三峡库区突发性灾害事件和持续干旱分析

摘要：三峡库区突发性灾害事件和持续干旱分析

关键词：三峡 灾害 干旱

一、水资源状况分析

长江从世界屋脊的沱沱河起至长江口入海，全长6300多km，年入海水量近1万亿m3，海拔落差5800多m3，水能资源蕴藏量达2．68亿kW。长江三峡段，是山水壮丽的大峡谷，东起长江宜昌江段，依次是西陵峡、巫峡、瞿塘峡三大峡谷。高山峡谷中大小河沟纵横交错，汇入长江，是长江水系的重要成员。

而奔腾浩瀚的长江，对高山峡谷的持续干旱，只能望而止步，无能为力。库区之水天上来，地上泉，即来即用，瞬间来水瞬间走，蓄水和调控能力较差，加上当地特殊的土质结构（板块结构），而且耕作的土地有相当大部分是客土，即浮土。在水的渗透作用下，这种浮土和板状结构的土，根基不牢，是形成山体滑坡的根源，虽然大的滑坡事件不多，可是小塌小滑现象时有发生。2001年3月，湖北秭归县两河口镇发生重大滑坡险情。山体大滑坡与干旱、山洪、狂风、暴雨、冰雹等灾害一样危及人民生命和财产的安全，使当地经济发展受到极大的损失。几年前长江水道的塌江事件，直接威胁到长江航道的安全。而且，随着库区的形成，水位的上升，这种自然灾害造成的损失亦呈上升趋势，危害程度随着人口密度加大和住宅楼的升高而加大。滑坡、干旱、山洪、狂风、暴雨、冰雹等灾害突发性事件，在局域小范围内发生的频率太高，不足为奇，这些事件都与土壤结构和土壤水分密切相关。

水分是天然土壤的一个重要组成部分。它不仅影响土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，是构成土壤肥力的一个重要的因素，而且本身更是一切作（植）物赖以生存的基本条件。因此，研究和了解土壤水分，无论在理论上还是在生产上都有着重要意义。

土壤中的水分或者被吸附在土粒表面，或者处在孔隙中，并且和外界的水一样，也以固态、液态、气态三种形态存在。由于土壤的颗粒大小、形状和孔隙度等的不一样，以及水分含量的多少不同，土壤水分便表现出不同的性质。

土壤水分在不同状态下表现出的性质是大不相同的。进行土壤水分分类，弄清水分在土壤中的形态、作用，从而对其进行调节控制，对土壤改良和农业生产有着重要意义。但是，由于土壤是非均一的多孔介质，对土壤水分的吸附、保持或转移等现象，还有很多方面尚未弄清楚。再者，由于研究土壤水分和用水的目的不同，所涉及的面也很广，故对土壤水分进行分类比较困难。学者们曾提出过不少方案，这里，仅介绍一种通用的土壤水分分类法。

土壤水分从形态上，大致分为化学结合水、吸湿水和自由水三类：

1．化学结合水：要在600℃～700℃温度下才能脱离土粒。

2．吸湿水：是土粒表面分子力所吸附的单分子水层。

3．自由水：可以在土壤颗粒的孔隙中移动。自由水又可分为：膜状水，毛管悬着水，毛管支持水，重力水。

进行上述分类，从生产意义讲，化学结合水和吸湿水在土壤中不能自由移动，故不能被植物利用；膜状水仅能作极缓慢的移动，且含量很少，远不能满足植物的需要；毛管悬着水和毛管支持水是供植物吸收利用的最有效的水分，重力水因只能暂时存在，不能持续为植物利用，而且过多时，常又会造成土壤通气不畅，影响植物生长，但作为水量平衡计算时，重力水是不可忽视的数量。在高温干旱的气候条件下，土壤水分大量挥发，地面辐射平衡值急剧增大及土壤热容量急剧减少，并继续相互循环，使农作物迅速枯萎，直至死亡。土壤含水量的多少决定着土壤热容量的变化能力大小，土壤热容量大，高温时土壤升温所需要的热量相对也大。就是说在相同的高温条件下，热容量大的土壤升温比热容量小的土壤升温要慢些。

土壤含水量有容积含水量与重量含水量之分。容积含水量是指土壤水的容积占土壤容积的百分数，它表明水填充土壤孔隙的程度（水容％＝土壤水体积／土壤容积）。重量含水量是指土壤水重量与土壤干重之比（水重％＝土壤水重／干土重）。土壤容积含水量与重量含水量之间的关系：土壤容积含水量为土壤重量含水量与土壤容积之积。土壤容重为土壤干重与土壤容积之比。土壤含水量简称为水土的比率，测定时仍然以烘干法为基准。土壤含水量的观测分类和张力计的应用，以及土壤水势的能态和二次传感测量原理和计算方法，详见有关资料。试验区坡地紫色土层纵向剖面的土壤容重的分布走向，是随纵向深度的加大，土壤容重突然增大，这主要是因为紫色土土质地板结，特别是与碎石出现深度分布和走势，坡耕地块的地形地貌，耕作层状态，施肥量以及有机质含量的影响有关联。土壤最上层0～20cm深度，即耕作层土壤的容重在1．39～1．47之间，30～130cm深度土壤容重在1．80～1．90之间，土层从60cm深度开始，碎石含量较多，随纵向深入土层越来越坚硬、板结和无法采样，同时土壤的湿度变化不大，土壤孔隙和透气性越来越差，能被果树有效利用的水分不多。

土壤容重和深度的关系，可由两条线段来表示。在试验小区采样时，采用人工挖土壤纵向剖面的方法，长约140cm，宽约80cm，其深度为130cm，并同时挖出土层阶梯以供采样人员上下出入使用。每隔10cm采一次样，为一层，每层用三个环刀重复取土。样品采完后，将挖出的深坑填平恢复原状，将环刀样品加盖并编号，带回实验室处理。

样品在室内烘箱108℃的条件下经过8h烘干、天平称重等处理，得到试区土壤容重。土壤容重的测量数据，便于对田间土壤容积含水量的测定。

一年当中土壤含水量的变化急剧。一般在冬末春初，大地苏醒百花争艳时，持续延绵的降雨，使土壤耕作层中含水量逐渐增大直至饱和，向纵向深层土层渗水，这是深层土壤一年当中的蓄水期。土壤耕作层含水量从干到湿的过程，即土壤的吸水过程，当达到某种植物生长的极限指标时，表示植物根部的土壤含水量已达到富有标准，含水量过高，透气性就差，淹水时间过长，土壤中含氧量急剧减少，微生物活动受到限制，氧化还原电位降低，使植物根部处于还原状态，有毒气体大量产生，植物根部开始腐烂。

在炎热的夏季和初秋时期，干旱时常伴随而来，持续几个月基本上只下几场雨，根本不能解决问题。此时土壤处于从湿到干的过程，即土壤是一个脱水的过程，当达到某种植物生长的极限状态时，表示植物根部的土壤含水量已不能满足植物生长的需要，干旱将产生严重的后果。

二、突发事件的发生和持续干旱

干旱、山洪、狂风、暴雨、冰雹等灾害在库区局域范围内频繁发生。

1996年8月6日，一场特大暴雨只持续1h不到，一场百年不遇的特大山洪就在老鹰沟流域暴发，范围之窄，速度之快，令人震惊。

1997年在玉米播种后的101d进入伏旱期，7月只下几场小雨，8月开始大旱直到9月底，都没有下雨，是当地几十年来少有的大旱之年，大河见底细流，小河枯水，给当地果树生长带来严重影响，持续接近两个月的干旱，使农作物基本上没水，干旱严重，秋玉米生长停止，只有一尺高就枯萎了。只有当年试验春玉米播种得早，避免了伏旱对玉米生长的影响。7～11月间的降水量直接影响到大豆、夏玉米、花生、脐橙等作物的生长发育过程，也是干旱经常发生的月份，决定着经济类果树的丰收问题。

3～7月是库区一年中主要降水时段，约占全年降水量一半以上。山高坡陡、地形复杂、气候多变，降雨时空分布差异很大。7～9月是雷雨暴雨和大风的多发季节，此间雷鸣电闪，狂风大作（和山脉走势关联），时间极短，危害极大，不但可以摧毁建筑物，还能威胁人身安全。5～10月是夏秋两季，风向每天变换频繁，风速较稳定。静风天数太多。特别是对炎热的夏季来说，没有风加上太阳辐射剧烈，地面积温越来越大，彻夜难熬，正是峡谷中的火炉。

三、库区形成后的影响

库区形成后，水位上升近百米，最高水位175m，将形成高峡出平湖的壮观景象，呈现出独特的山川、湖泊一体风光带。对持续性干旱和突发性灾害的发生，将有所改变和缓和，对生态环境将有所改变，水面水汽的蒸发，对雾气的形成、雨量的分布和对温度及动植物的生存影响，都将向良性方面循环，带有明显的水乡特色。但是不能根本解决问题，水位仅仅接近200m，对300m以上高山的作用不明显。随着社会的进步和发展以及工业化步伐的加快，高山上的山民会自然向城市迁移，人口城市化是必然趋势，高山峡谷完全可能成为国家的自然保护区和森林公园，局部的突发性自然灾害并不影响人们的生产和生活，可以留作纪念和作为历史的鉴证。在海拔300m以下，可以成为鱼米之乡和旅游风景区，发展相关产业。达到这样的状态，路途是遥远和漫长的，还有许多实际问题有待解决和研究。

参考文献：

1．《土壤水分测定方法》编写组编著，土壤水分测定方法．水利电力出版社，1986．10．