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农业洪涝与湿害的致灾机理与成因

发布时间:2014-07-19

降水过多、过于集中是发生洪涝灾害的直接原因。尤其是严重的,大范围的洪涝灾害都是由暴雨、特大暴雨或持续大范围暴雨天气造成的。1998年长江大洪水和嫩江、松花江特大洪水都是由流域性暴雨造成的。一个地区降水量的多少,季节分配的比例,雨季的长短、早晚是洪涝灾害发生的气候背景;而一年中季风的进退、雨带的活动等则是其天气背景。在季风气候区域, 夏季暖湿的气流向北推进与北方冷空气交汇,锋面附近形成雨带,并随着太平洋副热带高压增强而逐渐北移。如大气环流发生异常,雨带在某一个地区停留过久,就会因雨水过多而发卞涝渍灾害。台风和气旋沽动常带来暴雨和大雨,在它们经过的地方,也易出现涝渍灾害。我国大部地区地处季风气候区.呈两高东低的三级阶梯地势,促进了夏季海洋气流的西进和北上,使产生强降水的夏季风北界与西界一直推进到沿大兴安岭和祁连山一线;同时,因青藏高原而形成的高原季风也加强了我同由海陆分布所引起的季风环流。 受季风气候影响,我国大部分地区降水集中在5—10月,但各地雨季出现的时间有所不同,东北和华北地区由于夏季风到达晚,撤离早,雨季主要出现在夏季,且时间短;长江中下游地区春季和初夏为土要雨季,以春雨和梅雨为主;华南地区有两个雨季,受夏季风影响春季有一个前汛期雨季,雨带北移后受台风和永风波等系统影响出现第二个雨季;西南地区雨季主要集中在夏秋季,受收南季风影响,雨季较长,其中川黔地区基本全年均为阴雨天。因此,季风进退的早晚,直接接影响我国各地咐季出现的早晚和降水的强弱,成为洪涝灾害发生的里要原因,也决定了我国洪涝灾害出现的季节与地区差异。在夏季风向北推进进北方冷空气相遇时,形成锋面,在锋面的附近形成雨带。雨带通常4 ——5月位于华南,5月下旬——6月上旬位于长江以南,6月中旬——7月中旬位于江淮,7月中旬以后到达华北。由于各个地区不同年份冬夏季风的强弱,进退早晚和持续时间的不同,出现暴雨的区域也不同。大气环流决定着季风的进退,大气环流异常娃导致流域性洪涝的直接原因,某些特定环流系统及其相互配置是造成大范围洪涝的重要条件,这些环流系统主要包括副热带高压、南亚高压、西风带槽脊、阻塞高压、极涡、热带辐合带、台风、 低涡切变线及准静止锌系等。当大气环流异常时,雨带在某个区域徘徊,大雨一再出现,形成洪涝。例如,副热带髙压提前北进,华北的雨苧有所提前,反之,雨带则长期停滞在长江流域,当沿海台风登陆后深入内陆停留,与高空低涡和东移西风槽配合,可形成暴雨或连阴雨,造成洪涝和渍害。

  地理、地形和水文因素以及土壤和排水状况,可影响洪涝、渍害的发生程度。如汇水面积大的江河下游,易受洪涝灾害;渗水快的沙土地不易发生渍害;而黏土和有不渗水坛的土壤,雨水稍多时就易发生渍害。坡地不易发生涝害;但沣地因排水困难,常大面积受涝。洪涝灾害主要源于过量的地表水,地形、地貌与地质土壤对雨后的产流、汇流形成有较大影响。区域的地形、地貌、地质土壤条件也是形成洪涝灾害的重要原因之一,内涝积水能否及时排除,与江河水位高低有很大关系,江河水位的高低取决于上游洪水的大小和有无潮水顶托。因此,水系和水文条件同样是形成洪涝灾害的重要原因。山地丘陵因地形复杂,易发生山洪灾害;平原地区的洪灾主要是由于上游洪水流经当地,超越了河道的最大宣泄能力或堤防的防洪能力,导致洪水泛滥,堤防溃决,淹没农旧;涝灾主要是由于当地雨水过多,河道排水能力低或受江河洪水,潮水顶托,堤围区内水不能及时排出,农田积水深度过大, 时间过长,超过作物耐淹能,使土壤中的空气相继排出,造成作物根部氧 气不足,根系部呼吸困难,并产生有毒有害物质,影响作物生长,甚至造成作物死亡。平原地区在发生暴雨时涝渍灾害往往伴随洪水灾害同时发生,特别是严重的洪涝灾害,往往是大范围普降暴雨,使平原地区既有客水的洪水位,又而当地内水的雨水危害,洪、涝无法分清。流域性洪水和涝灾之间存在着相互影响、相互制约、相互叠加的关系,有时气出现流域性洪水灾害时,平原地区发生洪水泛滥的地区通常已积涝成灾;当河道洪水水位高时,积涝的水则难以排出;排涝能力强的区域,河道洪水的流量将不断增加,特别是河流上游水土流失严重时,大量泥沙下泄,淤积在承泄河道上,河床就会逐年淤高,抬高河道水位,河道高水位持续时间长,使土壤滞水饱和,降水后,洪涝淹漫了农田,地表水和地下水排不出去而形成涝灾,或排除地表水,解除了洪涝灾害,但未能降低地下水位,而形成渍害。涝渍区多集中于地势低洼的平原区和山间盆地,地势低洼导致降水汇集,自然排泄不畅,造成地下水位升高。在河网地区,溃害发生的几率较高,因力这类地区地下水位较高,土壤透水性差,一次较大的降水后,地下水位很快上升到接近地 面,但要降到1m以下,则需要较长时间。因此,在附水较多时,地下水位经常在50cm 左右,甚至更浅,形成过湿的土壤环境,发生渍害。此外,水库溃坝、冬季北方地因河流解冻时的凌汛、沿海的海啸和海潮等也可造成漫溢决口,导致洪涝。同时,人类活动对涝渍灾害也有很大的影响,主要是围垦造田、水利设施火修,使河道排水口缩小或堵塞、出口水位抬高,影响河流排水速度,遭受暴附便形成涝灾。渍害常发地多数为黏上或黏壤土, 土质黏重,透水性能差,保水力强;有些地方实行水旱轮作,稻田浸水时间长,季节紧,不进行农田土耕晒垡,土壤耕记变深,结构变坏,导致滞水力过强,犁底层土壤过干紧实,通透性很差。质地黏重的土壤,透水性不良, 降雨后地下水位迅速升高,地下径流迟缓,土壤入渗能力降低,蓄水能力差,有时土壤中有明显的不透水层阻隔,使地下水外流不畅。例如,北方地区春季由于地表大量冰雪融化,土壤下层尚未化通,水难以透入下层,导致地表积水,也会发生涝渍灾害;水位高于作物的主要根系分布层,土壤水饱和缺氧,影响根系呼吸生长,同时也制约了土壤中肥料的分解与释放;植物所消耗的硝酸盐主要由土壤中细菌通过氨的硝化作用分解产生,这些细菌的生长需要氧气,如果耕地受到水的浸泡,土壤中的氧气缺乏,将导致这些细菌的死亡,植物所需要的养分将减少,影响作物正常生长所需的费养供给,土壤中嫌气性微生物活动加剧,使有毒物质积聚,导致作物烂根,影响发育。

  涝渍害的发生还和当地种植的作物种类及其所处的发育阶段、光照条件等有关。不同作物和不同生育时期对土壤过湿和积水的适应能力不同。小麦、油菜、棉花等旱田作物在70%以上的土壤孔隙充满水分时开始受害。水分越多,持续时间越长,受害越重。大豆需水较多,但在幼苗期淹水1〜2天就会落叶;三叶期水淹过顶,会影响腋芽分化,使分枝和花都大为减少;灌浆后期田间积水也会引起烂根。水稻较耐涝,但长时间淹水会影响光合作用,孕穗斯淹水会使小穗停止生长,出现烂穗、畸形穗或白穗,穗粒数减少,空秕粒增多等。麦类作物苗期虽耐湿,但也会因渍害造成烂根、烂种;拔节孕穗期是冬小麦的水分临界期,遭受溃害会导致根系节衰、萃叶早枯、灌浆不皮, 并计易感染漆霉病,湿渍害是南方小麦的土要农业气象灾害之一。玉米在土壤水分超过田间持水量的90%以上时,会因湿害造成严重减产,幼苗期遭受湿害,减产更加严重,甚至绝收。油菜受湿害后常引起烂根、早衰,倒伏、结实率和千粒重降低,并易发生病虫害。棉花受渍后常引起棉茁烂根、死苗, 抗病力减弱,后期受害引起落铃、烂桃,影响产量和品质。

洪涝灾害发生时地上积水淹及叶片,则无论是旱田作物还是水稻等沼泽 作物受淹部分光合作用停止,体内无氧呼吸代替了有氧呼吸,消耗贮藏物质, 使能量代谢恶化,生命活动处于停顿或陷入紊乱状态,各器官组织变得软弱无力,逐渐变黏变黑,然后枯萎脱落,即使是沼泽作物,长时间水淹没顶, 也会造成严重损伤。淹水越深,时间越长,水温越高,水越混浊,作物受害越重。水退以后,因为作物变得软弱,抗逆性降低,往往诱发病害流行,间接造成损失。