关于启动东部地区微地形改造工程的建议

沈珠江

  摘 要 平整土地是国土整治的重要内容,建议采用微地形凹凸化的办法应对平原地区洪涝灾害、水资源短缺、地面下沉等一系列的环境灾害问题。沟池开挖是这一工程的主要内容,文中特别强调直立深挖的必要性。
  关键词 地形改造 沟池开挖 环境灾害

  平整土地是国土整治的重要内容,三通一平正是当前媒体上出现频率很高的名词,人们也常用一望无际来赞美大平原的景观。诚然,高地冲刷,洼地淤积,冲积平原不断向大海延伸,这是自然规律。但是,如果没有向反趋向的造山运动,地球将变成由海水包围的圆球,人类也就失去了生存的空间。大自然的美在于多样化,千篇一律和单调一色并不是好事。平面地区的理想地形应当是平整化和凹凸化的合理统一,单纯的平整化并不可取。但是,造山运动是大范围的地壳活动,就平原地区局部地形来说,其改造只能依靠人类自身的努力。挖运河,修渠道,正是这种凹凸化地形改造的一种方式。本文从可持续发展战略的角度来重新认识平原地区地形凹凸化的重要性。

  一、微地形凹凸化的必要性

  东部平原地区土地肥沃,物产丰富,工农业发达,人口密度大,但是也易受到以下灾害

  1.洪涝灾害

  由于地形平坦,没有足够的水力比降,强降雨时不能及时排除积水,易形成内涝。低洼的平原地区受洪水侵袭时一片汪洋,无高地可以逃生。

  2.雨水资源流失

  对于雨量分布在时空上极不均匀的北方平原地区,有限的水资源因雨季无处存蓄而大量流失,从而加剧水资源供应的危机。

  3.地下水枯竭和地面沉降

  黄淮海平原由于水资源短缺而不得不抽取大量地下水使不少地区的降水漏斗深达50m以上,引起地面沉降和海水入侵等地质灾害。即使在江南丰水地区,由于水质型缺水,大量抽取地下水而引起的地面沉降灾害也十分严重。

  4.土地盐碱化

  在地下水位较高的低洼平原,则存在着土地盐碱化现象。正是在黄淮海盐碱化地区,有的农业专家提出了采用开挖沟池填高地面的办法以减轻土地的盐碱化。这一办法正是本文提倡的土地凹凸化改造的一种。

  土地凹凸化就是通过人工挖深与填高的办法营造出凹凸不平、错落有致的地形,把原来的平地改造成具有一定高差的3种水平组成的土地,即人造低地、人造高地和原来的平地。人造低地用于蓄水及发展生产养殖和水耕农业,人造高地则用于居民的生活和生产活动,而原来的平地仍用于大田作物的种植。通过以上措施就可以大大缓解前述各种灾害。例如居民一般在人造高地上活动,就大大减少淹没的机会。而低地蓄水后则增加了水资源的供给,并有利于地下水的补充。随着湿地面积的增加,生态环境将会逐步得到改善,这对相对干旱的华北平原和黄淮海地区无疑具有十分重要的意义。

  二、微地形凹凸化的内容

  挖深和填高是微地形凹凸化的基本内容,但具体的细节要因地制宜。下面就相关的问题作几点建议:

  首先是挖深的面积。建议挖深的面积占总土地面积10%左右。这样,在挖深3m,有效蓄水深2m情况下就能拦蓄200mm的降雨,对于全年总降雨量约500mm的华北平原来说,就能基本上达到降雨全部拦蓄的目标。但是,与传统的水塘把岸边开挖成斜坡的方式不同,我们主张采用直立深挖方式以避免产生大量无效挖废面积。例如,当水沟深3m和宽10m且边坡为1∶1.5时,传统方式的挖废的面积几乎增加1倍。此外,直立深挖还将大大减少蓄水后的蒸发量。现有的岩土工程技术已经可以轻而易举地进行直立深挖的施工。

  其次是如何利用挖出的泥土填高地面。这要根据具体情况而定,例如用做路基,用做堆场、晒场、养殖场或户数不多的居民点的建设。

  对于大片耕作的土地,为了便于机械化作业应挖成长条形水沟,两边就近填高后筑路和种植林带。对于蔬菜和精细农业种植区,蓄水池可以挖成圆形并布置在耕作区的中心,挖出的泥土填在水池周围形成生产辅助区。而在盐碱化地区,则应把挖出的泥土抬高整个地面。以沟槽面积占10%并挖深3m计,整个地面可抬高0.33m。

  微地形凹凸化的另一个内容是把低洼贫瘠地区改造成季节性淹没的漏水水库。具体办法是中心区挖深,使其长年积水,外围种植牧草和乔木,任其季节性淹没,周围筑堤以与其他耕作区隔开。水库接纳过境客水并主要用于补充地下水。

  凹凸化的第三个内容是对城镇和人口多的居民点筑堤进行保护。筑堤当然要取土挖泥,从而形成人造的深槽和高地。另外,现有湖泊和河道的疏浚也会增加地形高差,实质上也是一种微地形改造。

  三、微地形改造的可行性

  微地形改造属于简单的小工程,不存在技术问题。因此,微地形改造的可行性实际上就是投入是否承受得了和经济上是否划算的问题。下面就此谈几点意见。

  与山区的水土保持要维护原有地形相比,微地形改造正好相反,是要改变原地形。但两者同样是面广量大的工作,不能一蹴而就,只能逐步推进。以黄淮海平原为例,如果总面积20万km2中一半要改造,每年安排3000~5000km2,就需要20~30年的时间,大体上与黄河中上游水土流失的治理进度相当。

  农田改造成蓄水池,究竟是否划算,只要简单估算一下就清楚。与同样面积的土地种植粮食相比,只要原水价格超过每立方米0.5元,单纯蓄水获得的价值就会超过生产粮食的收益,而随着水资源短缺的日趋严重,这一天终究会到来的。何况蓄水面积可以用来发展水产养殖和水耕农业,甚至做成大棚种植蔬菜,其收益将远远大于原来的种植业。因此,以上方案是否可行的关键问题就是改造所需的一次性投入是否承受得了。

  按当前岩土工程技术水平,直立壁水池的最好开挖方式是先在平地打水泥搅拌桩形成地下连续墙,然后在两墙之间挖成水沟。以每公顷土地打造深5~6m、长200延米的墙体及挖土3000m3计算,可能需要投入10万元。按每年改造3000km2计,每年的总投入为300亿元。这笔资金可以通过银行贷款、国家贴息的办法解决。国家贴息是理所当然的,因为这里包含着巨大的环境效益。同时,这项工程也与西部退耕还林不一样,还有很大的经济效益。单就每公顷蓄水2000m3用于水产养殖的收益计算,每年拿出1万元还贷,10年还清应当是没有问题的。除了环境效益和经济效益外,上述工程还有其他社会效益,例如带动水泥工业和其他工业的发展,吸纳农村剩余劳动力和增加农民收入。因为打水泥搅拌桩设备简单,技术含量低,由农民组成的施工队伍只需短期培训即能掌握。至于土方工程,当然可以动用挖土机械,但剩余劳动力多的地区不妨仍采用人海战术。

  四、微地形改造工程实施方案

  微地形改造工程应当由县级人民政府统一规划,在乡镇人民政府督办下采用民办公助的方式来实施。这一工程具有一定的经济效益,自然会有人投资,因而可以采用以民办为主的方式。另外,与西部不一样,东部地区比较富裕,民间资本较多,也为民办为主提供了保障。民间投资的主体可以是农村集体土地所有者的集体经济组织,也可以是公司加农户或者某一经济合作组织。笔者认为最好以乡镇为单位成立多方投资的水务开发公司,统一负责水域的养殖、种植和灌溉、供水等业务。至于公助的含义,除了前面讲过的帮助贷款和贴息以外,还应在税收优惠、科技服务等方面加以扶持。至于微地形改造方面的其他内容,即修建漏水水库,修建城镇防洪堤和河湖的疏浚工程等,当然仍以政府投入为主。

  五、结束语

  随着西部退耕还林工程的顺利进展,人们已逐渐认识到环境改造工程的巨大意义,增加投入是完全值得的。本文建议的东部地形改造工程同样具有巨大的环境效益,但与退耕还林工程相比,还具有以下特色:

  1.退耕还林工程的目标是保持原地形,而本工程的目标是改变原地形。
  2.退耕还林工程的实施地域人口相对较少,而本工程在人多地少的东部地区施行。
  3.本工程兼具有环境效益和经济效益。
  4.采用民办公助方式实施,国家投入不大。

  我们相信,随着我国国力和人民富裕程度的提高,有能力在实施西部退耕还林工程的同时启动东部地区的微地形改造工程,促进东部地区的可持续发展。

  (作者为中国科学院院士、清华大学教授)


  参 考文 献:

  1 沈珠江.上戴帽、中束腰、下挖槽——解决我国水多和水少问题的一种对策.中国水利J,2000.11.
  2 沈珠江.关于修建漏水水库的建议.中国水利J,2002.3.