浅析生态型渠道的构建与方法

摘　要：作为农田生态系统一部分的渠道，在发挥灌溉排水作用的同时，如何把其对农业生态环境的影响降到最低，发挥其有利于保护生态环境的生态功能，成为需要认真研究的问题，本文主要就生态型渠道的构建与方法进行探讨，有利于我国农田生态环境提高。

关键词：生态型渠道；渠道规划；渠道构建；环境因素；生态因素
1 引言
　　近年来，由于渠道化建设引起农田渠道中生境条件恶化、生物多样性下降、农业面源污染严重、水体自净能力下降等问题日益突出，混凝土衬砌的方法的弊端也日益凸显出来。在总结国内外在生态型渠道构建方面的研究成果基础上，从降低渠道对农业生态环境的影响及发挥渠道的生态功能的角度出发，探讨生态型渠道建设的方案。
2 生态型渠道构建方案探讨
2.1 利于保护动植物生境及生物多样性的渠道构建
　　沟渠形态的多样性是渠道内生物多样性的基础，在渠道的建设过程中，通过在渠道内构建多样化的动植物生境来提高生物群落的多样性。渠道在平面上的蜿蜒性，横向断面上的多样变化，纵向上的深、浅渠底的交替出现，造成水流的急缓变化，均为生物创造了多样的栖息环境，适宜不同的生物生存，增加了生物群落的多样性。为实现渠道的保持生物多样性的生态功能，在建设渠道的过程中，应把握以下几点[1]：
　　(1)因地制宜，增加渠道蜿蜒性。渠道的蜿蜒性为渠道生态的生物多样性提供了条件，与直线渠道相比，弯曲渠道拥有更复杂的动植物群落。同时也应该注意到，渠道的蜿蜒性会增加渠道输水的时间和降低输水时间，因此在增加渠道的蜿蜒性建设时，不能一概而论，应该具体问题具体分析，因地制宜，不可不切实际，随意增加蜿蜒性。
　　(2)形式多样，渠道断面多样化。渠道断面形状主要有：U形断面、梯形断面、矩形断面、复式断面等。U形断面主要为自然渠道断面，它是多由水流常年冲刷而自然形成的，为非规则断面，具有一定的多样性特点。梯形和矩形是灌区人工开挖常见的规则断面形式，结构比较单一，是渠道采用最多的断面形式，该断面形式难以满足景观生态效应。复式断面综合考虑高低水位的过流要求，在主干渠，以及支、斗、农、毛沟渠段，运用不同的断面形式，同时满足了高水位和低水位的景观生态效应，是灌区较为理想的断面形式。沟渠断面形式多样化，利于形成多样化的生境，供水生植物、两栖动物的生长和栖息。
　　 (3)适当设置多级落差。对于地势比降较大的沟渠可沿渠道人工设置若干级落差，一方面可以通过跌水增强水体的复氧能力，另一方面也利于水流的多样化，多变的水流利于保持生物的多样性。
2.2 利于截留净化农业面源污染物的渠道构建
　　农业面源污染物在渠道迁移过程中，可以利用渠道的自然净化功能降低农业面源污染进入地表水体的负荷，截留净化过程包括：底泥吸附、植物吸收、微生物降解等一系列的物理、化学和生物的转化作用。通过对渠道自净机理的研究，可以人为地创造适宜的条件，来强化渠道的自然净化过程，增强渠道的自净能力，从而改善水体水质，起到保护生态环境的作用[2]。
　　(1)构建水生植被型渠道
　　渠道内良好的水生植被有利于形成“水生植物-微生物”系统，此系统可以对污染物进行吸收和降解，净化机理主要包括：①水生植物对氮、磷营养物质的吸收作用；②微生物对有机物的降解作用和硝化反硝化作用；③根茎叶系统的吸附过滤作用；④促进沉降和抑制溶出作用。水生植被型渠道的构建主要通过改善植物生长条件及人工移植栽培净化效果较好植物，来建立渠底部沉水植物、沿岸挺水植物的植被体系，起到较好的净化污染物效果。同时，水生植物死亡后沉积水底会腐烂，释放有机物质和氮、磷元素，会造成水体的二次污染，因此应注意对沟渠的水生植物定期收割。
　　(2)渠道内生物填料技术的应用。天然材料(如卵石、砾石及天然渠底等)或人工合成接触材料(如塑料、纤维等)具有较大比表面，生物容易聚集生长而形成粘液状的生物膜，可以吸附降解水体污染物质。因此可以在不影响渠道正常功能的前提下，将这些材料作为填料或者面料合理布置于沟渠中，创造适宜生物膜生长的介质来强化水体的自净能力，如砾间接触氧化技术、薄层流净化技术和仿生植物填料技术。
2.3 植生型防渗渠道构建
　　在水资源稀少的干旱地区渠道防渗是十分重要的任务，这也是导致长期以来渠道“三面光”衬砌的形成。渠道防渗节水可以提高水资源的利用率，缓解农业用水供需矛盾，节约的水可扩大灌溉面积，对水资源紧缺地区具有现实意义。随着生态建设的需要，对干旱性和半干旱性地区渠道，一方面要考虑防止下渗引起的水资源损失，必须要对渠道进行不透水性全衬砌；另一方面也要创造适宜的水生生物生长环境，维持渠道内的生态系统完整性，保持一定的自净能力。王超，王沛芳等研制的植生型防渗砌块技术可以较好地解决这一矛盾。它由不透水的混凝土块体和供水生植物生长的“井”形无砂混凝土框格组成(。在对河道进行防渗衬砌时，砌块之问通过凸块和凹槽的联结紧密地排列于河床底部，可以有效地防止渗漏；“井”形无砂混凝土框格中填土，种植适宜的水生植物，水生植物的生长又为其他微型生物提供了生长环境，构成的水生生物系统还可以吸收降解水体中污染物质，提供水体的自净能力。
3 结语
　　目前对农业灌溉排水渠道引起的生态环境问题的研究还处于起步阶段，对自然土渠的生态功能的作用尚未形成完整的理论体系，水泥衬砌渠道对农业生态环境的影响的机理还没有完全认识清楚。渠道的生态构建技术在借鉴河流的治理经验的基础上逐步形成，推进生态渠道的建设还需要克服理念上的阻碍。只有根据当地的实际情况，具体问题具体分析，积极丌展试点，并不断完善，才能使生态型渠道的建设理论和实践有较快发展。
参考文献：
[1] 欧阳田军. 方兴未艾的生态型水利工程建设[J]. 上海城市管理职业技术学院学报, 2006,15(3).
[2] 许建民. 水利工程中混凝土衬砌渠道渗漏分析与研究[J]. 陕西农业科学, 2009,55(5).