川東平行嶺谷區單斜山構造坡水資源保護

張鳳秋+陳秋艷+陳樂+高林林+彭昱松+羅培

摘 要：該文以四川達州青寧鄉為研究區，探討了川東平行嶺谷區典型單斜山地貌構造面的水資源問題。結果表明，該類型地貌區在地質地貌、氣象氣候、種植結構、水利設施狀況、水污染及水浪費問題等因素的綜合影響下，水土流失以及水域污染嚴重，可用水資源極為匱乏。為改善此現狀，建議：適當增加并合理布局蓄水、給水實施，充分利用并保護好地下水資源；調整土地利用方式并改進灌溉技術；加強污染防治；優化政策措施。

關鍵詞：川東平行嶺谷；單斜山構造坡；水資源保護

中圖分類號 TV213.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）17-0136-04

Abstract：Taking Sichuan Dazhou Qingning township as a study area，discussed the water resources protection about the typical monoclinic mountain surface of Parallel ridge Valley Area of East Sichuan. The study shows that the soil erosion and water pollution are serious and the available water are extremely scarce due to the combined effects of geological landform，meteorological climate，planting structure，status of water conservancy facilities and water pollution and waste，etc. In order to improve the severe situation，it's better to do with the following：appropriately increasing and reasonably layouting the facilities of water impoundment and supplyment；making full use of and protect groundwater resources，changing land use patterns and improving irrigation techniques；strengthening pollution prevention and control；optimizing policy measures.

Key words：Paralleled ridge-valley of east sichuan；Structural slope of monoclinal mountain；Water resources protection

川東平行嶺谷位于四川盆地東部，西起華鎣山，東到方斗山，由九大平行山脈和槽谷組成，伴隨褶皺的隆起和外力的剝蝕，山脈兩側形成一系列與主山脈平行排列的大范圍的單斜山構造地貌，地貌特點是構造坡較緩，剝蝕坡較陡，研究區主要的居民點和農業布局主要集中在構造坡上。本地區總降水量較充足，但水土流失嚴重，且受春旱和伏旱天氣影響大，因此生活用水和灌溉用水嚴重缺乏。本文以華鎣山北端西坡的青寧鄉為例，在對典型單斜山構造面水資源現狀及問題進行調查的基礎上，擬對單斜山地區水資源缺乏的原因進行分析，并對水資源的利用和保護提出建議。

1 區域概況

青寧鄉位于達州市通川區西北部，幅員面積38.6km2[1]。地質構造形跡為華鎣山復式背斜北西側的單斜構造[2]，地貌以單斜山為典型，西低東高，坡度15～45°，地面高程 320～900m（圖1）。本區屬亞熱帶季風氣候，年平均降水量1211.4mm[1]，自然災害以旱澇災害和以巖門大滑坡[3]為代表的滑坡災害為主。該區為典型山區農業鄉，截至2015年，全鄉總人口15415人，城鎮化率僅3.1%[1]。

2 水資源現狀分析

2.1 水資源現狀

2.1.1 地表水資源 據實地考察，并利用Arcgis基于青寧鄉數字高程模型（DEM）提取水系，模擬出研究區即有和潛在的河網（圖1），研究區河流整體西多東少，主要河流沿外圍分布；同時，研究區零星分布有若干塘堰、蓄水池及水庫，最大的水庫為化馬水庫，庫容約7萬m3，主要供給城鎮用水。

2.1.2 地下水資源 研究區地下水資源類型有第四系松散層孔隙水、碎屑巖層間裂隙水、基巖裂隙水[4-5]。地下水時空分布不均——構造坡坡面分布極少且供水時間短，而山谷間分布較多，見于厚層風化堆積物土壤下，量少，水質較好，供給時間較長，能為山麓居民提供生活用水。

2.2 水資源短缺現狀 “一場大雨到處淹，十天無雨遍地旱”是青寧鄉的真實寫照。青寧鄉主要用水需求為生活用水及灌溉用水，但只在雨季生活用水才能基本滿足，而11月至次年4月之間用水最為緊張[6]。青寧鄉生活及灌溉用水主要源自河流、水庫和小型水池，居民從區域流經的河流抽水，用以灌溉，甚至儲存到小水池（3～5m3）以供給生活用水，在極度嚴重缺水的情況下，村民不得不到很遠的老水井背水或買礦泉水，十分艱苦不便且不經濟。

3 原因分析

3.1 地質地貌原因 單斜山由構造坡和剝蝕坡組成，構造坡較緩，剝蝕坡較陡（圖2），構造坡巖層走向與坡向一致，出露的巖層主要為厚層砂巖，地表風化層較薄。此處地表降水常通過以下3個渠道流失：（1）一部分通過風化層下滲形成潛水；（2）一部分通過巖層的風化裂隙形成風化裂隙水[5]；（3）研究區接近巖溶地區，在蓄水設施不足的情況下，絕大部分的降水形成地表徑流沿著巖石表面或溝谷迅速流失。前兩部分水儲存量有限，僅可提供少部分居民的生活用水。該區域山麓存在一些河流和塘堰，但水低田高，引、提、灌成本大。endprint

3.2 氣象氣候原因 在亞熱帶季風的作用下，研究區全年降雨季節分配不均，據1995年-2005年鑒資料顯示（圖3），降雨一般集中在5—10月，7月最多，11、12、1、2、3月降水極少，因此形成明顯的春旱，而個別氣候異常的年份雨季降水也異常的少，而且雨熱同期的特點決定了夏季蒸發量極大，所以夏季常有伏旱天氣[1][6]。

3.3 種植結構原因 研究區主要種植水稻、油菜、玉米、小麥等作物，隨著土地流轉，農業產業化經營已經開始，當地已形成大型的油牡丹種植基地，灌溉需水量極大；此外，千口嶺地質公園建設后，必然要求保持好“青寧梯田”這一獨特的旅游景觀[7]，將直接導致單斜山構造坡上廣種水稻油菜等作物，因此又將增加灌溉用水之需。冬半年是小麥、油菜、馬鈴薯等作物的育苗生長季節，需大量灌溉用水，而此時正值冬旱春旱時節，夏半年為水稻玉米大豆等作物的育苗生長季節，灌溉用水尤其是稻田用水極大，雖縫一年雨季，卻時值一年中蒸發量最大的季節（圖3），而且異常干旱年份雨季降雨也極少，所以在極端干旱的年份導致作物減產。

3.4 水利設施問題 青寧鄉經濟比較落后，遂無足夠的資金支撐供給水工程，且近幾年的小型農田水利工程、中小河流治理、水保綜合治理等惠農政策都未能顧及該區域[1]。目前，青寧鄉僅場鎮有較完善的給水系統，而在農村，供水設施極少且不完善，功能輻射不均，大多數居民都是自發式引水，部分居民點附近雖有水池集中供水，但水抽取于附近河流，未經消毒處理；灌溉上更是沒有完善的農田灌溉渠系。同時，諸多水利設施都存在老化滲漏的現象，而農民因得不到快捷利益而不愿意投入過多的資金和精力去徹底解決。

3.5 水域污染問題 研究區的眾多水域存在以水體富營養化為主的污染問題（表1）。場鎮上廢水雜水中含有大量的固體懸浮物及COD、BOD；同時，地表徑流流經道路、垃圾堆等地則攜帶垃圾、汽油、重金屬等污染物進入河流。農業面源污染方面，在單斜山地形條件下，農村生活垃圾、畜禽糞便、農作物秸稈、農用地膜、農藥化肥等農業生產殘留物經淋溶至土壤中或直接被雨水攜帶沖刷至山麓河谷。

3.6 水資源浪費問題 （1）低水價、落后的供水技術以及欠缺的節水意識導致場鎮生活用水浪費嚴重。據統計，研究區自來水管網水量損失率高達20%～30%[8]。（2）主要受地形及灌溉技術影響，農業灌溉水利用系數過低，有的地方存在漫灌現象。

4 措施及建議

4.1 工程措施

4.1.1 蓄水池 （1）位于鞍部的蓄水：位于單斜山頂部的分水嶺，地勢平坦，巖層產狀平緩，風化物多厚度大，可利用此條件修建蓄水池（圖4）。此處蓄水池以圓形為宜，其口徑大小因地而異。在施工過程中尤其要注意水池防滲，可以采用防滲墻、高壓噴射灌漿技術等操作簡單、造價低廉的技術以及施工高效質高質的最佳防滲方法鋸槽法[9]。同時，在蓄水池周圍可修建引水溝（圖4），每逢降雨，雨水可以徑流的形式匯集到蓄水池中。通過實地調查及DEM（圖1）分析，列出了部分適合修建蓄水池的地方（表2）。（2）位于構造坡上的蓄水池：位于在坡緩的構造坡具有厚層砂巖（2～4m[10]）的地方，水池形狀根據實際情況設計為不規則多邊形，水池布局平行于巖石傾向，為防止層面滲水、裂縫滲水，可采用防滲膜打底、采用砼漿勾縫、并用漿砌條石筑攔水提。

4.1.2 給水工程 新增和完善飲用水蓄水設施的同時完善輸配水設施，遵循就近原則，同時做好水質處理，可以安裝家庭小型凈水機，提高水質安全。增設農田灌溉系統，基于青寧鄉DEM提取出區域水系（圖2），在模擬出的河網中除現有的一系列河流之外的即為一些潛在溝谷，因此，可根據水脈、單斜山構造坡的地形“因勢利導”，相應地修建引水溝引水灌溉，同時，可根據需要在溝渠附近適當筑簡易蓄水小坑，從溝渠開小口引水至坑，便于農民就近取水灌溉禾苗。溝頭小坑體積不宜太大，以避免溝頭側蓄水坑截留流水致使下游無水，且因其地處緩傾的構造坡，蓄水過程中，水容易下滲，當溝頭側水坑承重太大，地層土壤被滲透到一定程度，就會形成一種水平推力和浮托力從而引起滑坡[5，11]。引水溝、引水口及蓄水坑選擇砂漿水泥修建，以減少水流下滲導致的沿途水土流失以及增強溝渠系統對水力侵蝕的抵抗能力。在新建水利設施的同時，還需要改造年久失修的水利設施，整治病險水庫，加強塘堰清淤工作，同時因地制宜，充分結合塘、堰、庫、井等保水蓄水。

4.1.3 地下水開發 單斜山作為一種自流斜地，其頂部受風化剝蝕等作用后出現不連續坑洼，降雨過后，山頂形成集水區，一部分雨水以徑流的形式沿構造面（運移區）流向山腳（排泄區），這一部分雨水在土壤中滯留時間暫，難以形成潛水，而由于山體為不同傾斜巖層所組成，因此集水區還有一部分水沿巖石裂隙下滲，形成承壓水，而構造面上的巖層裂隙通常成為泉水出露的渠道（露頭），在水量較多的情況下泉水自流并通過運移區或直接從排泄區流出（圖3）。研究區構造面露頭較少，山麓部分露頭稍多，因此可在較明顯的巖層裂縫處打井蓄水，但為資源得以充分利用現，必須綜合利用水文地質調查、物探、遙感、鉆探等技術手段進行地下水勘查，例如綜合利用天然電場選頻法和對稱四極電測深法測量相結合的辦法、空氣組合鉆進和氣舉反循環鉆進等鉆探新技術新方法[12]并建立地下水監測體系，例如戴長雷先生曾設計的基于GIS的地下水監測管理信息系統（GMSMIS）就是一種很強大的系統，水量分析、水質評價、水位監測、水質預警等都可實現[13]。

4.2 土地利用方式調整

4.2.1 冬水田蓄水 沿用川東北地區傳統的冬水田方式欄水，同樣，為更有效地攔蓄水，應選擇土層較厚的農田，據考察，風化物厚度為2～5m的田可以建寬度為3～5m的水田。也可改變農田的形狀，長度不變，縮短寬度，從而增加土壤的厚度。但也要注意適量設置冬水田從而減少水土滑移的幾率。此外，為補償冬季農田用于儲水導致的土地資源的浪費，可在冬水田中生態養魚以增加經濟價值[14]。endprint

4.2.2 種植模式調整 改變傳統的種植觀念，選擇耐旱高產作物以減少灌溉用水需求，如大頭黃、江矮二號小麥，晉雜一號、中雜十一號玉米，河北351、北京二號紅苔以及黃姜、尖椒、柑桔等[15]；同時，適當種植根系發達、壽命長、根系深的經濟作物，以發揮根系錨固作用，籠絡土壤，提高根系土抗剪強度[16-18]，防止滑坡等引起的水土流失，如銀杏、核桃、楊梅、板栗、杏、棗樹、葡萄、木棉、茶樹、金銀花以及其他觀賞花卉，適當規模化種植極極具觀賞性和商品性的茶樹金銀花等作物。同時推行增、間、套、圍、輪作等種植模式，因地制宜地采用聚土免耕、壟稻魚溝等水土保持耕作法[14-15]。

4.2.3 灌溉方式調整 在灌溉技術上，可基于水分脅迫條件下作物地生理過程的反應，適當地采取限水灌溉、調虧灌溉的方式來提高作物地抗旱能力實現節水優產[19]。

4.3 水域污染防治 加強城鎮污染管制，規范城鎮污水排放及垃圾堆放并增修化糞池及垃圾處理廠，完善集水管網建設，增加污水處理深度，實現污水資源化[20]。重視農業面源污染，合理控制農藥化肥以及農膜的使用量，增加有機肥或大力推廣生物肥和生物農藥，提高農藥化肥的利用率，減少流失[21]。加強對農田徑流的污染控制，可通過生物系統（如可吸附有害化合物的植物）攔截凈化面源污染[22]；利用沼氣處理農作物秸稈、農用地膜及畜禽糞便等農業生產殘留物，實現資源化無害化處理。

4.4 政策措施優化 重視青寧鄉的旱情，并對其供給水工程及農田水利工程進行統籌規劃。鑒于青寧鄉的經濟現狀，地方自力更生的同時更需要向上級申請資金。建議地方政府在統籌兼顧的前提下，加大對青寧鄉水利設施建設的財政補貼力度。制定更加科學合理的水價體系，以制約場鎮用水，遏制浪費行為，同時，加大環保宣傳及監督懲罰力度，減少水域污染。

5 結語

主要受特殊的單斜山地貌的影響，輔之以氣候、種植結構、水污染、水資源浪費等因素，青寧鄉干旱缺水問題十分嚴峻。因此，保水節水是解決此問題的根本辦法，今后一是必須重視水土保持，興修水利，從而保證水量；二是加強水域污染防治從而保證水質；必須引導農民科學種田以減少用水壓力，提高利用效率；三是牢固樹立節水意識。

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（責編：張宏民）endprint