针对该圩区用水及来水情况, 选择河网预降水位进行排涝的方案其综合效益最大, 方案最优。
5 结 语
本文提供了分析农田圩区采用河网预排水位除涝方法的效益及后期供水影响进行分析的一种思路, 应用供水风险率、预排涝效益、缺水指数、供水可恢复性等指标进行了综合评估, 并利用实例进行了说明。本文的研究表明:从工程角度考虑, 增加水域滞蓄能力和增加水泵设计流量均能满足除涝要求;从综合效益考虑, 可以建立合适的评价模型, 选择最优的除涝方案。
除涝方案的确定由模型比较确定, 受当地供用水方式、种植结构、经济因素影响很大, 因此, 除涝方案的选择应根据当地实际情况择优选取。
参考文献
[1]郭元裕.农田水利学[M].北京:中国水利水电出版社, 1985:260-268.
[2]沈建明.项目风险管理[M].北京:机械工业出版社, 2004:52-56.
[3]李景波, 董增川, 王海潮.城市供水风险分析与风险管理研究[J].河海大学学报 (自然科学版) , 2008, 36 (1) :35-39.
[4]赵焕臣, 许柏树, 和金生.层次分析法-一种简易的新决策方法[M].北京:科学出版社, 1986:28-29.
[5]韩胜娟.SPSS聚类分析中数据无量纲化方法比较[J].科技广场, 2008, (3) :229-231.
[6]陈守煜.工程水文水资源系统模糊集分析理论与实践[M].辽宁大连:大连理工大学出版社, 1998:8-13.