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桂花苗:灰湖潮泥田5种土壤样品测定其物理性质

  • 发布时间:2018-11-12 23:38:47
  湖区水害历史与水利设施现状
  武湖地区从60年代末到70年代末,在”以粮为纲“口号影响下,绝大多数湖滩被垦殖为农田。湖区水面比建国初期减少33万多亩。应当作为调蓄的湖面被垦殖殆尽,破坏了生态平衡。建国前武湖水与长江相通。1967年修筑33.93km的武湖大堤和武湖大闸后,武湖从此与长江隔断。70年代起在湖区围垦、兴建节制闸和电排站,农民纷纷迁居湖区,开垦种植,但水灾一直威胁着湖区。武湖农场在建场前有然湖泊15个,围垦以后,仅存湖泊5个,总面积1250亩,从此湖区调蓄能力降低。在1983年7月,由于连降暴雨493mm,致使五t分场、滨湖分场扇子湖队4600多亩作物和部分居民房屋以及五七分场鱼池,渍涝达半月之久。三里桥乡地处武湖中心。海拔高程17.21.0m,地势低洼素有”武湖锅底“之称,闱垦以后,1980年以来水害日趋严重,毎年棉田受渍均在万亩以上。1983年6月1日暴雨180mm,内渍水位20.8m.受淹棉田15,300亩。经济损失535.5万元。1988年9月8日,降暴雨]73mm,淹没棉花16.000亩,水深0.6m,经济损失180多万元。1989年6月3日降雨106mm.15,000多亩棉田受渍,3000亩棉花淹死。1991年7月暴雨成灾,全乡几乎全部淹没,雨量之大、防汛时间之长、水位之高、灾情之严重。是武湖地K闱垦以来从未见过的。新洲武湖一、二、三垦区在1980年、1983年、1991年的水灾中大部分被淹。损失严重。
  桂花花苗年三垦区溃口,淹没耕地7000多亩,1983年二垦区、三垦区都遭溃口,淹没耕地17,000多亩,同时黄陂北湖周围湖汊的围堤都遭溃口.淹地15,000多亩。
  照片1黄陂武湖排水入江的泵站河
  花苗前湖区水利设施现状是:为了湖区排涝,1969年修建了总装机容量为8台800T?瓦的武湖排水泵站。开挖了以泵站河为主干(照片1),以其东西11条排渠为两翼的排水渠网。从而逐步形成一个以提排为主,以调蓄和截流为辅的排水系统,对解决正常年景的渍涝灾害,起到一定的作用。经过20多年的治理,武湖大堤逐年培厚加高,堤顶高程已达海無32m,堤面6m,可防1954年型特大洪水。在黄陂武湖围垦区内,先后共开挖排灌渠道84条,建成桥涵、闸280处。除武湖泵站外。还建中小型排灌站113处4890千瓦。特别是1992年完工的自排渠道和下庙自排闸,改变了湖区一遇洪涝只靠武湖泵站提排唯一出路的局面,从而能在冬春雨季外江低水位期。把湖区渍水自排入江,每年为武湖泵站节约电费5万元。新洲武湖一、二、=垦区先后修筑堤防72km,开挖了一条12km长的主港和43条沟港,总长度8()km,修建排水站II座,共25台总装机容量为6710千瓦,修建港道桥闸28处、堤防涵闸34处。现新洲武湖开发区分为三个垦区,一垦区有承雨面积26.5km有3处8X115千瓦的二级电排站提水人主港;二垦区有承雨面积58.5km2,有两处4X155千瓦的二级电排站提水人主港;三垦区有承雨面积48.4km2,有两处3X155千瓦二级电排站提水人北湖。湖区多年水利设施的建设,初步改变了武湖地区过去汛期洪水泛滥、一片汪洋的景象。但由于本区农田水利设施不配套、不完善,加上这些设施逐年老化,其排涝效益显著下降,因此,湖区水害问题远未根除,一遇大雨,排水不畅,十几万亩农田就受到渍害。
  湖区水系整治策略
  整治的最终目标是提高本区湖泊调蓄功能,增强湖区水利设施排涝能力。
  目前湖区湖泊调蓄功能的分析。北湖多年平均水面积约19knr‘,与新洲武湖闸及黄陂武湖泵站进水港(泵站河)相通。该湖容纳黄陂221.6km2和新洲三垦区48.4km2共计270km2承雨面积的来水。1981年建筑了一座节制阐,以控制北湖水位,并起排涝调蓄作用。原设计启排水位18.5m,最高水位21.5m.可调库容为4882万n?,但在1983年由武汉市水产公司接管并直接经营北湖后,因湖底淤泥加厚故将养殖水位抬高到19m。由于北湖最高允许水位(调洪永位)为20.5m.从而使北湖的蓄洪水位高仅1.5m,可调湖容明敁减少。据此,我们建议为了扩大湖区调蓄水面,应将黄陂县武湖地区农业开发指挥部确定的湖区生产线17.5m改为18m,把18m以下低湖田都退耕还湖,还建议将泵站河以东1.92万亩(地面高程17.17.7m)大片沼泽地开发为水产养殖区,同时作为调蓄洪水区。若将汛期养殖水位控制为19m,调蓄水位控制在20.2m,则可调蓄洪水1539万m3,相当武湖泵站10多台机组排洪量。在这片沼泽中号称8000亩烂泥洲的水域,当其水位为19m时,可蓄水360万另外还有9个小湖泊可蓄水270万m:i。可见。只要合理开发利用湖沼资源,湖区湖泊调蓄功能是可以得到恢复提高的。
  目前湖区港渠调蓄与排涝能力的分析。从黄陂境内来看,包括泵站河在内的12条港渠当水位19m时可调蓄水量363.36万m1,36条排灌渠可容水量28万m3,当北湖达到最高允许水位20.5m时,港渠蓄水量达到751.38万m3,可占总来水量927.6万n?的81%。除此之外。还有自鸭儿湖至北湖的长14.6km的等高截流渠(又称争光河),可将垄岗地带30km’的来水引人北湖。从新洲境内来看,武湖三个垦区从1972年冬就大搞渠网建设,从此,逐年开沟挖渠,切块治理,现有一级渠2条长4.1km,蓄水量达20万m:i,二级沟11条,长13.2km,蓄水量10万m1,三级沟15条,长7km,蓄水:S3万m:i,另有小沟309条,长110km.蓄水量达41万m3。上述沟渠网,可调蓄水量74万m3。再从排涝能力看,在长河出口处修筑f一垦区中最大的武湖阃及电排站4X800千瓦,并在长河上游离北湖不远的河段上,即两河口处修建了一座节制闸。武湖闸和两河口节制闸对控制北湖与长河水位,对垦区的排灌起着至关重要的作用。另外。在阳逻一垦区还建了排涝泵站6座,装机18台,2790千瓦,排涝流量252m7s,渠道318条,全长13.27km,溃水通过干渠流人长河再排人长江。一垦区大部分地区不存在排涝死角,但有几处,如三河的北湖、新堤的7000亩,由于排涝能力差,1983年一遇三日暴雨269mm就渍涝成灾,全镇日夜奋战40多天才排完。周铺湖区海拔高程25m以下的易涝面积27,150亩。二垦区,上三垦区和下三垦区的排涝均未达到三年一遇三日暴雨(188.6mm)五日排完的标准。总之,目前二、三垦区泵站排涝能力根本达不到设计要求。
  纵观全湖区,目前港渠调蓄与排涝能力之所以较低是因为普遍存在以下的问题,一是港渠淤塞严重,既浅又窄排水不畅;二是灌慨渠不配套,以排渠代替灌渠,在这地下水位很高的湖区,常常是一夜暴雨就泛滥成灾;三是港渠节制闸和电排站不配套,排灌效益受到限制,桂花苗客水不能挡,内渍不能排,洪水不能蓄,加上原有水利设施长年失修、老化,排涝能力衰减。故建闸站、添设备、抓维修是亟待解决的问题。
  花苗鉴于上述情况,我们建议:第一,对整个湖区进行一次全面清淤和疏通的丁。作,以恢复其设计效益。例如,对新洲周铺镇二、三垦区全长31km港渠进行清淤,可提高排灌利用率,第二,为了实现排灌渠分家,变提灌为自流灌溉,要在=里桥乡建立以腰渠为骨干的灌慨系统。B|1沿一排渠、二排渠、东支河北岸开挖3条自西向东的灌溉渠,与此同时。修建5座涵闸以调节水量,这样每年可节约灌溉费数卜万元,并在5年内收冋全部投资;第三,抓紧在”八五“计划期间投资兴建排涝泵站和节制闸。现已在黄陂下庙修建了2580m长的A排水渠和A排闸,可解决冬春雨季武湖农场内渍和北湖湖水11排人江问题。但下庙闸的运用时段有限,开闸主要是从毎年11月份至次年5月底7个月内,其中11月和4、5月份的向排是有条件的,有时可以完全自排,有时部分自flh而有时则完全不能自排。这要视长江当时水位而定。每年5月至10月长江汛期,往往因梅雨造成外洪内涝。江水水位高于湖水水位,湖水A排入江已不能。故必须启动泵站进行提排。W此,大力兴建排涝设施是非常必要的。我们认为有必要在7里桥乡泵站河以两几条排水渠兴建4座总装机容呈为1550千瓦,10台机组的排水泵站(即10台X155T?瓦)以及配套的4座涵闸,其中一排渠2台,二排渠3台,三排渠3台,东支河2台。这些泵站与涵闸应建在排水渠、东支河连接泵站河的进口。这些涵闸可以控制客水倒灌和辅助泵站排渍。上述治理措施,可确保武湖地区最低洼的三里桥乡能抗拒”十年一遇“渍涝之害,与此同时,还应在三里桥乡四排渠与泵站河连接处兴建泵站和节制闸,并加高培厚四排渠南堤至22m.以更好地拦截北部岗地35km2的来水(约1450万方),使其流人北湖,这样可减轻武湖泵站的压力。对于新洲武湖开发区Ifif言,我们建议在阳逻一垦区=河泵站和新堤泵站新增2台装机容量155千瓦的机组,排涝流量为2.01m。3/s,排涝效益可达到十年一遇三日暴雨五日排完。另外,还需要在周铺二垦区排涝泵站增容2X180千瓦。排涝流量为2.25m7s,在=垦区排涝泵站增容2X155千瓦,排涝流量为1.5m:!/so上述二、三垦区排涝泵站增容以后。均可使这两个垦区排涝效益达到十年一遇三日暴雨五日排完水准。倘若在”八五“期间对新洲武湖开发区所有老站设备进行更新改造,并对一级电排站增容4X800千瓦,那么,整个湖区港渠调蓄与排涝将大为改观。
  湖区水利工程设施管理现状。通过调查我们发现,由于北湖及整个湖区隶属于黄陂县、新洲县和武汉市水产公司3个部门管辖,这不仅造成两个县农业上排灌的矛盾,而且两县种植业与市水产公司养殖业亦存在很大分歧。故长期以来湖区水利设施管理体系是各自为政,即使是同一县的乡、镇、农场亦各行其是,由此造成的人力、物力、财力、电力的浪费和引起的水利纠纷是相当突出的。历史上湖区两县农民曾为武湖草场的所有权发生过多次械斗。随着湖区水利_丁。程增多。管理T作日趋重要,80年代以来两县水利部门均加强了湖区水利管理(统称工程管理),从而从县内理顺了管理体制,明确了各乡、镇、村职责范围。每当遇到大旱灌慨、大水排涝,都要召开各单位紧急会议,民主决策。组成专班监督实施,因而县内水利纠纷基本消除。但两县在管水方面仍经常出现矛盾,例如黄陂县防汛抗旱指挥部直接管理(有启闭权)的北湖拦渍堤几处闸门和新洲县防汛抗旱指挥部直接管理的、坐落在香炉山西侧的武湖闸及其上游10km处两河口节制闸,它们的开关运用多考虑本县利益。故遇到旱f问题,两县对上述闸门的启和闭,意见不一,很不协调。另一方面,北湖原设计启排i位18.5m.由于湖底泥沙淤积增高,为了养鱼。水产部门要求将该湖养殖水位升为19m,这就失去了湖泊低水位蓄洪功能。有鉴于此,我们建议武汉市应通过武湖地区三个单位组建一个统一的水利协调领导小组本着小局服从大局,局部服从整体。综合考虑防洪、灌概、养鱼等因素,以及提高经济、生态、社会三大效益的原则,统一调度湖区水利工程设施。这在大旱之年、大水之年是非常必要的。只有统筹兼顾,科学规划,才能避免因管理混乱而造成的巨大损失。
  湖区土壤退化农田污染及其整治策略
  桂花湖区耕地七壤肥力减退

桂花苗:灰湖潮泥田5种土壤样品测定其物理性质的图片425

  武湖地区中低产田面积分布较广,其原因有自然界客观存在的障碍因素,也有人为干扰造成的环境生态问题。就黄陂境内湖区而言,据全省第二次土壤普查和最新调查结果,在湖区水稻土面积中,潜育化、次生潜育化田、冷浸烂泥田、低湖田等有严重障碍因子的水田面积达10,028亩。占湖区水田面积的67%;旱地中,有过砂、过粘、夹砂层、铁盘层、粘盘层等障碍因子旱地。面积达77,001亩,占旱地面积的70%,合计中低产土壤达17.7万亩,占湖区耕地面积68.3%。在新洲武湖开发区,水田53,135.9亩,旱地43,545.2亩,耕地总面积为96,681.1亩。中水害低产型65,135.9亩,占耕地67.4%,劣质低产型2457亩,占耕地2.5%,其他障碍低产型9829亩,占耕地10.2%。1989年在53,135.9亩水田中抽样调查取21个耕层样品分析结果表明,土壤有机质均值为1.6799%,比全省第二次土壤普查时减少0.0833%,全氮均值为1.165%,比全省第二次土壤普查时减少0.0078%;取106个样品测速效钾的均值为96.69ppm,比全省第二次普查结果减少53.09ppm.减少33.4%。同吋还在43,545.2亩旱地中作了抽样调查,取31个耕层样品分析结果表明。土壤有机质均值为1.2560%,比第二次土壤普查减少0.1094%,全氮均值为0.1008%,比第二次土壤普查减少0.014%;取152个样品测速效磷的均值为3.03ppm.比第二次土壤普查减少,下降幅度达52.9%,测速效钾的均值为97.85ppm,比第二次土壤普查减少44.91ppm,下降幅度达31.5%。这次调查的最后结果表明,在缺素型土壤中。碱解氮<90ppm的土壤有17,864亩,占耕地18.5%;速效磷<10ppm的土壤有59,888亩,占耕地61.9%;速效钾<100ppm的有46,123亩,占耕地47.7%。1990年我们对武湖农场高车分场水田土壤进行过抽样测定,采集了湖泥田、白隔黄泥田、白散泥田乌梅子田、?灰湖潮泥田5种土壤样品测定其物理性质。结果表明,潮泥田耕层土壤容重为1.34,心土层为1.44,从耕层向下孔隙度由49.36%逐渐减少到45.59%,各层粘粒含量在39%?48%之间,质地粘重。白隔黄泥田主要问题在侧渗漂洗层(E层),其孔隙度为42.53%,反映该层粘粒淋洗严重。易漏水漏肥。白散泥田耕层土壤容重为1.42,心土层容重高达1.73,耕层土壤孔隙度为46.34%,粘粒含量仅17%,表明该层土壤质地过砂。上述5种土壤样品化学分析结果表明,全磷、全钾及其速效含量均偏低,如白散泥田耕层全磷0.051%,全钾1.618%.乌梅子田耕层全磷0.070%,全钾1.005%。从上述可见整个湖区土壤肥力比80年代初全省第二次土壤普查时呈明显下降趋势,大部分农田4寺别是旱地土壤有机质锐减,原因是土壤施农家肥、有机肥和种植绿肥大幅度减少,另一方面土壤普遍缺钾亦尤为突出,这不仅是因为对钾肥宣传不力使农民忽视钾肥,而且与农业生资部门缺少钾肥供应有关。因此。湖区土壤在人为影响下就出现了土壤理化性状变劣。土壤生态系统受损,即土壤退化的现象。
  湖区耕地L壤的重金属污染
  土壤污染概况
  花苗我们于1991年1月17日至18日在武湖地区=里桥乡和武湖农场,对旱地与水田土壤中的重金属Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、A.s、Hg的含量进行了抽样调查,共采集耕层土壤样品14个,在湖北省地质实验研究所进行检测。分析结果见实际。
  实际武湖地区土壌耕作层重金属抽样检测结果(单位mg/kg)样号
  为了对武湖地区土壤重金属污染程度进行评价,我们选用了湖北省地质矿产局1989年在进行武汉市环境地质调查时对无污染对照区土壤所检测的重金属含量,作为土壤背景值。该值是武汉市郊县未受到人为污染的对照区土壤重金属元素含量:CdO.25ppm,Cr50.8ppm,Pb33.45ppm,Cu29.4ppm,Zn68.8ppm,。我们就以这些数值作为武湖地区土壤环境质量评价的标准。无污染对照区土壤母质与武湖地区土壤母质均为长江冲积物和湖积物,其他自然条件。如地形、气候、水文等亦相似,因此是可以比较的。
  通过实际数据同上述土壤重金属背景值的对比研究,可以清楚地看到:Cd元素在14个土样中有9个样品超标;Cr元素在14个土样中是全部样品超标;Pb元素在14个土样中有8个样品超标;Cu元素在14个土样中有11个样品超标;Zn元素在14个土样中有13个样品超标;As元素在14个土样中有9个样品超标,以上6元素样品超标率均在50%以上;只有Hg元素在14个土样中没有一个样品超标。这14个土样采自武湖地区三里桥乡和武湖农场,可见这两地土壤普遍受C:d、Cr、Pb、Cu、Zu、AS等6种重金属元素污染,其中Cr和Zn的污染特别严重(分别有14个、13个样品超标),其次是Cu的污染(有11个样品超标),再就是Cd、As、Pb的污染(分别有9个、9个和8个样品超标),土壤中Cii、Zn元素固然可以作为必需的微量元素供农作物吸收,但上述土样中Cu、Zn含量已大大超过它们在土壤中分别为的适量范围,故已构成对土壤的重金属污染。
  花苗桂花花苗土壤质量评价
  湖区土壤质量评价,由于经费所限,检测项目不多,故只选取了7个重金属元素实测值作为基本参数。我们首先计算土壤污染物的污染指数,即用土壤污染物实测值和评价标准相比较,如下式:
  式中:Pi——土壤中污染物i的污染指数Ci——土壤中污染物i的实测浓度Si_污染物i的评价标准再以土壤中各污染物污染指数总和作为土壤综合指数,计算如下式:
  式中:P—土壤污染综合指数
  花苗——土壤中污染物i的污染指数N-——污染物种数武湖地区土壤污染物的污染指数和综合指数计算结果见实际。
  从实际可见,14个土壤样品的综合指数P均大于1,表明全部耕地土壤已遭受重金属污染。在14个土样中,1-9号土样代表三里桥乡土壤;10—14号土样代表武湖农场土壤,表中P值最大的是12号、11号土样(P值〉10),采样点在武湖农场,12号是五七分场场部附近水田耕层,11号是滨湖分场扇子湖村水田耕层,该农场的10号土样P值为9.4057。上述10号、11号、12号3个土样反映武湖农场土壤污染程度比三里桥乡严重。根据实际中14个土样P值变幅情况,我们确定污染等级的P值范围是:P值〉9.0000为重度污染,共有5个样品,占全部样品数35.7%,P值在范闱,为中度污染,有6个样品,占全部样品数42.9%;P值<7.0000为轻度污染,有3个样品,占全部样品数21.4%。据P值划分的污染等级,武湖农场各分场属于土壤重度污染和中度污染地区,=里桥乡各地土壤有重度、中度、轻度不同程度的污染。实际中P值小于7.0000的3个轻度污染土样均出现在三里桥乡。

桂花苗:灰湖潮泥田5种土壤样品测定其物理性质的图片424

  表+2武湖地区土壌污染物的污染指数和土壤污染综合指数(1>)综合指数(P值)
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