南方山区（精选8篇）
南方山区 篇1
我国年平均降水量648mm, 相当于6.2万×104m3, 44%形成径流, 年平均径流总量为2.7万×104m3, 人均占有量2 000m3, 耕地亩均占有量1 900m3;分别为世界平均占有量的1/4和3/4, 已经接受国际公认的1 700m3的中度缺水线;已被列为全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。受海陆分布、大气环流和地形的综合影响, 我国降水的时空分布极不均匀。地域上表现为东多西少, 南多北少;时间上表现为秋冬少雨、春夏多雨。我国国土面积2/3以上地区属于年降水量低于250mm的干旱地区, 以及年降水量250～500mm之间的半干旱地区, 年降水量在500～800mm之间的半湿润地区。这些地区水资源总量不足, 属于资源型缺水区。而长江以南地区降水量在1 000mm以上, 水资源分布量占全国总量的81%, 而耕地仅占全国的36.5%;淮河及其以北地区耕地占全国的63.5%, 水资源仅占全国的19%。同时, 由于我国属典型的太平洋季风气候区, 降水季节分布不均匀, 以及较大的年变率和年际变率, 使农业生产经常面对冬春干旱和伏秋干旱的威胁。安化县自然灾害的主要特点是前涝后旱。雨季从3月26日开始, 到7月9日结束, 7月中旬开始进入旱季。干旱给夏秋收作物和果园带来严重的影响。如安化县从1954年～2011年共出现大水灾38次, 洪灾年出现机率为65.5%, 在灾害中排第2位。从1954年～2011年, 共出现旱年42年, 其中特大旱6年, 大旱12年, 一般干旱24年。旱年出现机率72.4%。在各类自然灾害中排第1位。我国南方山区地丘陵面积比重大, 起伏复杂的地形影响地面径流的重新分配, 降低了天然水的利用率, 虽然是多雨地区, 但降雨时节不均匀, 利用率低, 加剧了土壤干旱与农业缺水程序。因此, 推广节水农业技术尤为重要。
农业节水不仅是一个水利工程, 更是综合农学、植物生理、土壤化学、微生物学、环境与气象、农业工程等多学科的综合应用技术。下面就南方山区发展节水农业的技术特点作一探讨。
1集水技术
包括修建山塘、小水库、蓄水池、深沟埋肥及使用土壤改良剂等措施把降水留住。适应于丘岗坡地没有灌溉条件的旱地, 特别是多年生经济作物区。
1.1 修建蓄水池
根据局部地形特点, 在旱地上方挖掘蓄水池, 以蓄存雨水用以灌溉, 蓄水池要用混凝土防渗, 连通环山沟、坡面沟, 有条件的地方可硬化引水沟。池底设置水阀, 配套低压输水管道, 管道要入地10～20cm, 防止老化, 延长使用寿命。水池容积大小视旱土面积而定, 砼体材料硬化, 南方地区一般每667m2内用量10m3能够解决旱季抗旱问题。
1.2 深沟埋肥
主要对经济作物旱土, 根据不同作物开挖0.5m～1m深沟并埋入有机肥, 培肥土壤。据研究, 土壤中有机质分解形成的腐殖质, 吸水能力高达500%～600%, 是粘土颗粒吸水率的10倍。
1.3 使用土壤改良剂
改善土壤物理性状, 疏松土壤, 提高土壤积蓄水能力, 适合所有旱土和大部分水田。
2保土保水技术
该技术特点是:根治顺坡翻耕习惯, 消除或减少地表径流, 防止雨滴直接打击土壤, 千方百计保持土壤涵养水分。
2.1 坡改梯
该技术适应于地面坡度在5°～25°的坡地。通过土地平整, 改变地表形状和流水方向以及优化土壤内部环境, 建造“土壤水库”, 从而实现保水目标。
2.2 等高撩壕
适应于地形起伏变化大的山坡地, 沿等高线起垄耕作, 紧适于果树起垄栽培、间套作矮杆作物, 特别是豆科作物。外壕壁种草保土, 内沟分段成坎集水, 垄上种耐旱作物, 垄沟种耐湿作物。
2.3 分厢套作
对15°以下缓坡地, 通过建立水平厢面, 消除地表径流, 加上表面作物覆盖, 防止雨滴直接打击土壤, 从而保持水土。
2.4 培肥土壤
主要是大量增施有机肥, 培肥地力, 增加土壤吸水力, 发挥“土壤水库”的作用。适应于所有旱土和水田, 最易推广的有效办法是秸秆直接还田还土, 其次种植专门绿肥、培肥土壤。
2.5 增施保水剂
保水剂的主要成分是吸水树脂, 在有水时, 它能迅速吸收自身重量几十倍甚至上千倍的水分, 然后缓慢释放出来, 供作物利用。
3节灌技术
主要包括喷灌、滴灌、管灌、浸润灌溉、非充分灌溉、干湿灌溉、非饱和灌溉等方法。它的主要特点是:改进现有灌溉方式, 采用计划、节约措施, 适时、限量、局部的将水用于作物需水临界期。
3.1 喷灌技术
喷灌是一种输水损失很小的先进节水灌溉方式, 它容易控制水量, 不易产生深层渗漏和地表径流, 灌溉水利用系数可达0.72～0.93, 可较明渠输水地面灌溉节水30～50%, 而且灌水均匀、节水、省力、增产增收。
3.2 微灌技术
根据作物需水要求, 通过低压管道系统与特制灌水器, 将水份及养分以较小流量准确输送到作物根部附近土壤中的输水方式。主要用于局部灌溉, 沿途没有损失, 能适时适量按作物生长需要供水, 比地面灌溉节水1/2～3/4, 可减少地面蒸发, 灌水均匀度达90%。在果园、菜园中推广应用前景广阔。
3.3 膜上灌技术
是在地膜覆盖栽培基础上发展起来的一种新型地面灌溉方法。即将地膜平铺于沟中, 利用地膜输水, 通过地膜放苗孔和灌水孔渗给作物的灌水方法。地膜覆盖栽培结全膜上灌技术, 具有节水、保墒、抑制杂草, 促进作物高产优质等优点, 利于在南方石灰岩以地地表水奇缺的区域推广。
4抑蒸技术
这是国际公认的真实节水技术。其特点是:减少土壤与作物蒸发、即减少水资源性损失。主要包括地膜覆盖、秸行政区覆盖, 使用叶面和土壤抑蒸保护剂, 营造防风林等。
4.1 地膜覆盖 (含大棚塑料栽培)
主要是防止水分蒸发, 维持土壤相对湿度, 增加有效积温, 促进作物生长, 减少用水量。适应所有旱作栽培, 操作是分厢盖膜, 两厢之间留25～30cm土沟接纳降水, 视土壤墒情, 对沟实行堵或排。该技术在0～20cm耕层内可提高土壤含水量6.5%, 灌溉水的利用效率对比提高50%。
4.2 秸秆覆盖
适应于所有大田、旱土。它既有降低土壤水分蒸发量的保湿作物, 还有冬天增温、夏天降温效果, 而且还是当今增加土壤有机质最有效的途径。旱土根据作物种类不同可覆盖1cm～10cm厚度不等。一般作物可覆盖1～3cm。像马铃薯免耕覆盖稻草栽培和韭黄栽培, 要覆盖10cm以上。水田一般实行全量覆盖或2/3以上覆盖, 方式多种, 效果都很好。该技术在0cm～20cm耕层内可提高土壤含水量5.1%, 夏季能降低土温2℃～3℃灌溉水的利用率提高36.5kg/m3。
4.3 使用抑蒸保护剂
化学抑蒸保护剂种类很多, 有的参与植物代谢, 关闭气孔, 降低蒸腾;有的在叶外形成保护膜, 减少水分蒸腾;有的降低叶面温度, 减少蒸腾;有的喷施地面, 直接减少蒸发。
4.4 营造防护林, 适用于所有耕寺
主要是降低区域内的风速, 从而有效降低蒸腾作用。
5农艺技术
主要是:选用抗旱优良品种, 避旱种植, 实行产业结构调整和耕作制度改革, 减少高耗水作物, 实行深耕、深松、免耕、少耕、干耕干整等。
5.1 选育抗旱节水型优良品种
即选育生育期较短, 根系发达, 叶面较小或叶层直立型具有优良经济学性状的品种。如大豆品种云易早, 是从安化老品种中系统选育出来的, 抗旱性强, 适宜山区旱土种植。
5.2 避旱种植
主要根据区域性气候特点, 让种植作物的壮大、成熟期避开高温、干旱季节。玉米育苗移栽能提早成熟20天左右, 对确保全苗、壮苗、提高复种指数、避开8月高温干旱都能取到良好的作用。
5.3 实行产业结构调整和耕作制度改革
改稻—稻耕作制为稻—菜—菜、菜—稻—油、菜—稻—肥种植模式等, 既节水、改变土壤结构, 又为农民增收, 一举多得。仅通过改变灌溉方式每667m2双季稻节水50m3, 实行水旱轮作每667m2节省用水300～800m3。
5.4 深耕和深松
这是最具普遍意义的农业节水措施。根据不同的土壤质地结构, 在原有耕作的基础上, 按节水农业要求设计出耕层深度和有效活土层深度, 并结合少耕和免耕, 提高保水蓄水能力, 减少地面流失与蒸发。同时可以促进根系发育, 增加抗旱、耐肥、抗倒伏能力, 为优质高产打下基础。耕作方式有全层深耕、上耕下松、浅耕深松、免耕深松、沟垄深松。根据土壤和作物不同:深耕在15～25cm以上不等;深松:在30～100cm以上不等。
5.5 免耕、少耕
旨在维持稳定的土层, 防止土壤松散而造成水土流失。主要适应于旱土, 在雨季来临之前实行深耕和深松, 结合覆盖;在雨季维持免耕、少耕状态, 效果最好。
5.6 干耕干整
主要针对于水田。在春耕和夏秋耕时, 改传统的湿耕水整为干耕干整, 可以大量的节省农田用水, 仅这一项减少用水量达30%以上, 南方水稻每667m2可减少用量300～500m3, 是当前水稻栽培工水的一个重要措施。
6防漏技术
主要是输水过程防漏、农田防漏、田埂防漏。
6.1 输水渠及灌溉沟的防漏
粘性土沟通过人工夯实疏通、清除漏眼等方法, 起到防渗漏作用。有条件的地方, 实行砼体材料衬砌硬化。
6.2 农田防漏
主要针对砂性土壤或没有犁底层或犁底层有砂层或砂眼的水田。基本措施是客土 (粘土) 改良土质、填堵砂眼, 四周如有排水沟, 则把沟填平。如果需开撇洪沟则要硬化和实行非饱和灌溉、非充分灌溉。
6.3 田埂防漏
田埂漏水原因是掘眼动物的危害或砂质结构。主要办法是人工清除漏眼, 用药杀灭危害动物。有条件的可实行砼体田埂硬化。
摘要：水既是必需的农业生产要素, 同时也是影响农产品质量的重要因素, 可以说解决了水的问题, 就解决了人类的温饱问题。随着各项事业的迅速发展, 水资源短缺将日益凸现。本文通过对南方水资源现状的分析, 提出了适应我国南方山区湿润气候条件下节水农业的技术措施。
关键词：南方山区,节水农业,技术措施
参考文献
[1]农业部.节水农业培训教材[M].全国农业技术推广服务中心, 2002:9.
[2]谢卫国.农业现代化研究[M].北京:科学出版社, 2004:352-355.
[3]湖北省土肥站.节水农业技术[M].2003:4.
[4]杨素哲.广泛实施集流节灌挖掘农业发展潜力[J].灌溉排水, 1999 (01) .
南方山区 篇2
关键词 南方石质山区；石漠化；防治对策
中图分类号：X171.1 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）11--2
石漠化是“石质荒漠化”的简称，是指基于喀斯特地貌环境，加之人们长期的不合理经济活动致使植被受到极端破坏，水土流失，土地的生产再生产能力下降甚至衰退，人地矛盾突出，尤其是我国南方石质山区因为树木遭到了严重的砍伐，石漠化的现象更为明显。因为喀斯特山区地表土壤稀薄，基岩暴露，加之暴雨强力的冲刷，以至于水土流失后岩石显露于表面，表现出了石漠化现象，经过时间的冲刷，石漠化现象必定会越发严重。土地资源的流失必定是山区石漠化最终的结果，而且因为石漠化地区缺乏植被，土壤蓄水能力下降，通常会造成人畜饮水困难的问题[1]。解决南方山区石漠化现象是推动南方山区经济发展、文化发展的重要环节，也是保护耕地、维持生态平衡的必要措施。
1 山区石漠化概述
我国南方石质山区面临着水土流失、石漠化等生态环境问题日益严重的情况，而造成这一情况的主要原因之一是由于人口日益增加，对粮食的需求量日益增大，造成了林粮争地的情况。人们垦林开荒，使、树木的数量及森林面积大幅度减少，造成了前所未有的生态环境危机。从上述所讲的生态问题可以看出，关于南方石质山区的水土流失、石漠化等问题应该得到更强有力的治理 [2]。
2 石漠化的形成特点
2.1 人为因素
石漠化的形成中最主要的是人为因素，是由于长期不合理的耕作导致土地生产能力的下降，为了增加粮食产量而盲目开开垦土地，导致土地的孕养能力都不断的降低，在土地孕养能力降低的同时，为了增加粮食的产量又不断的对土地进行新的一轮开采。长此以往，就出现了山区石漠化现象。
一是乱砍滥伐的习惯，南方区曾多次出现大面积砍伐的现象。大面积的乱砍滥伐导致森林面积的大幅度减少，导致山区中绿化面积的减少，这最终也就导致了水土流失现象的不断产生，可是水土流失最重要的原因又是山区石漠化。
我国南方山区中最常见的副业为牧业，牧业的不断发展则也会导致林草植被的损害，非常容易导致土壤被冲刷腐蚀，一头羊或者一头牛在一年内可以将在山上生长了3～5 a的0.67 hm?内的植物吃光。
二是过度开垦。岩溶地区由于本身就没有足够的能够开垦的耕地[3]，所以当地的群众只有靠不断地开垦耕地来解决土地不够的问题；但这样过度的开垦必然会导致植被破坏、水土流失。
2.2 自然因素
石漠化的形成的自然因素则是山区石漠化形成的基础条件。南方地区的特点有：山地多，平地少，成土慢；加之南方地区山又高坡有陡，降雨量充沛，为石漠化的形成提供了寝室动力和溶蚀条件，由于自然原因导致的石漠化占总石漠化比例的26%[4]。此外，南方地区的降水量十分多平均每年能达到900～1 300 mm，且暴雨都集中在春季和夏季。春季则是种植的季节，暴雨会带走大量的泥土，这也是导致石漠化的重要原因。
3 石漠化的危害特点
山洪、泥石流等自然灾害经常容易发生在出现了石漠化灾害的地区，容易导致水旱的等各种灾害的发生，几乎全年都有旱涝灾害。
同时，由于石漠化的程度比较高，裸露的岩石也较多上面覆盖的土壤也比较少，因此，保水能力也比较低，遇到大雨以就容易出现水土的进一步土壤流失，这样就形成一种恶性循环，造成山穷水恶土瘦的现象，给南方山区居民的生活造成了十分严重的困[5]。
水土资源不断流失，石漠化的加剧自然也就会对农业产生一定的反作用，给农业带来一定的挑战。如石漠化的发展会导致人们生存家园的不断减小，进一步导致生态的恶性循环。由于石漠化多发生在南方一些贫困山区，所以更让这些地区的贫困情况难以得到改善。
4 山区石漠化的防治对策
4.1 将水土流失综合治理作为核心
山区石漠化的治理应当严格遵循水土保持的原则，根据各地的实际情况因地制宜制定治理方案。要将提高水资源的永续利用率为最终目的，将石漠化的治理与退耕还林相结合，提高山区的涵养水源的能力，保护种植林。要在山区对石漠化地带进行治理首先需要对未出现石漠化的地区进行保护，防止其石漠化的发生，阻止潜在石漠化的出现。对于已经出现了石漠化的地区，需要先从轻度和中度石漠地区开始治理，防止其往更严重的形势上发展。
4.2 多管齐下
将封山育林、荒山造林、退耕还林、转变基本生产模式、定向实施生态移民等措施相结合。并需要在此基础上支持企事业单位，个人企业以及非公有制企业都参与进山区石漠化的防止进程中来，转变经济发展方式，加紧农村新能源的建设步伐，将森林等绿色资源的消耗减少到最低限度。
4.3 科学普及
在对山区进行石漠化防治及治理时，需要对山区居民进行思想及科学教育普及，促使农民改变传统耕作方式，采取必要的保水措施和正确合理科学的耕作模式，防止为了增加粮食产量而盲目开垦土地的做法，从根本上对山区石漠化灾害的形成做出合理应对。
4.4 科学防治
要想改变环境和人为的各种影响，就必须使用先进的科学技术，用新的方式来进行基础的科学防治工作。此外，要加强对农民的知识技术培训，让他们更直观的了解防治的技术，了解石漠化的特点，只有人人都能够站在科学的角度上做好防治，才能够真正实现石漠化的有效防止。
4.5 强化监测
防治石漠化是不是一蹴而就的，而是要通过一个长效、长期的监测机制来对石漠化的程度以及防治的效果进行检测和评价。一般情况可以定为每5 a进行一个周期的检测，从中准确的分析石漠化的变化情况，根据检测的结果采取必要的防治措施[6]。在监测的过程中，也要注意周围的环境变化，对石漠化防治效果进行评估并制定下一步的工作计划。
5 结语
山区石漠化的现象最终会导致山区的蓄水能力不断的下降，耕地生产力不断下降，导致农村居民的收入下降。对山区进行石漠化治理及防治成为了增加山区居民收入，保证山区居民生活来源的重要环节。根据我国各地区的石漠化治理可以看出，石漠化的治理还是一个减贫的过程。通过对石漠化的治理工程区保持了水土，积极的调整了生产结构，发展了农林业、木本粮油业。根据统计数据表明，工程区农民的人均年收入都以12.5%的速度递增。通过对南方山区的石漠化的不断治理和改造，南方山区的经济和环境都将得到很大程度的发展，也能够在很大程度上改变山区居民的生产耕作模式，带动山区的新型经济发展，为山区农民增加更多的发展机遇。
参考文献
[1]董艳艳，张丁娜，曹文茂.试论干旱对农作物的影响和对策[J].农村实用科技信息，2013（9）：90-92.
[2]朱品松，薛玉华，王秀丽.张家口坝下干旱丘陵山地不同海拔夏播小麦生态实验报告[J]. 河北农学报，2014（12）：98.
[3]杨河，霍永峰，丁娜.干旱气象灾害对农作物的影响[J].农民致富之友，2014（2）：22-24
[4]冯汉华，熊育久.广东岩溶地区石漠化现状及其综合治理措施探讨[J].中南林业调查规划，2011（1）.
[5]李阳兵，白晓永.中国典型石漠化地区土地利用与石漠化的关系[J].地理学报，2006（6）.
[6]熊平生，袁道先，谢世友.我国南方岩溶山区石漠化基本问题研究进展[J].中国岩溶，2010（4）.
南方双复杂山区地震采集方法探讨 篇3
关键词：南方,双复杂山区,信噪比,宽线,弯线,加密炮,采集方法,效果
我国南方海相碳酸盐岩复杂油气勘探区主要指地表复杂的山地和前陆盆地边缘地下高陡构造带, 也称为双复杂区[1]。这些双复杂区 (特别是地表灰岩出露区) 的地震资料采集主要面临两个方面的问题。
(1) 复杂山地问题。地表类型复杂多样, 地形起伏与切割剧烈, 难以进行炮检点精确定位;表层结构复杂多变, 激发、接收条件差异大, 地表非一致性严重;表层低降速带吸收强烈, 导致海相碳酸盐岩地层段反射波能量和频率降低;起伏地表不均匀性造成的近地表散射效应导致地震资料干扰严重、信噪比低, 很多地震数据处理和成像方法不能有效应用。
(2) 复杂构造问题。地下构造复杂, 断裂发育, 地层倾角大, 因而地震波场复杂;同时勘探地质目标埋藏深, 上覆高陡构造屏蔽了地震反射能量, 使得信噪比降低。
针对复杂地区存在的问题, 地球物理工作者提出了很多地震采集技术思路和方法。如李连英根据黄土丘陵地带的地质条件, 提出了弯线采集技术, 克服由于黄土巨厚等因素造成激发和接收困难, 降低了采集施工的难度, 很好的完成了地质任务[2,3]。在高陡构造地区, 赵殿栋等人针对推覆断面及下伏构造的地震成像效果差这一难题, 提出基于模型面向目标的观测系统优化设计技术, 利用波动方程照明结果确定地面炮点加密范围, 利用射线追踪和波动方程模拟联合照明, 综合分析了地下各目的层上覆盖次数和能量的贡献分布曲线, 确定目的层的最优检波器排列方式和排列长度, 取得了较好的效果[4,5]。同时近年来, 黄土塬地区、南方山地、准格尔盆地南缘山前带、塔里木盆地西缘库车地区等地震资料采集中广泛应用了宽线地震采集技术, 通过对宽线和单线地震剖面进行对比, 认为宽线地震剖面比单线地震剖面品质有较大改善[6,7,8,9,10,11,12]。
本文在前人的研究基础上, 针对南方双复杂山区的地震采集特点, 总结提炼出该双复杂地区地震采集方法, 即针对地表地形特征, 形成以激发为中心的宽线与弯线相结合 (弯宽线) 的采集方法;针对地下目的层能量阴影区域, 形成局部加密炮技术。从地表和地下两个方面, 分解了双复杂地区地震采集的难题。
1 南方双复杂山区地震采集思路
南方双复杂山区地表条件复杂多变, 地震资料信噪比低、采集难度大和目的层成像效果差等特点, 从而不利于储层预测。对于这些问题, 采用固定的观测系统方式解决显得不够理想, 其存在一定的局限性和不适定性, 因此, 可以从地表和地下两个方面来解决这一问题, 为此提出:
(1) 以激发为中心的合理有效的观测系统设计理念, 即在优选激发岩性和优化激发位置的条件下, 进行合理有效的观测系统设计。降低复杂地表地形带来的采集难度和激发接收的难度。
(2) 针对目的层成像效果差, 围绕怎么样使采集的原始资料照明能量均匀化为目标, 可以在规则的观测系统模板基础上进行局部加炮研究, 最终得出基于目的层能量均匀的采集设计, 避免了整体加炮, 从而降低了采集的成本。
1.1 宽线地震原理
宽线地震接收的方法是二维测线按照三维进行观测、邻道面元叠加方法。与二维单线激发接收相比, 宽线采集具有以下优势:
(1) 宽线接收增加了覆盖次数, 提高了对干扰的抑制能力。
在面元横向尺度要求允许的范围内, 布设n条接收线, 这样在垂直测线方向具有覆盖次数n Fx, 总覆盖次数F=n Fx×Fy (Fx为垂直测线方向的覆盖次数;Fy为沿测线方向的覆盖次数;n为炮点线数) , 覆盖次数是二维的n F x倍。炮检点相对单线纵横向离散, 面元道集内增加了不同的传播路径, 减小了干扰的相干性, 从而增加了对干扰的抑制能力, 提高了资料信噪比。
(2) 宽线接收增加了炮点优选机会。
由于接收测线为n条, 炮点选择的范围约增加n倍, 这样可以通过优选炮点改善激发条件, 最大限度地选择激发条件好的点激发, 同时也减少了空炮率。
(3) 宽线接收提高了接收有效信号的能力, 保证整条测线均匀提高覆盖次数。
复杂地区地表接收条件横向变化快, 由于在一定面积范围内接收, 宽线观测系统提高了接收有效反射信号的能力。同时宽线接收、多方位接收使相邻叠加, 改善了高陡地形的影响, 从面上保证了各点覆盖次数均匀。
(4) 邻道叠加压制干扰。
宽线施工的炮检组合方向特性, 等于组合震源的频率—方向特性与组合检波器的频率—方向特性之积, 从而通过垂向邻炮、邻道的叠加达到有效压制干扰、提高资料信噪比的目的。
1.2 弯线采集原理
复杂地表地震采集设计首先应该从优选激发条件出发, 以获取高信噪比单炮记录为目标, 其思路:首先沿地表有利区域布置炮线, 其次沿炮线的中心趋势线确定一条直的CMP线 (可定义为坐标系统的X轴) , 同时根据优选的炮线和确定的CMP线, 反演出一条最优的接收线及其每个检波点的坐标。建立的目标函数为:
即可求得接收点坐标, 其实质是在共接收点道集上对炮点的Y坐标取平均后的负值;再次分析该观测系统的CMP线上面元的覆盖次数分布;最后修改炮点距、道间距或加密炮点、局部增加接收排列等, 使得CMP线上的覆盖次数达到最低次数要求以上并基本均匀分布的目的。另外, 为了改善设定的CMP条带在弯线区域的覆盖次数, 以及共中心点向中轴线 (X轴) 收敛, 可以对弯线中的炮检点位置做适当的约束, 即界定物理点最大的偏离范围, 偏离的物理点应遵循渐变原则, 避免突变造成的转弯角度过大而产生的离散问题。
1.3 加密炮设计原理
加密炮 (增加炮点) 设计是为了解决目的层能量连续性而提出的, 因此是以目的层能量均匀为主要指标, 其基本原理是:首先利用研究工区已有的实际资料建立一个具有代表性的地质模型;其次在这个模型的基础上采用一个观测系统模版, 通过正演模拟计算每一炮对目的层照明, 构造一个炮文件集合[13]。
其中:Hn为总的单炮数据集合;Si为某一单炮能量。
第三将正常放炮的所有炮照明能量数据按实际的CRP面元叠加, 得到目的层原始的能量, 求出该能量均值和方差σ。
其中Eij为某一面元的照明能量, i和j分别为该面元的Inline号和CDP号;E为目的层照明度能量的均值 (满覆盖区域) 。
第四针对目的层能量不均匀性, 利用模拟退火或最小值法进行加炮, 直到目的层照明能量的方差σ最小时退出循环。从而得到接收照明均匀的最优化加炮组合。
2 应用效果分析
2.1 应用背景
南方桂中坳陷是一个以古生界充填为主的残留盆地。晚古生代的海相碎屑岩及碳酸盐岩地层保留较全, 累计厚度可达14000 m。该区的主要勘探目的层是古生界泥盆系, 要求能基本搞清海相沉积岩层内部波阻特征和宏观沉积规律, 搞清区内主要构造格架及断层分布特征。该区属双复杂地区, 其地震勘探的难点主要体现在:
(1) 主要目的层石炭系、泥盆系的岩性以灰岩为主, 反射系数小、地震响应不好。多期构造运动, 造成岩体破碎, 断裂十分发育, 地震反射界面连续性差。
(2) 喀斯特峰丛区大型洞缝、裂隙发育, 使激发产生的弹性波不能正常传播。老地层出露, 植被发育, 检波器很难按设计要求摆放。连绵起伏的山脉和突兀的孤峰, 造成山间的各种侧面和次生干扰十分发育, 严重影响地震资料信噪比。
(3) 近地表结构复杂, 全区没有稳定的虚反射界面, 静校正问题突出。
为此, 2010-2011年在桂中坳陷北部区域开展二维宽线地震攻关试验, 试验方案采用3线3炮观测系统, 单线观测系统为5390-10- (20) -10-5390, 道距20m, 单线540道, 总1620道接收, 炮点距40m, 炮排距60m, 覆盖次数810次 (面元10m×80m) 。
采用抽取不同观测系统方案进行资料处理, 通过对1线1炮、1线2炮、1线3炮、2线1炮、2线2炮、2线3炮、3线1炮、3线2炮、3线3炮等不同观测系统以及90—810次不同覆盖次数等的二次方法论证分析, 综合考虑了宽线效应的贡献和野外施工成本、效率等, 最终确定了在桂中地区采用三线二炮540次覆盖观测方案 (如图1) 进行正式施工生产, 具体观测参数为:单线观测系统5390-10- (20) -10-5390;接收道数1620道 (540×3=1620道) ;接收线3条, 接收线距40m, 检波点距20m;炮点距40m, 炮排距60m (中间炮) 、120m (两边炮, 即2炮抽1炮) ;最高覆盖次数540次 (面元10m×80m) 。
2.2 弯宽线应用实例分析
在桂中地区实际的宽线地震采集施工过程中, 常常由于各种障碍物和异常复杂的工农关系问题, 使得局部地段炮点和接收点存在一定的偏移情况, 即存在不同程度的炮线和接收线弯曲布置情况, 拟采用弯线技术来化解诸如此类复杂地表问题, 从而确保观测系统覆盖次数达到最低次数要求以上并基本均匀分布的目的, 由此形成了以激发为中心的宽线与弯线相结合 (弯宽线) 的采集技术方法。
例如, 桂中工区中某测线在1840—2250桩号段因经过高陡地形 (悬崖、陡坎等) 和村庄附近风水龙脉山等障碍无法按直线布设炮检点, 为此采用弯线技术按逐渐偏移原则设计炮检点 (如图2) , 杜绝突变偏移, 确保其收敛性, 从而较好的选择了有利于激发接收的物理点位, 有效克服了复杂地表地形带来的种种不利因素, 降低采集施工难度, 提高了采集资料品质。同时说明了在优选激发接收条件下, 将宽线与弯线有机结合 (弯宽线) 能够较好的适应双复杂山区起伏地表的二维观测系统设计。
从实际完成的采集剖面来看, 反射波组特征清晰, 主要目的层内幕反射信息丰富, 地质现象刻画清楚, 较好的完成勘探地质任务, 应用弯宽线采集技术方法取得了良好的效果 (如图3) , 为桂中地区地震勘探打开新局面奠定基础。
同年, 在安顺地区黔南坳陷双复杂区推广应用该三线二炮540次覆盖宽线结合弯线技术方法同样取得了良好的地震采集效果 (如图4) , 为安顺1井的风险勘探部署提供了有力的依据。
2.3 加密炮实例分析
在重庆建南—龙驹坝地区的地震勘探采集中, 根据以往资料分析, 区内主要勘探目标—龙驹坝推覆体构造带地表灰岩广泛出露, 地形高陡, 激发接收条件较差, 加之地下构造高陡复杂, 断裂发育, 地层倾角大, 地震波场复杂多变, 由于受上覆老地层及断层的地震波能量屏蔽、散失作用较强, 其构造顶部及下伏地层成像效果较差。在2007年建南—龙驹坝地区三维地震勘探资料采集施工中, 为改善龙驹坝推覆体构造带的资料品质, 特别针对龙驹坝构造进行加密炮设计, 共增加207炮, 通过加炮后, 满覆盖区 (72次) 主要目的层的覆盖次数提高了5-6次。加炮设计及生产后覆盖次数如图5所示。
图5龙驹坝构造加炮设计 (左) 及加炮后覆盖次数 (右)
为分析加密炮 (增加炮点) 前后叠加剖面效果, 现场处理对经过龙驹坝构造的某Inline线按加炮前和加炮后处理, 以同一流程及参数处理了两套剖面 (如图6和7) 。从现处剖面对比看, 龙驹坝构造经加炮观测后, 资料有所改善, 信噪比有所提高, 构造主体部位成像较为清晰, 内幕反射特征更加清楚。可见, 在地下高陡构造地区, 针对推覆断面及下伏构造局部进行加密炮 (增加炮点) 设计, 覆盖次数的增加有利于提高资料品质和改善地震成像效果。
3 结束语
本次针对南方双复杂山区地表地质条件复杂多变、地震资料品质差的特点, 提出了宽线与弯线有机结合的采集方法和目的层局部加密炮设计技术。采用弯宽线采集降低了地表施工的难度和改善激发接收的条件, 有利于提高资料品质, 而针对高陡复杂构造区目的层成像不好区域局部加密炮技术, 增强了目的层能量的均匀性, 提高资料信噪比, 同时改善其地震成像效果。该技术方法分解了双复杂地区地震采集的难题, 为双复杂地区观测系统优化设计提供借鉴, 其在桂中、黔南、重庆龙驹坝地区地震勘探施工中使用, 取得了良好的采集效果, 值得在类似高陡复杂构造区以及其它低信噪比地区进一步推广应用。
参考文献
[1]李林新.南方海相碳酸盐岩油气区地震采集面临的问题和对策[J].石油物探, 2005, 44 (5) :529-537
[2]李连英.弯线施工技术在煤矿扩区地震勘探中的应用[J].山西科技, 2004, 3:73-74
[3]郭良红, 田小平.黄土塬区煤田弯线地震采集技术的应用[J].中国煤田地质, 2006, 18 (6) :43-45
[4]赵殿栋, 郭建, 王咸彬, 等.基于模型面向目标的观测系统优化设计技术[J].中国西部油气地质, 2006, 2 (2) :119-122
[5]罗仁泽, 梁黎明, 吴希光, 等.宽线大组合理论及其在黄土塬地震采集中的应用[J].天然气工业, 2009, 29 (2) :54-56
[6]罗仁泽, 黄元溢, 曾俊峰, 等.宽线大组合地震接收原理及实践[J].天然气技术与经济, 2011, 5 (1) :21-23
[7]殷军, 徐峰, 杨举勇, 等.库车地区宽线采集技术应用与效果[J].天然气工业, 2008, 28 (6) :49-51
南方丘陵山区水稻机械化收获探析 篇4
我国丘陵山区分布较广,占国土面积的43%以上。南方丘陵山区耕地比例在60%以上的省份达11个,耕地面积占全国耕地总面积31.5%,粮食产量占全国粮食总产量35.5%。目前,水稻是南方丘陵山区最重要的粮食作物之一,种植面积占全国水稻种植面积的68.3%[1]。
我国农业机械化发展总体上已进入中级阶段,而相比平原地区,丘陵山区农业机械化发展明显落后,多数仍处于初级阶段,区域发展不平衡问题日益突出。收获机械是丘陵山区实现全面农业机械化的重要内容和主要环节,也是农机化工作的重点和难点。因此,形成和发展丘陵山区特有的收获技术模式、加快推进收获机械化,对于保障我国水稻等大宗粮食产品供给,提升粮食作物种植效益,促进农民增收和农业增效,具有十分重要的现实意义。
1 丘陵山区自然概况与农机化现状
1.1 丘陵山区自然种植特点
丘陵是指海拔一般在500m以下,相对高度一般不超过20m的起伏不大、坡度和缓、顶部浑圆、连续分布的圆丘状地貌集群。丘陵是山区向平原过渡的中间阶段,从气候条件上看,一般在温暖湿润地区丘陵分布较多[2]。
在丘陵山区,耕地主要类型有:小冲击坝区、大块峁腰田、大块峁顶田、冬水田和梯田。小冲击坝区、大块峁腰田、大块峁顶田指地势地表起伏和缓的地区,田块连片,面积较大,其相邻田块间的落差高度一般不超过0.5m,总面积占南方丘陵山区耕地总面积50%以上。梯田是在丘陵山区坡地上建造的阶梯式农田,田块随地形变化,一般呈狭长状,面积大小不等。冬水田,是浅山丘陵地带特有的一种稻田,田块一般面积较小且不规则,因受环境和气候的限制,它全靠冬季贮水而不灌田,一年只种一季稻,故名冬水田。冬水田和梯田所占耕地面积较小。南方的丘陵山区是我国水稻等粮食作物的主产区,其种植特点:一是田块小且形状不规则,不同的田块之间存在一定的高度差;二是水稻均为水田种植,土壤承载能力低;三是水稻种植分散,品种和成熟时间不一;四是机耕道路过窄或路面高低不平,田间沟渠多。
1.2 丘陵山区农业机械化现状
丘陵山区地理条件复杂,土地相对分散,农业基础设施薄弱,农机发展受限。由于在我国农业的长期规划中,是优先发展平原,后发展山区,从而忽视了众多小型、轻便农机具的研究和开发,而当前应用于平原地区的农机设备难以适应丘陵山区的实际需求。同时,我国丘陵山区绝大多数是经济欠发达地区,且国家对丘陵山区农机政策扶持力度不够大,即使有部分适合的农机具也无力购买,这样就制约了农机具在丘陵山区推广。
近年来,农机化在农业生产和农村经济发展中的作用和地位愈显重要。因此,加强农机新机具、新技术的推广力度,特别是水稻联合收割机的推广,以促进农机化更快发展已成共识。当前,南方丘陵地区水稻收获机械化更是迎来了难得的发展机遇。有利条件主要有几个方面:一是平原地区的水稻机械化收获技术基本成熟,对丘陵山区水稻收获机械的研发设计具有很好的借鉴作用。二是政府扶持力度加大。政府实施农机购置补贴政策,购机户购买联合收割机的投资减少,调动了农民购机积极性。三是水稻机械化收获的市场较大。水稻机械化收获节能够实现抢收抢种,节省劳动力成本,有利于农民进城务工,可形成较大的水稻机械化收获市场[3]。
2 丘陵山区水稻机械化收获技术模式探析
2.1 水稻机械化收获方式
目前,水稻机械化收获为联合收获和分段收获两种技术模式。
1)联合收获是指使用水稻联合收割机一次性完成收割、脱粒、清选和装袋等数道工序,自动化程度高,稻谷籽粒基本清洁干净,省时省工,有较高的收获效率和较低的损失率;但受气候影响较大,最佳收获时期较短,过早或过晚收获会造成损失率高。
2)分段收获是指利用水稻割晒机将水稻割倒铺放田面,然后在田间或运送到其他场上利用脱粒机脱粒,清选和装袋靠人工完成。这种收获方式可提前收割,通过自然晾晒便于脱粒,减少了烘干和晒场的作业量;但所用机具多,收获时间长,需要劳力配合,人工劳动强度较大,作业效率较低。
2.2 丘陵山区水稻机械化收获技术模式
水稻的机械化收获受到种植方式、气候条件、土地类型和田块大小等条件的制约,应全面考虑收获条件以及收获机械的适应性、经济型、作业质量等影响因素,选择合理的收获技术模式。
在丘陵山区,小冲击坝区、大块峁腰田、大块峁顶田、应以联合收获为主。小冲击坝区、峁腰田、峁顶田地势较平坦,田块间的落差小,水稻的种植面积大、收获时间较统一,联合收割机可发挥优势、连续作业,有利于提高收获效率、降低损失率,节省劳动力和收获时间。但使用联合收割机有一定的局限性:由于田块面积小,且多为水田,田埂和沟渠较多,不利于收割机的行走,使收割机的通过性差,当泥脚深度为15~20cm时,机具作业困难,收获质量不高,易出现故障,降低收获效率。目前,多数收割机没有秸秆处理装置,不利于秸秆的综合利用或切碎还田,造成有机质的大量损失和环境污染。综合利弊考虑,应改善和提高联合收割机的作业性能和适应性,在小冲击坝区、大块峁腰田、大块峁顶田、推广并普及水稻联合收割机的使用。
在坡度较缓和的梯田,由于受经济条件和地理条件的限制,应考虑购置水稻割晒机、割捆机和脱粒机进行分段收获,可将水稻收割后铺放田间,然后运送到场上脱粒。水稻割晒机结构简单,价格便宜,比人工收获劳动生产率高5~8倍,收割损失减少1/2。对于许多不能采用联合收割机作业的丘陵地区以及经济条件差的农户来说,水稻割晒机是较好的选择,也是丘陵地区较为普及的水稻收获机械。
由于冬水田常年有水,稀泥深度一般超过20cm,使农业机具的行走变得十分困难,所以目前还没有实现机械化收获,水稻的收获主要采用人工收获。但人工收获劳动强度大,作业条件艰苦,人工成本越来越高,以致许多田地出现了弃种弃收的情况。所以,实现冬水田的水稻机械化收获变得日益重要。冬水田较多的地方的一些小型企业近年来根据实际需要相继开发了一些用于冬水田的小型水稻联合收获设备,但其田间通过性能、可靠性和作业质量还存有许多问题,有待提高和完善。
3 丘陵山区水稻联合收获机械性能特点
目前,丘陵山区联合收割机以中小型自走式履带全喂入联合收割机为主。地势较平坦的地区采用中型联合收割机(喂入量1.1~1.5kg/s);地势落差大,田块较小的地区采用小型联合收割机(喂入量0.8~1.0kg/s)。主要机型:湖南益阳资江4LZ-1.0;重庆双恩4LZ-0.3;湖南长沙长丰4LZ-0.6;安徽长江4LZ-0.8;广东韶关丹霞4LZ-0.8;浙江柳林4LZ-1.0;湖南现代碧浪4LZ-1.0;山东福田谷神4LZ-1.5等。上述设备虽已在生产中上有所使用,但其通过性、适应性、可靠性和作业质量等还存有许多问题,有待优化设计与提升完善。
根据现有收割机的结构参数、作业示范和对用户使用收割机情况的调查了解,对适用于丘陵山区的水稻联合收获机械的主要技术参数作了如下分析:
1)机器功率。功率是收获机械的主要技术参数之一。机器功率的大小要考虑田块大小以及田块集中连片的规模,对于丘陵山区田块较小且分散、一家一户分散种植的作业对象,适用机型的功率较小,一般选为9~25kW。
2)喂入方式。水稻联合收获机械主要分为全喂入式、半喂入式两种类型。全喂入式联合收获是将切割下来的水稻茎、穗全部送入滚筒脱粒的联合收割机,结构简单,生产率较高,价格比较低,而且可靠性好、故障少,其缺点是茎秆不完整,动力消耗大;半喂入式联合收获是指收获机将切割下来的水稻穗头部分输送入脱粒滚筒脱粒的联合收割机,这种机型保持了茎秆的完整性,减少了脱粒、清选的功率消耗,可实现茎秆(稻草)的再利用。其缺点是输送茎秆输送机构复杂,制造成本高。丘陵山区经济发展相对滞后、机器维护不便,应选用全喂入式收获方式。
3)行走装置。水稻收获机械的行走装置有轮式和履带式两种。轮式行走装置结构成熟、转移灵活方便,通用性强,但是轮胎接地面积小,在水田作业时下陷较深,转向行走困难,作业时对田地表面土壤破坏较严重,适合于田块较干和土质较硬不易下陷的地区使用。履带式行走装置的履带接地面积大,作业时下陷深度较浅,在深泥脚、带水田或高耕田作业时,具有更好的通过性,对田块的损伤较小,一般性稻田都可正常作业,适应性广。在丘陵山区,机具应具有良好的通过性和适应性,采用履带式行走装置是收获机械发展的主导方向。
结合以上的技术参数分析,根据丘陵山区的地理条件和水稻的种植特点,现阶段重点研发小型联合收获机械,其应具有以下性能特点:小功率(9~30kW),整机体积小、质量轻、结构紧凑,转向调头灵活,整机重量宜在1.5t以下;割台采用液压升降式,割幅不超过1.5m;要有较好的防滑防陷性能,行走装置采用橡胶履带,两条履带中心距离小(50~100cm左右),以利于田间转移。联合收割机的装配、调整、操作要相对容易,保养方便。
4 南方丘陵山区水稻收获机械化发展建议
1)加快丘陵山区基本农田建设,整合土地资源,调整水稻种植模式,适度发展土地规模化经营。调整水稻种植模式,使同一地区的水稻种植品种和时间统一,可避免因成熟时间不一致而造成联合收割机频繁转移、浪费时间并降低利用率的现象。适度规模化经营可解决由于受田块小多、地少等原因而无法推广联合收割机的问题。
2)加大科研投入,加强小型联合收获机械的研制,重点突破关键性技术问题。通过实地调研,根据丘陵山区的水稻收获特点确定机具的技术参数,针对小田块、深泥脚田等收割条件,重点解决收获机械通过性、适应性的关键技术问题。
3)大力推广机械化收获技术,进一步加大政府农机补贴,提高农民购机热情。丘陵山区一般经济条件相对落后,购机一次性投入较大,因此政府要加大在资金、政策方面给予的扶持,以利于联合收获机的推广,调动农民使用联合收割机的积极性。
5 结论
在我国南方丘陵山区,水稻的收获技术模式为联合收获和分段收获并存,以联合收获为主,分段收获为辅,优先发展联合收获机械。小型履带式全喂入水稻联合收割机适合于丘陵山区自然生产条件和经济条件,是目前较适宜丘陵山区使用的水稻收获机械。重点研究和推广小型水稻联合收割机,是提高水稻收获机械化水平的重要手段,是当前和今后一段时期丘陵山区发展水稻收获机械化的有效措施和主要方向。
摘要：丘陵山区的水稻种植和收获有明显的区域特点,收获机械化是水稻生产机械化的重点内容。针对丘陵山区的自然生产条件和经济条件,对水稻机械化收获技术模式进行了探析。同时,阐述了当前丘陵山区水稻联合收获机械的使用现状和性能特点,并提出了加快丘陵山区水稻收获机械化的发展建议。
关键词：丘陵山区,水稻,收获机械化
参考文献
[1]易中懿,曹光乔.南方丘陵山区农机化发展研究[J].农机科技推广,2009(7):13-15.
[2]秦钟立,刘洪斌.丘陵山区精准农业技术体系的分析与展望[J].农业网络信息,2006(6):47-52.
[3]胡俊平.南方丘陵地区水稻联合收割机的发展[J].农机市场,2008(2):17-18.
[4]杨国军,王强.丘陵地区水稻收获机械的选型[J].农机化研究,2008(2):238-240.
[5]王广庆,闵旭光.南方丘陵地区水稻机械化收获技术推广实践[J].农机化研究,2007(12):233-235.
南方山区 篇5
1 路基填筑工程概况
沪蓉国道主干线湖北省恩利段第二合同段填方路基总长5.463 km,共45处填方段落,填方总数量972 814 m3,其中三背回填115处(涵背以每座涵洞为一处,桥台背以单幅一个台为一处,挡墙背以一段连续下挡墙为一处)。
2 路基填筑施工质量控制要点
2.1 边界处理
对填方体而言,边界处理分为填前地基处理、填方过程中的周边处理和填前排水处理。填前地基处理首先是对地基进行简易的挖探,如果地表下面土质良好,状况稳定,则清除地表植被、树根、垃圾和不良土质后即可进行填前压实,如存在超过常规清表厚度(30 cm)的软弱区(如淤泥等),无法进行填前压实,则须进行专门处理。本合同段未出现深层软基,但在水稻田和冲沟地带常见50 cm～500 cm厚度的软弱层,多为坡残积黏性土,由于填方区域多处在坡地且地下水及地表水富集,软土层虽薄也要慎重对待,通常采用全部挖除软土的方案,地面横坡或沿路线纵向坡度陡于1∶5时,不仅要将软土全部挖除,还要按规范形成土质台阶后再进行填筑;当地面横坡陡于1∶2.5时,还须由设计单位对路堤作整体性滑动的稳定性验算,视需要采取适当的处理措施。
填前排水处理也可视为边界处理的一项重要内容。要将地表水引入附近涵洞或其他临时横向排水通道;对地下水的处理施工图设计可能不够完善,应予以补充,可采取纵向渗沟、横向盲沟或铺垫反滤层(片石、碎石、砂等)排水等措施,关键是要保证这些排水隐蔽工程的施工质量,确保其在道路使用年限内起到排水通道的作用,因此我标段对此类项目格外重视,技术员全过程旁站并记录,及时处理质量问题。
2.2 填筑体的填筑质量
2.2.1 选择合适填料,制定相应的控制标准
本路段主要填料为坡残积碎石土、风化胶结砾岩以及红砂岩,大部分地段形成了土石混填路堤,个别地段为填石路堤。针对几种典型的填料分别制定了不同的控制标准。
一般地,含石量小于30%～40%可视为填土,经过土工及力学试验符合规范要求的各类型土可作为路基填料,并采用最佳含水量和压实度(重型击实试验)控制。对于土石混合料或含石土,当石方含量大于30%～40%时视为土石混填,以最佳干密度或沉降差控制。但对于软质石料或强风化石料(强度小于15 MPa)应注意,由于在碾压过程中易于粉碎,压实后实际的石方含量远小于压实前的比例,因此仍须按照土质路堤的技术要求施工。
填石路基的填料控制:1)强度,强度达不到要求(饱水极限抗压强度20 MPa)的石料不得使用,若CBR值符合要求可以考虑按土石混填对待;2)粒径,严格控制最大粒径不超过层厚的1/3,路床顶面以下50 cm以内最大粒径不得超过10 cm,超过的要减小,确保压实成效。
2.2.2 分层压实,控制层厚,冲碾补充
本合同段严格要求在路基全宽范围内分层平铺填筑,不仅有利于填平和压实,也可以保证性质差异的土按规定层次填筑。不同性质土应按水平分层分别填筑,以保证该层强度均匀,特别是透水的与不透水的土,不得非成层地混杂使用,以免在填方内形成水囊。合理确定路基填筑厚度是至关重要的,在土质、土的含水量和碾压设备一定的情况下,土层越厚压实效果越差。为保证在各种压实功能机具条件下达到有效压实深度,严格控制土方分层松铺厚度不超过30 cm,石方及土石混填分层松铺厚度不超过50 cm。为提高路基压实度,减少工后沉降和路基填挖交界处的不均匀沉降,本路段还采取了补充冲击碾压的措施。
2.2.3 施工期间排水
良好的平整度、路拱度是确保施工期间临时排水的前提,路拱度大一些,如4%的横坡,可以有效而快速地排除雨水。为防止雨水沿边坡漫流毁坏路基,在填方表面边沿做矮土埂拦水,土埂高约20 cm～30 cm,沿路线约每50 m设一道泄水槽,槽底应铺隔水布或抹砂浆隔水。降雨来临前应将正在施工的填层突击摊铺碾压,可减少该填层含水量,便于雨后翻晒处理。
2.3 漏压区记录及治理
在路基填筑过程中,由于人为因素的影响和特殊部位施工繁琐、方法不当,易造成局部路基未按设计和规范要求压实的现象(称之为漏压区),成为今后路基不均匀沉降的主要原因之一。本合同段地形陡峭,填筑条件不佳,尤其容易产生此类质量隐患。雨季时某些已经压实的路段或雨前为封水而辗压不到位的填筑层,在雨后施工过程中没有复压或重新翻晒辗压;还有其他原因可能造成填方路基施工时存在漏压区。
2.4 沉降观测
由于填方区地形陡峭及普遍存在的浅层软基处理,安排对中心填高大于10 m且进行过换填的地段每处进行1个～2个断面的沉降观测,验证处理效果并为今后的路面施工提供依据。沉降观测点要求根据实际情况布置在换填较深、路基有可能出现滑动的断面上,横向布置在路中心、两侧路肩处,观测项目包括沉降和位移,每填一层观测一次,如果两次填筑间隔时间较长,每3 d至少观测一次。沉降观测采用S1及S3型水准仪,以二级中等精度要求的几何水准测量高程,观测精度不小于1 mm,水平位移观测采用视准线法,观测精度要求:测距仪误差±5 mm,方向观测水平角误差为±2.5°。
2.5 三背回填
在管理过程中应抓几个重点:1)抓填料控制,严格选用内摩擦角较大的透水性材料,最好是岩渣、洞渣、碎石、砂砾石或片石,细料含量不宜过大,如果是砂性土,含砂量应达到60%以上;2)抓小型压实机具到位,一般使用小型压路机或强夯机,根据结构物施工数量规定小型压实设备数量,强制到位和强制使用;3)抓规范化施工,填筑前应形成土拱,并在土拱上设置泄水管和盲沟,分层填筑要求事先在墙、台背上用红漆标识,每层厚度不得超过15 cm;4)明确并提高控制指标,规定砂性土填料按压实度控制,压实度指标为98%,比规范规定提高3个百分点,石质填料按干容重或空隙率控制,最大限度地减少工后路基的压缩沉降。
3 结语
1)南方山区高速公路填方工程由于其受地形、地质和气候影响,多出现高填方、陡坡路堤、半挖半填、填挖交界、浅层软弱富水地基处理等状况,并要克服施工期间季节性降雨和阵发性降雨等难点,如果处理不好,留下质量隐患,将影响行车舒适及安全,并给运营以后的管养带来很大的困难,因此要格外重视。
2)填方工程质量控制没有应用什么尖端技术,其成败的关键在于管理,应该制定行之有效的管理措施,确保规范和设计的要求不折不扣地付诸实施。
3)试验、检测、观测是必要的,以数据说话,及时发现问题,及时总结经验,质量管理水平和档次才能不断提高。
参考文献
南方山区 篇6
输电线路作为电力系统的动脉,在电能的输送过程中起着桥梁与纽带作用。然而,由于大量的输电线路以架空布线的形式存在,无法避免长期暴露于野外,使其成为电力系统中最为脆弱的部分[1,2],尤其是我国南方山区由于极端气候的影响,极易在冬季形成覆冰。2008 年,我国南方山区线路覆冰导致严重事故,其中500 k V架空线路发生倒塔,受损六百余基;220 k V架空线路发生倒塔,受损一千多基,其造成数以亿计的财产损失。2013 年,浙江宁波受到寒流影响,发生雨雪冰冻灾害,因覆冰灾害引起故障跳闸的高压线路一共有17 条,造成60 万负荷缺口无法填补,给电网的安全运行带来了严峻的挑战[3,4]。因此,现在广泛采用输电线路覆冰在线监测装置,采集大量覆冰相关数据,为研究覆冰规律和预测覆冰提供了数据基础。
国内外对线路覆冰现象已有相关研究基础。日本在一个风洞设施中开展了试验研究,监测单位时间内围绕导线的雪花分布、风速、湿度、温度、雪花中的液态水含量等参数,分析了各种气象参数对冰雪的影响;文献[5]提出了微气象和微地形的概念,并分析了其对局部地区覆冰的影响;文献[6-7在覆冰在线监测装置的基础上,利用线性拟合的方式研究了覆冰厚度与相对湿度、环境温度和风速之间的关系式;文献[8-10]采用灰关联方法分析了输电线路导线覆冰与微气象条件和导线温度等因素之间的关系,确定了导线覆冰和上述各个因素之间的关联度,并对导线覆冰主要因素的重要程度做了排序。
以上对线路覆冰的研究一方面停留在从覆冰物理过程的角度总结推导更精确的输电线路覆冰的数学模型。另一方面重点研究基于灰色综合关联分析方法和模糊逻辑理论,得出了覆冰和各个参数之间的关联度,用来对覆冰的发展进行预测。然而,由于外界气象因素变化不定,无法完全模拟在自然条件下复杂的覆冰过程,并且在对微气象因素与覆冰厚度的相关性分析时不够全面,从而影响了覆冰预测精度。本文通过线路覆冰在线监测系统所采集的大量微气象数据,推导了覆冰计算模型,并分析了某南方山区近年覆冰情况与微气象数据的内在联系,弥补了理论对组合条件因素考虑不足的缺陷,为提出结合模糊逻辑的神经网络算法提供了理论依据。
1 覆冰在线监测系统的原理
1.1 在线监测系统构成
总体来说,覆冰在线监测系统主要由监测终端、通信网络和主站组成。线路覆冰在线监测前端通过微气象传感器获得微气象参数:相对湿度、风速、风向、环境温度及气压等,在监测设备上还有泄漏电流传感器。设备通过绝缘子拉力传感器获得拉力数据,并由两个角度传感器分别采集绝缘子倾角及悬垂串线夹出口处的导线倾角, 随后采用GSM/GPRS无线网络将传感器数据上传到服务器主站,再由后台软件根据静力学计算模型结合实际参数计算得出当前等效覆冰厚度,并在等效覆冰厚度接近设计冰厚阈值时报警。
1.2 架空线路覆冰计算模型
通过覆冰在线监测所采集的拉力和角度数据,常采用称重法计算导线覆冰厚度,在简化计算中的假设理想条件如下[11,12,13]。
(1) 将绝缘子串和导线视为刚体,在风吹时不发生任何弯曲或变形。
(2) 将风压力视为静态力,均匀作用在导线和绝缘子串上。
(3) 导线和绝缘子串在受力平衡时风偏角最大。
文献[14]以拉力传感器替代绝缘子的球头挂环,同时利用角度传感器测量悬垂绝缘子串的倾角、风偏角和导线荷载,由于导线覆冰时受到风压荷载增大,导致绝缘子串发生倾斜,通过引入风偏角分析模型来计算导线覆冰厚度。
依据以上假设和依据,得出标准冰厚的公式如式(1)所示[15]。
式中:qice为覆冰载荷集度;0为冰的密度;d为导线直径;b为覆冰厚度。
2 覆冰数据特征分析
线路覆冰和气象及地理位置条件有极其紧密的联系,考虑到覆冰预测模型应具有典型性和普遍性,由此本文选取了杭州临安某山区线路覆冰灾害记录及该山区线路覆冰在线监测系统数据为研究对象,通过对覆冰数据的聚类分析,总结出典型的南方山区覆冰的总体特征,为输电线路覆冰预测和防治提供理论基础。
2.1 覆冰影响因素分析
根据对杭州临安某山区覆冰灾害事故的调查,发生于该山区的线路覆冰主要是由雨淞、湿雪现象出现而造成的混合冻结,产生这类冻结的气象条件一般是气温在-5~0℃,相对湿度85%以上,即低温和高湿条件配合是线路覆冰的基本气象条件。在一些高海拔的山区线路上,由于气温较低,也出现了雾淞、雨淞、湿雪而形成的混合冻结。根据该山区发生输电线路覆冰事故的历史数据,可总结出。
(1) 随着海拔高度的逐渐提高,输电线路发生覆冰的次数也随之增加。
(2) 在海拔高度0~200 m,随着海拔高度增加,线路覆冰次数急剧增加,而在海拔高度300~700 m,覆冰次数较为平稳。同时,微地形对线路覆冰影响也不可忽视,例如:由于线路靠近水库、湖泊、河流等水体,造成周围水汽、湿度较大,在低温时加重了覆冰。如表1 所示,许多线路由于临湖而建,导致受到大型水体湿气影响而覆冰严重。其中“溪岩4397 线”、“天江4486”等海拔高度并不算太高,但由于靠近大型水体,导致线路覆冰严重。
根据覆冰历史数据不同海拔高度所表现的温度也不尽相同,如1 月21 日和1 月13 日,各个海拔高度温度差异巨大,海拔1 000 m与200 m温度差异达到6℃以上,此时虽然海拔200 m温度还高于零度,但在海拔1 000 m高度下,温度已下降到零下6℃,如果此时线路所处地区湿气较重将可能引起输电线路严重覆冰。
虽然各个测量地点所处海拔高度各不相同,但其大气相对湿度变化的趋势却是一样的,也就是说在各个海拔高度下,大气湿度与其所处的海拔高度并没有直接联系,这与之前的理解有所冲突。由此可见,输电线路覆冰事故除了相对湿度条件配合外,主要反映在不同海拔高度的低温差异上。
2.2 覆冰在线监测数据分析
从杭州临安某山区的气象站可以获取各个海拔高度下空气的相对湿度及温度,再结合在线监测系统前端采集的气象信息、导线覆冰信息为本文研究微地形及微气象环境对线路覆冰产生的影响提供了可供分析的数据。
(1) 线路覆冰数据特点
通过对三个微气象点采集的数据进行分析,发现有如下几个特点。
1) 部分线路的覆冰在线监测终端对于最终的计算结果采取了归零措施,即在覆冰厚度小于2 mm时,采用零值代替,采用此种算法大大降低了外部环境对最后计算结果的影响,同时能减少运维人员对数据处理的工作量。但对于没有采用归零处理的监测终端,覆冰厚度在2 mm以下的占到数据总量的百分之八十。
2) 通过监测数据可以发现,在恶劣的天气条件下,前端传感器可能出现失效和坏数据。例如当线路出现覆冰后一段时间内到线路覆冰结束,风速始终为零,并且风向一直保持在固定的角度。这种情况是不符合常理的,因为形成覆冰时,过冷却水滴应该在一定风速的驱动下撞击导线表面才能形成覆冰,由此,基本可以判定是风速传感器失效。
(2) 线路覆冰数据类型
通过对线路覆冰非零数据的分析,可以帮助运维人员了解该地区经常出现的覆冰状况及其发展趋势,从而准确高效率地实现覆冰线路的在线监测。
1) 中长期维持
覆冰厚度数据变化并不大,在整个覆冰阶段内保持在2~3 mm之间,从图1 也可以看出,风速始终保持在1~2 m/s之间,变化厚度也不大,且湿度始终在87%。当微气象条件不足以维持覆冰增长,而气温还维持在零度以下,此时易形成线路覆冰的中长期维持,由于覆冰厚度基本不再增长,若前期覆冰情况较为严重,可考虑到线路覆冰现场采取人工除冰措施。
2) 线路覆冰震荡发展
此种情况在线路覆冰中较为常见,其主要出现在冷空气南下,给山区带来降雨或降雪时。如图2中所示,风速与温度变化较为剧烈并与空气湿度相互影响,使得线路覆冰厚度有时在快速增长而有时出现消融现象,同时线路覆冰厚度的测量也可能受风速的影响,造成导线风压荷载增大,从而使导线覆冰测量出现偏差。
3) 传感器失效的情况
图3 是典型的传感器失效的情况。由图分析导致风速传感器失效的原因主要是低温覆冰时传感器被冻住而影响风速数据的正确采集。
(3) 线路覆冰全过程数据分析
如图4 为杭州临安某山区线路在线监测装置所采集的一段覆冰趋势图,它完整的记录了线路覆冰由开始到消融的全部过程,其测量时间步长为15 min,对于个别缺失的数据采用线性插值的方法进行处理。
从图4 可以看出,在覆冰的初期阶段(采样点编号0~200)空气的相对湿度并不高,随后温度持续走低,并维持在-4~0℃之间,此时开始形成覆冰,但发展速度并不快,仅能维持在较大波动的动态平衡范围内,紧接着,空气湿度快速升高,并且伴随着2~4 m/s的风速,线路覆冰快速增长,微气象环境达到适合覆冰的条件(采样点编号400~500),之后由于风速变大,覆冰增长受到影响,并在气温爬升之后覆冰快速消融。
3 线路覆冰组合预测模型
从上文分析中可见,地理位置对线路覆冰厚度有显著的影响,微气象条件下线路覆冰是一个多变量非线性系统,而且缺少针对微气象条件量化方法。本文通过对线路微气象数据进行模糊逻辑处理,然后再结合神经网络对历史覆冰数据与气象数据进行拟合,进而提出了线路覆冰组合预测模型。
3.1 地理位置信息模糊逻辑的建立
基于覆冰数据特征分析,本文采用模糊逻辑算法,补偿线路所处微气象对线路覆冰产生的影响,并对水汽和高度的两个主要因素的地理位置信息进行模糊化处理。
使用隶属度函数对水汽对线路覆冰的影响情况进行模糊化,如图5 所示。
在图5 中,本文通过7 种(NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB)模糊语言变量值对距离进行了模糊化,隶属度函数越密集说明影响程度越大。
如图6 所示,本文通过4 种(AL,AM,AH,AU)模糊语言变量值,对线路所处的海拔高度进行了模糊化。4 个模糊语言变量值分别代表了线路四个不同的海拔。各个量的具体关系应该根据不同山区的具体特点来确定。如图,本文选取的山区地形高度隶属度函数相对平缓。
在完成隶属度函数之后,采用模糊条件语句if…and…then的推理方法,建立模糊规则库,如此即可将大区域型水汽因素、海拔高度对输电线路覆冰的影响充分考虑进去,通过解模糊化便可得出误差校正系数。误差校正隶属度函数如图7 所示:取5 个模糊变量:NB(负大);NS(负小);ZE(零);PS(正小);PB(正大)。
3.2 覆冰组合预测模型
本文建立的组合预测模型覆冰厚度计算式为
式中:Dh为预测厚度;Dn为神经网络的输出值;为校正系数。组合预测模型的流程如图8 所示。
4 结论
本文结合典型的南方某山区导线覆冰的在线监测数据,定量分析出该类地区线路覆冰受气温影响较大,覆冰概率随着海拔高度增加而变大,并且受到线路所处的微地形和微气象条件影响的结论。发现并提出南方山区输电线路覆冰发展状况分为中长期维持、震荡发展等特征,指出了在线监测装置由于传感器失效而导致坏数据影响等问题。
在以上研究的基础上,针对微地形、微气象条件对输电线路覆冰的影响,采用模糊逻辑将主要影响因素地理位置等信息模糊化处理并结合神经网络对历史覆冰数据与气象数据进行拟合,从而建立了线路覆冰组合预测模型,工程实践证明有较好的预测精度。
摘要：我国南方山区由于地形气候的影响,易在冬季导致输电线路严重覆冰,进而给电网的安全运行带来巨大的挑战。因此通过对线路覆冰研究,总结出南方山区覆冰数据中的规律和存在问题,其重要性不言而喻。先从覆冰在线监测系统的原理入手,并针对南方某典型山区覆冰在线监测数据开展导线覆冰特征定量分析,总结出该山区在不同微气象条件下,各个气象参数组合对覆冰的影响的规律。最后,提出一种基于模糊逻辑和神经网络建立输电线路覆冰组合预测模型的方法。
南方山区 篇7
截至2010年底,我国种植业耕种收综合机械化水平已达52.28%,比2009年增长3.15%,整体进入了中级发展阶段。然而,南方丘陵山区主要农作物耕种收综合机械化水平仅为31.94%,已成为我国全面推进农机化发展进程中的一块短板。南方丘陵山区幅员辽阔,地形复杂,种植结构与经济社会发展状况等差异较大。因此,对南方丘陵山区进行细分,以找准农机化发展的制约因素,科学合理地制定扶持政策,显得尤为重要。现有文献对农机化区域划分的研究不少[1,2,3],但尚没有在区域内再划分的研究,对南方丘陵山区内部的差异性问题研究甚少,只是笼统地将该区域划分为一个大区或两个小区,没有对当地自然经济社会条件的全面了解,就无法细化问题以及因地制宜地制定扶持政策。本文拟通过对南方11省市耕地条件、种植结构和农村经济等因素的详细分析,对该区域进行再细分,以期为细化农机化扶持政策提供科学依据,促进南方丘陵山区又好又快地发展。
1 研究区域概况
本文选择南方丘陵山区作为研究区域,该区域是指丘陵山地面积占国土面积60%以上的南方省份[4],详见表1。该区域国土面积233.7l万km2,耕地面积46 630.2khm2。其中,灌溉水田面积18 477.2khm2,分别占全国的24.58%,33.55%和64.67%。耕地面积(尤其是灌溉水田面积)比重高,对保障我国粮食安全具有重要的作用[5]。
1)数据来源于《人地系统主题数据库》和2011年中国农机化年鉴;2)耕地数据为1991年统计,因此四川省包括现在的四川和重庆市。
2 研究方法选择
本文基于SPSS17.0软件,选用系统聚类法,对研究区域进行聚类分析。首先,将每个省市看作一个样本,两两计算其马氏距离[6](见式(2));然后,以马氏距离作为划分类型的依据,把一些距离小的样本聚合为一类,而把另一些距离小的样本聚合为另一类,直到所有的样本都聚合完毕,逐步画成一张完整的分类系统图。
undefined (1)
式中 dij—样本i与样本j的马氏距离;
xi—样本i的指标向量;
∑—指标数据矩阵的协方差阵。
3 变量的选择与数据的获取
影响农机化发展的主要因素包括耕地禀赋条件、种植结构、农民收入和耕地经营规模等,农机化区划应紧密结合农机化发展的制约因素。因此,本文选择上述4大指标作为区划变量。
3.1 耕地禀赋条件
耕地禀赋条件是制约南方丘陵山区农机化发展主要因素。一般耕地坡度越大,机具作业难度越大,农机化发展则越滞后。因此,本文选择各省市不同坡度等级耕地占总耕地面积的比例来度量地区耕地禀赋条件,详见表2。
%
数据来源于《人地系统主题数据库》。
3.2 种植结构
由于不同作物农机化技术研发难度不同,我国农机装备技术成熟程度差异较大,小麦与水稻发展较好,而玉米、油菜与薯类等发展滞后。因此,种植结构的差异也是不同地区农机化发展不平衡的重要原因。本文选择各省市主要农作物播种面积占总播种面积的比例来反映地区种植结构,如表3所示。
%
数据来源于2011年中国统计年鉴。
3.3 农民人均收入及劳均耕地面积
农民收入越高,则农机具购买能力越高,农机化发展速度会越快;而农机化的重要基础就是耕地规模化经营,耕地经营规模越大,则农机化推广越易,农机化作业成本越低,农民农机投入的意愿越强。因此,本文以各省市农民年均收入来度量地区机具购买力,以各省市劳均耕地面积来度量地区农民农机投入意愿,详见表4。
数据来源于2011年中国统计年鉴。
4 聚类分析结果与说明
将上述数据输入SPSS得到聚类结果,如图1所示。可将南方丘陵山区11省市细分成3大类。3大区的耕地条件、种植结构、农民收入和劳均耕地面积中心值对比情况见表5～表7。
%
%
第1类地区为贵州、云南、四川和重庆等西南4省市。该类地区耕地2°以下、2°～6°,6°～15°,15°～25°及25°以上的比例分别为10.94%,14.38%,31.25%,29.54%和13.89%,耕地禀赋条件差,机具作业难度大;作物播种面积排名依次是水稻、玉米、薯类、小麦、油菜、豆类、花生和甘蔗,旱作面积大是该地区的一大特色;农民人均年收入只有4 469.28元,劳均耕地面积为0.33hm2/人,耕作面积相对较大,机具需求大,但农民收入低,购买力弱。
第2类地区为湖北、广西、福建、湖南、江西等中东部5省。该类地区耕地2°以下,2°～6°,6°～15°,15°～25°及25°以上的比例分别为40.66%,27.55%,16.43%,10.09%和5.27%,耕地条件相对较好,机具作业难度较小;作物播种面积排名依次是水稻、油菜、玉米、甘蔗、薯类、小麦、豆类和花生,水稻比例达到42.62%,其他品种均低于10%,因此该地区水稻机械化发展速度快,而其他品种几乎没有进展;农民人均年收入为5 698.34元,劳均耕地面积0.29hm2/人。
第3类地区为浙江和广东等沿海发达省。该类地区耕地2°以下,2°～6°,6°～15°,15°～25°及25°以上的比例分别为67.46%,13.27%,10.26%,6.09%和2.91%,耕地禀赋条件好,易于机械化的推广;作物播种面积排名依次是水稻、薯类、花生、豆类、玉米、油菜、甘蔗和小麦,种植结构与第2类地区相似,水稻占绝对优势;农民人均年收入为9 193.88元,比较富裕,购买能力强;但是该地区工业化与城镇化程度高,耕地面积少,劳均耕地面积为0.22hm2/人,耕地规模化经营的程度低,弱化了农民对机械作业的需求。
5 政策建议
5.1 西南地区农机化政策
5.1.1 研究开发适用性强的旱作机械化生产技术
西南地区仅玉米和薯类两大旱作物播种面积就占总播种面积的30.43%,是该区域内最主要的农产品。由于旱作物大多种植在基础设施差的坡地上,而且普遍采用套作与间作方式,现有机械作业难度大,危险性高,除耕整地环节机械化水平有所发展外,种与收全靠手工。因此,农机农艺部门应加强合作,携手研究满足当地生产要求的机械化生产技术,开发小型播种机械、田园管理机或小型收割机等旱作机械,促进西南地区旱作机械化水平的提升。
5.1.2 加强机耕道建设,提升机具的机动性
西南地区坡度15°以上耕地达到43.43%,机具在田间转移难度大、危险性高。小型耕作机通过分解成零部件、利用肩挑背扛的方式转移,其他结构复杂的机械则无法推广应用,成为机械化发展进程中难以突破的瓶颈。因此,必须加大机耕道的建设力度,着力改善机具作业环境,提升机具的机动性,才能有效推动农机化的跨越式发展;应该加大对西南地区的农业建设项目投资的倾斜,增强农用挖掘机与筑路机等机具的补贴力度,形成机耕道建设的长效发展机制。
5.1.3 完善农村金融扶持机制
西南地区农民人均收入4 469.28元/年,仅为广东的50%、浙江的1/3。尽管该地区劳均耕地面积大,机械化水平低,机具需求旺盛,但农民资金匮乏仍是一道难以逾越的坎。虽然购机补贴政策能帮助减轻资金压力,但无法从根本上解决贫困地区农民兄弟的资金短缺的问题。因此,必须加强农村金融扶持力度,提高贫困地区小农信贷额度,与金融机构合作建立机具担保按揭的购机模式,通过差异化财政贴息比例减轻贫困地区农民的还款压力,坚持补贴与金融并举的扶持机制。
5.2 中东部农机化政策
5.2.1 大力推广机械化水稻育插秧技术
水稻是中东部种植规模最大的作物,只有提升水稻机械化水平,才能有效地提高该地区整体机械化水平,减轻农民负担。然而,水稻机械化发展的瓶颈就在于育插秧环节无法取得突破,阻碍了整体水平的提高。首先,必须加大机械化育插秧技术的研究力度,开发适用性强的育插秧机械装备;其次,继续加强机械化育插秧的技术推广,加大各级财政补贴力度,让农民用得起、用得好;最后,探索形式多样的机械插秧服务模式,如订单作业服务模式、农机作业服务组织育秧插秧“一条龙”服务模式以及育秧企业向农民销售模式等。
5.2.2 加快农田改造步伐
中东部坡度15°以上耕地比例为15.36%,2°～15°的耕地比例为43.98%,小于2°的耕地比例为40.66%。可见,中东部耕地虽然有坡度的耕地比重大,但坡度较小,如进行农田改造时动土工程量较小。因此,可加快该区域农田改造步伐,根据地形条件,将小块田改为大块田,减少田块边角,为农机作业提供便利,提高作业效率,以促进该区域机械化又好又快地发展。
5.3 沿海发达两省农机化政策
5.3.1 推进耕地标准化进程,引导耕地适度规模经营
沿海地区地势较平坦,坡度小于2°的耕地比例达到67.46%,耕地禀赋条件好,可利用耕地重划再分配等方法,将原本形状大小各异的耕地建设成大小一致、形状相同、方方正正的标准化耕地。此外,该区域由于人多地少,劳均耕地面积小,耕地规模化经营程度低,制约了农机化的发展。因此,可鼓励农民自愿开展各种形式的耕地流转,促进耕地适度规模经营,实现农机化质与量的同步跨越式发展。
5.3.2 加强机插秧技术推广,提升农机化发展水平
同中东部一样,水稻是广东与浙江两省的优势作物,种植面积大,农民对机械化作业需求大。经过多年的发展,耕整地及收获环节的机械化水平有了长足进展,但机插秧环节依然较差。因此,必须加强机插秧技术的推广,从而全面提升农机化水平。
摘要：基于Spss17.0,对南方丘陵山11省(市)耕地坡度、种植结构、人均收入及劳均耕地面积等数据进行聚类分析。将南方丘陵山区细分成西南区、中东部和沿海发达区3大区域,并深入分析分区的农机化基础数据,找出其中的差异性,从而因地制宜地制定出各分区的农机化扶持政策。
关键词：南方丘陵山区,农机化,区域划分,聚类分析
参考文献
[1]张宗毅,曹光乔,易中懿.“十二五”农业机械化发展区域划分研究[J].中国农业资源与区划,2011(8):50-55.
[2]王志琴,张领先,白人朴.河南省农机化发展区域优化研究[J].农机化研究,2011,33(6):30-33.
[3]何勇,谈黎虹,葛晓锋,等.基于GIS的农机化发展水平区域划分系统的研究[J].农业工程学报,2003,19(3):85-89.
[4]易中懿,曹光乔,张宗毅.南方丘陵山区农机化发展研究[J].农机科技推广,2009(7):13-15.
[5]王忠群,梁建,曹光乔,等.科学适度发展南方丘陵山地农机化[J].中国农机化,2011(2):3-7.
南方山区 篇8
柑橘黄龙病是由一种韧皮部杆菌属细菌导致的严重病害[1], 黄龙病病原菌至今无法体外培养, 也没有防治药物[2]。病树无法治愈, 不马上砍除、销毁将成为新的传染源, 经过柑橘木虱 (Diaphorinacitri kuwayama) 传染给健康果树。
1 安远县柑橘黄龙病发生历程及危害
1.1 柑橘黄龙病在安远县发生历程
安远县柑橘栽种历史上曾有黄龙病发生, 最早可以追溯到1989年, 之后也在局部乡镇出现, 发生严重的果园基本上在5 a内失去全部经济价值, 但由于当时柑橘种植面积小、分散, 并没有造成大规模爆发。
1989年发生柑橘黄龙病的原安远县果园场, 在1978年种植温柑53.33 hm2, 1989年突发黄龙病, 当时砍除病树1.32万株, 占全园1/3;1990年全部砍除后转产改种桑树, 1993年改种奈李, 2001年恢复种植柑橘。在2013年黄龙病爆发中未能幸免。
1995年发病的原安远县龙岗经济林场, 1981年种植温柑33.33 hm2, 从1995年发现柑橘黄龙病, 其间尽管采取了一些措施, 仍在5 a时间内全园毁灭。
2004~2010年, 部分柑橘园有零星发生 (发病率每年为0.1%以下, 甚至2~3 a为0.1%以下) , 未造成直接影响。当时柑橘木虱很难发现, 只在严重的树上秋梢期发现少许木虱成虫。如镇岗乡老围村原老陶瓷厂山场, 2000年种植脐橙210株, 2004年发现木虱为害, 通过采取防控措施, 暂时控制了木虱, 2008年收获脐橙最高产量1.5万kg, 2010年开始出现零星黄龙病树 (红鼻果) , 2012年全园感病。
2011~2013年, 安远南片5个乡镇部分区域发现有木虱成虫。如三百山镇虎岗村大窝, 孔田镇上寨村、下河村, 镇岗乡老围村、罗山村秋季木虱成虫、若虫数量猛增;冬季出现大批红鼻果, 柑橘黄龙病大发生。中片欣山镇枫树园果业基地、碛角村果业基地零星发现木虱和黄龙病树。如上述镇岗乡老围村原老陶瓷厂山场的210株脐橙, 2011年病树蔓延到60~70株, 2012年全部感染黄龙病树, 绝收;上述原安远县果园场, 2011年发现零星黄龙病树, 2013年发现大量木虱, 柑橘黄龙病大发生, 发病率达20%以上。
2012年12月初步诊断调查, 全县柑桔黄龙病树20万株, 到2013年夏秋季, 柑橘木虱在该县中南片乡镇大爆发, 柑橘黄龙病呈迅猛态势蔓延扩散, 感病显症柑橘树超过了200万株。
1.2 柑橘黄龙病爆发带来的危害
2011~2013年, 由于错失对木虱防控的先机, 目前柑橘黄龙病已经对安远县果业带来了严重的威胁。
1.2.1发病区域广。
现全县18个乡镇都普查到了病树, 在抽查中也都发现有木虱在果园活动, 尤其是南片乡镇大面积发生, 如孔田镇下河村有53余hm2连片果园被砍除, 三百山虎岗村大窝仔二十多hm2连片砍除。经过十几年的发展, 果园已经形成连片开发规模, 这些果园没有隔离带, 发病后2~3 a即导致大面积毁园。
1.2.2 发展速度快。
2012年冬全县通过田间诊断确诊黄龙病病树约20万株, 到2013年10月底达到100万株以上, 2014年1月已砍除病树达222.11万株。柑橘黄龙病基本上每年按10倍以上的速度传播蔓延, 未表现症状的病株还将更多。由于木虱难以从果园彻底消除, 还将有新增病树。若近两三年内病树不能彻底清除、木虱得不到有效控制, 防控压力将十分巨大。
1.2.3 影响损失大。
2013年全县柑橘因黄龙病危害砍除病树造成的直接经济损失4亿元, 间接损失8亿元以上, 全县农民人均损失1 600~1 700元。如果黄龙病导致产业毁灭, 许多家庭失去经济来源, 从事果业生产的6万余劳力无事可干, 与脐橙关联工业企业无法生产, 社会事业发展停滞不前, 社会治安稳定出现危机, 大片山地资源撂荒, 生态遭到破坏, 最终将使全县社会、经济、生态效益倒退。
2 赣南脐橙黄龙病爆发原因分析
柑橘黄龙病的传染源主要是病株、病苗木、带菌柑橘木虱和野生寄生病株[3]。其中, 带菌苗木和接穗调运是该病害远距离传播的主要途径, 而柑橘木虱是田间扩散和近距离传播的主要途径[4]。赣南脐橙种植规模逐年增大, 忽视了苗木检疫和柑橘木虱防控环节, 近年鲜果效益下滑也使得果园管理粗放, 加之气候变暖等间接因素的作用, 推波助澜, 共同导致了赣南地区柑橘黄龙病的大爆发。
2.1 对黄龙病危害认识不足, 忽视柑橘木虱防治, 直接导致黄龙病爆发
柑橘木虱是传播柑橘黄龙病的唯一虫媒。自1999年冬赣南柑橘大冻害后, 柑橘木虱很少出现为害, 柑橘生产中长期忽视柑橘木虱和黄龙病, 没有把木虱作为主要害虫进行防治。在2012年以前, 大部分果农都还不认识木虱, 对其为害引起的黄龙病更是认识不足, 心存侥幸心理, 发现病树不愿清除, 甚至有部分果园在2013年5月前, 都没有针对性的进行木虱病虫防治, 喷药时从不加灭杀柑橘木虱的药剂, 造成柑橘木虱的快速繁殖。
柑橘木虱繁殖量大, 代数多, 在赣南1年可以发生7~8代, 其产卵量也大, 尤其是夏梢抽发次数多而乱, 出现世代重叠, 虫口基数大, 统一防治难度大, 如不及时有针对性的选择速效性强的农药, 快速灭杀木虱, 则难于控制木虱发生发展。我国农药向专防发展, 很少兼治, 还没有专门防治柑橘木虱的农药, 田间施药技术还达不到理想效果。
2.2 大规模开发果园, 连片种植, 黄龙病群防群治很难组织
1990年代末到2000年代初, 在各级党委、政府的系列优惠政策推动下及先期种植脐橙收获的经济效益突显下, 极大地调动了人民群众种果积极性, 迅速掀起了果业开发高潮。短短几年时间, 赣南成为了世界著名脐橙种植区。短期内大规模的砍伐原有林木, 统一改种脐橙, 甚至连原来果业开发规划时要求保留的戴帽山都成片种植了脐橙, 已经超出发展初期制定的“生态化开发”的总体要求, 打破了原来的物种多样性平衡, 改变及破坏了当地的生态环境。特别是赣南栽种的品种大都为纽荷尔脐橙, 物候期相近, 有着相同的病虫害, 加上连片种植, 没有隔离带, 面积大, 涉及果农户数多, 管理意识和技术水平参差不齐, 再加上劳力和山地植保机械缺乏, 很难集中统一组织打药防治。一旦某种病虫害发生流行, 将造成致命打击, 或有台风出现, 病虫害将快速蔓延传播, 为柑橘产业的健康持续发展留下隐患。
此外, 赣南脐橙多数是一家一户分散经营的模式, 农业合作社还不完善, 即使有, 合作功能也不强, 生产中难以做到统一技术标准、统一病虫防控, 联防统治难度大, 给柑橘木虱造就了良好的避风港。
2.3 种苗生产与运销不规范, 苗木源头隐含黄龙病祸根
在果业开发高峰期, 曾一度的出现柑橘苗木脱销现象, 由于缺乏有效管理, 产区涌现出大量无证育苗, 为了降低成本, 育苗基地既没有任何隔离措施, 也没有建立脱毒采穗圃, 大田所育苗木带病比例很大, 直接供应本地果农大面积栽种。近几年有的人甚至到柑橘黄龙病疫区广西贺州市调运未经检疫的枳壳砧木进行嫁接育苗, 这些投放市场的“三无”苗木, 将成为引发黄龙病的不定时炸弹。
2.4 气候因子加速病虫为害
木虱能建立种群的最低气温值为6.4℃ (20 a以上的累年值) [5], 赣州市最低月平均气温高于6.4℃, 近几年, 受全球气候变暖影响, 赣南冬季气温逐年升高, 柑橘木虱越冬成虫成活基数增加。夏季台风盛行频发时, 柑橘木虱也逐年向北扩展。加之赣南亚热带季风气候, 春夏降雨频繁, 阵雨对柑橘木虱生长繁殖影响不大, 但往往影响打药时机和药效, 如2014年从春梢期到夏稍期, 安远县连续50多天都有不同程度的降雨, 有的果园刚打完药又因下雨而没有有效遏制木虱数量。夏季高温高湿, 光照好, 柑橘不断抽发嫩梢, 为柑橘木虱提供了丰富的食物, 有利其产卵、繁殖, 导致种群数量越来越大, 虫口密度越来越高, 致使柑橘黄龙病的蔓延速度加快和危害范围扩大。
3 南方山地规模化连片种植发展柑橘产业的反思
山地不同于平原, 在规划利用、水土涵养、区位生态保护等方面要权衡利弊, 大规模开发山地, 改变生物多样性, 破坏生态平衡, 一旦爆发病虫害极易扩散其防控难度大, 对森林野生种质资源也会造成毁灭, 后果不堪设想。基于安远县果业快速发展中存留的隐患与黄龙病爆发带来的防控压力, 笔者认为有如下经验教训值得反省。
3.1 生态效益与经济效益的权衡
发展柑橘产业, 要遵循自然规律, 在提高经济效益的同时, 更要注重生态效益。以牺牲生态、砍伐大片林木发展果园是否值得?从现在生态发展来看, 许多当年为追求经济发展而引进的项目已经在逐步转型, 柑橘果业发展也需要转型, 生态保护与经济发展关系上已经发生重大变化, “宁要绿山青山, 不要金山银山”, 在安远县、寻乌县东江源头河流两岸, 曾经漫山遍野种植了柑橘的山地也逐渐开始退果还林。
3.2 规模效益与经济效益的消长
就一定区域而言, 柑橘生产种植面积太大, 产业效益如何?首先应考虑宜果山地面积是否有这么多, 会否引起与粮争地等问题;其次考虑品种结构。品种结构单一, 果品成熟上市期集中, 价格势必下跌, 时有发生果贱伤农现象, 出现“增产不增收”;第三考虑产业链发展准备情况, 果品贮藏、保鲜、精深加工等商品化处理是否配套;还要考虑大规模种植, 造成劳动力缺乏, 工价上涨快, 种植成本提高等不利因素。脐橙产业近年来随着规模扩大, 比较价格却持续下降, 走进“大规模低效益”的经济怪圈。
3.3 连片种植与规范管理的匹配
大规模连片开发柑橘产业, 抵御自然灾害和病虫害风险能力弱, 如赣南柑橘产区大的冰霜雨雪灾害基本十年一遇, 即1999年12月下旬持续一个星期的干霜冻, 2008年1~2月持续低温雨雪霜冻害, 当时因缺乏应对自然灾害的经验, 造成了巨大的经济损失。目前, 我国农业发展大多以一家一户为主分散经营, 这样虽做到了精耕细作, 但生产技术参差不齐, 难于统一技术标准, 病虫群防统治难度大。加上病虫害防控机制不完善, 尤其是应对柑橘黄龙病及其他危险性病虫害的预警与防御能力低。
3.4 连片种植与环境承受的极限
大面积连片种植的主导品种, 往往生产者众多, 为了促进其丰产和品质提高, 必然会大幅度增加农药、化肥等农业投入品的使用量, 尤其是南方果树常年生长, 加之环境温热多湿, 田间病害发生频繁, 对化学防控依赖性大, 从而带来环境面源污染和增加水果质量安全风险。
4 建议
笔者认为产业发展需要从长远着眼, 充分权衡多方效益, 合理规划, 以免重蹈覆辙, 建议山地开发时应从以下几方面考虑。
4.1 全盘谋划贵坚持, 科学发展
4.1.1 树立正确发展观。
建立保证柑橘产业健康持续发展的长效机制, 稳步实施产业规划、技术推广、环境评估、产业安全、流通组织、市场开拓等, 常抓不懈。柑橘产业是民生工程, 不是政绩工程, 如果柑橘产业地位随地方党委、政府换届而忽冷忽热, 产业必将大起大落。
4.1.2 合理规划开发。
要考虑生态保护、环境承受能力, 做好生态林、水源涵养保护, 合理利用荒山荒滩, 做好区块划分, 合理设置防护林、隔离带, 坚持生态发展。
4.1.3 强化品种布局。
因地制宜做好市场前景好、优产抗病的品种搭配, 使柑橘在成熟期、花色品种, 实现全年有鲜果, 应季有2~3种不同鲜果, 扭转大面积单一品种带来的不利局面。
4.1.4 加强科技引导。
果业产业发展离不开科学技术指导, 从田间管理到采后处理, 都需要科学规范的技术指导, 要整合国内技术力量, 每年实施一批科技攻关项目, 有针对性地攻克柑橘生产实际中出现的难题, 为产业发展保驾护航。
4.1.5 完善防控体系。
不仅要对柑橘黄龙病重点监测, 也要警惕其他病虫害, 做好病虫害防治的硬件和心理准备, 对柑橘病害进行深入的研究, 清楚病害的发生、发展、传播媒介和防治措施, 并做好持久战和时刻警觉的心理准备。其次, 鼓励种植其他经济作物, 形成多样的物种种群结构, 增加生态系统自身抵抗能力。再次, 在全赣州向果农普及柑橘病害基本知识, 使果农认识到病虫害的严重性, 形成全赣州防治病虫害全民皆兵的局面。最后, 做好每季度病害和虫害统计工作, 发现问题及时处理。
4.2 保田护林用荒山, 合理发展
近几年, 赣南柑橘面积在不断增加, 一些地方地低洼水田或海拔400~500 m的山地以及高产稻田在发展柑橘, 目前还有扩大的趋势。保护林地和农田, 适度利用荒山浅滩种果, 不与粮争地, 保护耕地红线, 特别是国道、省道交通道路沿线本身有尾气污染, 加之车流带动, 木虱传播快, 果园风险大, 适度退果还林 (即感染黄龙病比较重的果园, 转产种植用材林或观赏林) , 栽种观赏价值较高的樟树、桂花、罗汉松、红豆杉等, 建立绿色天然屏障。控制东江、赣江等两大水系及大中型水库源头的水果业种植规模, 减少环境污染, 建立生态贡献补偿机制。
发展柑橘产业应将环境保护、合理配置自然资源工作纳入各级政府农业发展规划范围, 并作为一项重点内容加以规范, 对未开发的山地要严格控制, 对已开发的山地要采取措施提高植被覆盖率, 严禁毁生态林、原始森林、阔叶林, 可以利用茅草荒山来规划开发。围绕发展生态果业、观光果园、高效果业的目标, 大力发展以观光体验、生态、休闲为主题的旅游产业开发城郊观光果园。通过建设一批现代设施农业、娱乐休闲、农耕文化与农事体验为一体的农业观光园和科技教育基地, 促进农业与旅游业的有机融合, 延伸产业链, 提升综合产业效益。
4.3 转大为强重品牌, 优化发展
在柑橘果业发展上出现两个误区, 急需调整。一是追求扩大种植面积, 误认大即为强。导致“增产不增收, 减产又减收, 种得多产得多、卖得多赔得多”的现象此起彼伏, 需要将农民急于通过扩大种植规模获得更多经济回报的认识扭转到提高单产、提高果实品质上来。提高果实品质是提高产品竞争力和生产效益最有效的手段。
第二个误区是只重视农业生产环节, 只追求产量, 忽视整个产业, 尤其是采后环节和产品营销。柑橘产业能否做大做强, 最终要靠产品的销售来推动, 为此, 建议一方面加强贮藏保鲜、果品深加工等高附加值产业发展, 另一方面注重品牌建设, 发挥龙头企业、具有实力的果业合作社等组织的作用, 通过技术资金、管理等方面的支持, 扶强龙头企业和合作社发展和壮大品牌, 以此带动整个产业优化发展。
在山地发展果业, 要因地制宜, 遵循自然规律, 树立循环经济理念, 不能为了“面上工程”、“政绩工程”, 而一味地追求产业规模、短期效益, 甚至进行毁灭性的掠夺, 政府应科学引导, 合理规划, 权衡产业发展与生态平衡, 关注民生, 注重土地资源的循环再利用, 为子孙后代循环致富留足后劲。
摘要：2013年柑橘黄龙病在江西省安远县大面积爆发, 通过调查, 总结了安远柑橘黄龙病发生历史, 爆发危害, 重点分析了发病原因, 就南方山区规模化连片种植发展柑橘产业提出深思和建议, 更加明确地将过度开发与此次灾害联系起来。为其他地区今后在生态保护与经济发展权衡上提供理论参考。
关键词：柑橘黄龙病,爆发,过度开发,反思与建议
参考文献
[1]Garnier M, Danel N and Bove’JM.etiology of citrus greening disease[J].Ann Microbiol.1984, 135A (1) :169-179.
[2]T H Hung, M L Wu, H J Su.Identi?cation of the Chinese box orange (Severinia buxifolia) as an alternative host of the bacterium causing citrus Huanglongbing[J].European Journal of Plant Pathology.2001, 107:183-189.
[3]范国成, 刘波, 吴如建, 等.中国柑橘黄龙病研究30年[J].福建农业学报, 2009, 24 (2) :183-190.
[4]陈国庆, 鹿连明, 杜丹超, 等.柑橘黄龙病防控技术研究进展[J].浙江柑橘, 2012, 29 (3) :20-27.