农业水害解决方法

1. 煤矿水害防治方法

我国自20世纪70年代以来，煤矿防治水主要遵循“预防为主，防治结合”的原则，以查清水文地质条件为基础，因地制宜。针对不同的水害类型，采取不同的防治措施，防治水方法多种多样，有疏、有堵、有疏堵结合。在煤矿水害防治工作中坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的16字方针，并根据矿井水害实际情况制定相应的“防、堵、疏、排、截”综合防治措施(钟亚平，2001;赵铁锤，2007)。

在突水机理的研究上，先后提出了“突水系数”、“等效隔水层”和底板隔水层中存在“原始导高”等概念，认为底板突水机理是含水层富水性、隔水层厚度及其存在的天然裂隙、水压、矿压等因素的综合作用结果。在底板突水预测方面，模式识别方法、随机信息方法和脆弱性指数法等新方法得到了很好的应用(武强，2006，2007a，2007b，2009;靳德武，1998)。

在疏水降压方面，有地表疏干、井下疏干，也有井上、井下联合疏干。疏水降压是我国矿井防治水害的主要技术措施。国内除普遍采用经常性疏干排水外，还先后进行了峰峰矿区和淄博矿区的薄层灰岩水的疏干，和降压及邯郸矿区的疏干工作程序和疏干勘探方法。

在注浆堵水方面，堵水截流是我国矿井防治水害的重要方法。在静水与动水条件下注浆封堵突水点、矿区外围注浆帷幕截流等都有比较成熟的方法和经验。焦作、峰峰、煤炭坝等矿区都进行过这类工作，特别是成功封堵开滦范各庄矿特大型突水。

此外，钻探技术的提高、综合立体勘探方法的采用、计算机技术的应用及各类软件的开发，对定量研究煤矿突水条件起到了重要推动作用。

1.井下防水煤(岩)柱留设

在水体下、含水层下、承压含水层上或在导水断层附近进行采掘工程时，为了防止地表水或地下水突水、溃入工作地点，需要合理留设一定宽度或高度的防水煤(岩)层不采动，这部分煤(岩)层称为防隔水煤(岩)柱或防水煤(岩)柱。其中有断层防水煤(岩)柱，井田边界煤柱，上、下水平(或相邻采区)防水煤(岩)柱，水淹区防水煤(岩)柱，地表水体防水煤(岩)柱和冲积层防水煤(岩)柱六种类型。

2.井下探放水技术

井下探放水系指矿井在采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方的含水构造(包括陷落柱)、含水层、积水老窑等水体的具体位置、产状等，其目的是为有效地防治矿井水害做好必要的准备(刘洋，2008)。

3.疏水降压技术

疏水降压是指通过疏干使煤层底板含水层或煤系地层含水层水压降低至采煤安全水压。疏水降压工程系统包括:排水工程、排水设施和疏水工程3部分^［1］。开滦赵各庄矿就是通过制订合理的疏水降压开采方案，实现了在受底板高压奥灰水威胁下安全带压开采，取得了巨大的经济和社会效益。

4.注浆堵水技术

注浆堵水技术是煤矿防治水最重要的手段之一，主要应用于井筒掘凿前的预注浆、成井后的壁后注浆、堵大突水点恢复被淹矿井、截源堵水减少矿井涌水、井巷堵水过含水层或导水断层。如皖北矿务局任楼矿1996年3月4日发生的陷落柱特大突水，高峰期突水量达576m³/min，在陷落柱内煤底合适层位采用注浆堵水技术成功堵水(赵铁锤，2007)。

5.带压开采技术

所谓带压开采就是煤层底板受承压水威胁，充分利用煤层底板至承压含水层间隔水层性能，在不采取，或在国家经济、技术条件许可情况下采取某些技术措施后，实现安全采掘的一种综合性防治水技术。近几年该技术在我国进行了较为广泛而深入的研究，取得了显着成绩^［11］。

6.防水闸门和水闸墙

防水闸门和水闸墙是煤矿井下防治水的主要安全设施。水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，在井下巷道设计布置中，要建立健全隔离设施，在适当地点预留防水闸门和水闸墙的位置，井底车场周围要设置防水闸门;在其他有突水危险的地区，只有在其附近设置防水闸门等防水隔离设施，实现分区隔离后，方可进行采掘活动(王歆效等，2007)。

7.矿井防、排水技术

煤矿在开采过程中，不可避免地要接近、揭露或破坏含水层(体)。含水层(体)内的水会因失去原有的平衡条件而涌入采掘工作面，进而造成水害事故。为保证煤矿的安全生产，设置相应的防、排水系统是十分必要的。矿井防、排水技术主要包括:地面防水、井下防水和矿井排水3个方面。如山东华源“八一七”溃水淹井事故，虽由暴雨引起，但也暴露出煤矿在地面防水方面存在的突出问题。

8.煤层采煤前方小构造预测的ANN技术

小构造是指断距小于5m的小断层或一些发育规模较小的裂隙、溶隙。在矿井生产过程中，这些小构造对工作面回采和巷道开掘具有极大的影响，在矿井防治水工作中具有重要地位。针对现行巷道开采过程中小构造预测方法的不足，将ANN技术引入到煤矿巷道掘进前方的小构造预测方法中，开展了矿井小构造预测预报的新方法研究(武强，2007c)。

9.含水层改造与隔水层加固技术

该技术是20世纪80年代中后期发展起来的一项注浆治水方法。当需采用疏水降压方法实现安全开采，但疏排水费用太高且浪费地下水资源时，宜采用含水层改造与隔水层加固的注浆治水方法。它主要针对煤层底板水害的防治，采用注浆措施改造含水层或加固隔水层，使其变为相对隔水层或进一步提高其隔水强度(武强，2005)。该技术是防治底板水害较为有效的实质性措施之一，山东肥城矿区曾成功应用这项技术。

10.可视化地下水模拟评价软件系统(Visual Modflow)与矿井防治水

Visual Modflow是目前国际上流行且被各国同行一致认可的三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化专业软件系统。它在矿井防治水工作中可以进行任意水均衡域的均衡研究，帮助用户直接确定回采煤层顶、底板或侧向补给水源的补给方式、补给大小及补给水源的水质情况等。此外，它还可以预测矿区导水断裂构造可能诱发的突水事故的突水量大小，这一点在矿区导水内边界的防治水工作中具有十分重要的实用价值(武强，2005;董东林，2009)。

11.华北型煤田立体充水地质结构理论

该理论是武强于2000年首次提出。由各种类型水力内边界沟通而形成相互间存在密切水力联系的多层含水层组立体充水地质结构，是华北型煤田的主要矿床水文地质特征，也是建立该类型煤矿井充水水文地质立体概念模型的基础。内边界是煤矿井立体充水地质结构理论的核心，对内边界系统进行深入地综合研究是解决华北型煤田底板岩溶突水难题的关键。据内边界在空间展布的几何形态特征所划分的4种基本类型和各种组合类型，对认识煤矿井水文地质条件复杂程度和采取科学合理的防治水对策方案均具有极其重要的理论指导意义和实用价值(武强，2000)。

参考文献

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2. 我国水资源规律特点以及农业工业城市建设应采取什么措施

水资源的性质与特点水和水体是两个不同的概念。纯净的水是由H2O分子组成，而水体则含有多种物质，其中包括悬浮物、水生生物以及基底等。水体实际上是指地表被水覆盖地段的自然综合体，包括河流、湖泊、沼泽、水库、冰川、地下水和海洋等。水资源与人类的关系非常密切，人类把水作为维持生活的源泉，人类在历史发展中总是向有水的地方集聚，并开展经济活动。随着社会的发展、技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。水资源是世界上分布最广，数量最大的资源。水覆盖着地球表面70％以上的面积，总量达15亿立方千米；也是世界上开发利用得最多的资源。现在人类每年消耗的水资源数量远远超过其他任何资源，全世界用水量达3万亿吨。地球上水资源的分布很不均匀，各地的降水量和径流量差异很大。全球约有三分之一的陆地少雨干旱，而另一些地区在多雨季节易发生洪涝灾害。例如在我国，长江流域及其以南地区，水资源占全国的82％以上，耕地占36％，水多地少；长江以北地区，耕地占64％，水资源不足18％，地多水少，共中粮食增产潜力最大的黄淮海流域的耕地占全国的41.8％，而水资源不到5.7％。水资源的利用现状我国水资源总量虽然较多，但人均量并不丰富。水资源的特点是地区分布不均，水土资源组合不平衡；年内分配集中，年际变化大；连丰连枯年份比较突出；河流的泥沙淤积严重。这些特点造成了我国容易发生水旱灾害，水的供需产生矛盾，这也决定了我国对水资源的开发利用、江河整治的任务十分艰巨。1．水资源的利用与供需矛盾我国地表水年均径流总量约为2.7万亿立方米，相当于全球陆地径流总量的5.5％，占世界第5位，低于巴西、前苏联、加拿大和美国。我国还有年平均融水量近500亿立方米的冰川，约8000亿立方米的地下水及近500万立方千米的近海海水。目前我国可供利用的水量年约1.1万亿立方米，而1980年我国实际用水总量已达5075亿立方米，占可利用水资源的46％。建国以来，在水资源的开发利用、江河整治及防治水害方面都做了大量的工作，取得较大的成绩。在城市供水上，目前全国已有300多个城市建起了供水系统，自来水日供水能力为4000万吨，年供水量100多亿立方米；城市工矿企业、事业单位自备水源的日供水能力总计为6000多万吨，年供水量170亿立方米；在7400多个建制镇中有28％建立了供水设备，日供水能力约800万吨，年供水量29亿立方米。农田灌溉方面，全国现有农田灌溉面积近7.2亿亩，林地果园和牧草灌溉面积约0.3亿亩有灌溉设施的农田占全国耕地面积的48％，但它生产的粮食却占全国粮食总产量的74％。防洪方面，现有堤防20万多千米，保护着耕地5亿亩和大、中城市100多个。现有大中小型水库8万多座，总库容4400多亿立方米，控制流域面积约150万平方千米。水力发电，我国水电装机近3000万千瓦，在电力总装机中的比重约为29％，在发电量中的比重约为20％。然而，随着工业和城市的迅速发展，需水不断增加，出现了供水紧张的局面。据1984年196个缺水城市的统计，日缺水量合计达1400万立方米，水资源的保证程度已成为某些地区经济开发的主要制约因素。水资源的供需矛盾，既受水资源数量、质量、分布规律及其开发条件等自然因素的影响，同时也受各部门对水资源需求的社会经济因素的制约。我国水资源总量不算少，而人均占有水资源量却很贫乏，只有世界人均值的1／4（我国人均占有地表水资源约2700立方米，居世界第88位）。按人均占有水资源量比较，加拿大为我国的48倍、巴西为16倍、印度尼西亚为9倍、前苏联为7倍、美国为5倍，而且也低于日本、墨西哥、法国、前南斯拉夫、澳大利亚等国家。我国水资源南多北少，地区分布差异很大。黄河流域的年径流量只占全国年径流总量的约2％，为长江水量的6％左右。在全国年径流总量中，淮、海河、滦河及辽河三流域只分别约占2％、1％及0.6％。黄河、淮河、海滦河、辽河四流域的人均水量分别仅为我国人均值的26%、15％、11.5％、21％。随着人口的增长，工农业生产的不断发展，造成了水资源供需矛盾的日益加剧。从本世纪初以来，到70年代中期，全世界农业用水量增长了7倍，工业用水量增长了21倍。我国用水量增长也很快，至70年代末期全国总用水量为4700亿立方米，为建国初期的4.7倍。其中城市生活用水量增长8倍，而工业用水量（包括火电）增长22倍。北京市70年代末期城市用水和工业用水量，均为建国初期的40多倍，河北、河南、山东、安徽等省的城市用水量，到70年代末期都比建国初期增长几十倍，有的甚至超过100倍。因而水资源的供需矛盾就异常突出。由于水资源供需矛盾日益尖锐，产生了许多不利的影响。首先是对工农业生产影响很大，例如1981年，大连市由于缺水而造成损失工业产值6亿元。在我国15亿亩耕地中，尚有8.3亿亩没有灌溉设施的干旱地，另有14亿亩的缺水草场。全国每年有3亿亩农田受旱。西北农牧区尚有4000万人口和3000万头牲畜饮水困难。其次对群众生活和工作造成不便，有些城市对楼房供水不足或经常断水，有的缺水城市不得不采取定时、限量供水，造成人民生活困难。其三，超量开采地下水，引起地下水位持续下降，水资源枯竭，在27座主要城市中有24座城市出现了地下水降落漏斗。2．水利建设与洪涝灾害由于所处地理位置和气候的影响，我国是一个水旱灾害频繁发生的国家，尤其是洪涝灾害长期困扰着经济的发展。据统计，从公元前206年至1949年的2155年间，共发生较大洪水1062次，平均两年即有一次。黄河在2000多年中，平均3年两决口，百年一改道，仅1887年的一场大水死亡93万人，全国在1931年的大洪水中丧生370万人。建国以后，洪涝灾害仍不断发生，造成了很大的损失。因此，兴修水利、整治江河、防治水害实为国家的一项治国安邦的大计，也是十分重要的战略任务。我国40多年来，共整修江河堤防20余万千米，保护了5亿亩耕地。建成各类水库8万多座，配套机电井263万眼，拥有6600多万千瓦的排灌机械。机电排灌面积4.6亿亩，除涝面积约2.9亿亩，改良盐碱地面积0.72亿亩，治理水土流失面积51万平方千米。这些水利工程建设，不仅每年为农业、工业和城市生活提供5000亿立方米的用水，解决了山区、牧区1.23亿人口和7300万头牲畜的饮水困难。而且在防御洪涝灾害上发挥了巨大的效益。随着人口的急剧增加和对水土资源不合理的利用，导致水环境的恶化，加剧了洪涝灾害的发生。特别是1991年入夏以来，在我国的江淮、太湖地区，以及长江流域的其他地区连降大雨或暴雨，部分地区出现了近百年来罕见的洪涝灾害。截至8月1日，受害人口达到2.2亿人，伤亡5万余人，倒塌房屋291万间，损坏605万间，农作物受灾面积约3.15亿亩，成灾面积1.95亿亩，直接经济损失高达685亿元。在这次大面积的严重洪灾面前，应该进一步提高对我国面临洪涝灾害严重威胁的认识，总结经验教训，寻找防治对策。除了自然因素外，造成洪涝灾害的主要原因有：（1）不合理利用自然资源。尤其是滥伐森林，破坏水土平衡，生态环境恶化。如前所述，我国水土流失严重，建国以来虽已治理51万平方千米，但目前水土流失面积已达160万平方千米，每年流失泥沙50亿吨，河流带走的泥沙约35亿吨，其中淤积在河道、水库、湖泊中的泥沙达12亿吨。湖泊不合理的围垦，面积日益缩小，使其调洪能力下降。据中科院南京地理与湖泊研究所调查，70年代后期，我国面积1平方千米以上的湖泊约有2300多个，总面积达7.1万平方千米，占国土总面积的0.8％，湖泊水资源量为7077亿立方米，其中淡水2250亿立方米，占我国陆地水资源总量的8％。建国以后的30多年来，我国的湖泊已减少了500多个，面积缩小约1.86万平方千米，占现有湖泊面积的26.3％，湖泊蓄水量减少513亿立方米。长江中下游水系和天然水面减少，1954年以来，湖北、安徽、江苏以及洞庭、鄱阳等湖泊水面因围湖造田等缩小了约1.2万平方千米，大大削弱了防洪抗涝的能力。另一方面，河道淤塞和被侵占，行洪能力降低，因大量泥沙淤积河道，使许多河流的河床抬高，减少了过洪能力，增加了洪水泛滥的机会。如淮河干流行洪能力下降了3000立方米／秒。此外，河道被挤占，束窄过水断面，也减少了行洪、调洪能力，加大了洪水危害程度。（2）水利工程防洪标准偏低。我国大江大河的防洪标准普遍偏低，目前除黄河下游可预防60年一遇洪水外，其余长江、淮河等6条江河只能预防10～20年一遇洪水标准。许多大中城市防洪排涝设施差，经常处于一般洪水的威胁之下。广大江河中下游地区处于洪水威胁范围的面积达73.8万平方千米，占国土陆地总面积的7.7％，其中有耕地5亿亩，人口4.2亿，均占全国总数的1／3以上，工农业总产值约占全国的60％。此外，各条江河中下游的广大农村地区排捞标准更低，随着农村经济的发展，远不能满足目前防洪排涝的要求。（3）人口增长和经济发展使受灾程度加深。一方面抵御洪涝灾害的能力受到削弱，另一方面由于社会经济发展却使受灾程度大幅度增加。建国以后人口增加了一倍多，尤其是东部地区人口密集，长江三角洲的人口密度为全国平均密度的10倍。全国1949年工农业总产值仅466亿元，至1988年已达24089亿元，增加了51倍。近10年来，乡镇企业得到迅猛发展，东部、中部地区乡镇企业的产值占全国乡镇企业的总产值的98％，因经济不断发展，在相同频率洪水情况下所造成的各种损失却成倍增加。例如1991年太湖流域地区5～7月降雨量为600～900毫米，不及50年一遇，并没有超过1954年大水，但所造成的灾害和经济损失都比1954年严重得多。此外，各江河的中下游地区一般农业发达，具有众多的商品粮棉油的生产基地，一旦受灾，农业损失也相当严重。3．水体污染及其危害水是最重要的天然溶剂，因此极易污染。常见的水体污染有下列几类。（1）水体富营养化水体富营养化是一种有机污染类型，由于过多的氮、磷等营养物质进入天然水体而恶化水质。施入农田的化肥，一般情况下约有一半氮肥未被利用，流入地下水或池塘湖泊，大量生活污水也常使水体过肥。过多的营养物质促使水域中的浮游植物，如蓝藻、硅藻以及水草的大量繁殖，有时整个水面被藻类覆盖而形成“水花”，藻类死亡后沉积于水底，微生物分解消耗大量溶解氧，导致鱼类因缺氧而大批死亡。水体富营养化会加速湖泊的衰退，使之向沼泽化发展。海洋近岸海区，发生富营养化现象，使腰鞭毛藻类（如裸沟藻和夜光虫等）等大量繁殖、密集在一起，使海水呈粉红色或红褐色，称为赤潮，对渔业危害极大。近年来渤海北部和南海已多次发生。（2）有毒物质的污染有毒物质包括两大类：一类是指汞、镉、铝、铜、铅、锌等重金属；另一类则是有机氯、有机磷、多氯联苯、芳香族氨基化合物等化工产品。许多酶依赖蛋白质和金属离子的络合作用才能发挥其作用，因而要求某些微量元素（例如锰、硼、锌、铜、钼、钴等），然而，不合乎需要的金属，例如汞和铅，甚至必不可少的微量元素的量过多，如锌和铜等，都能破坏这种蛋白质和金属离子的平衡，因而削弱或者终止某些蛋白质的活性。例如汞和铅与中枢神经系统的某些酶类结合的趋势十分强烈，因而容易引起神经错乱，如疯病、精神呆滞、昏迷以至死亡。此外，汞和一种与遗传物质DNA一起发生作用的蛋白质形成专一性的结合，这就是汞中毒常引起严重的先天性缺陷的原因。这些重金属与蛋白质结合不但可导致中毒，而且能引起生物累积。重金属原子结合到蛋白质上后，就不能被排泄掉，并逐渐从低剂量累积到较高浓度，从而造成危害。典型例子就是曾经提到过的日本的水俣病。经过调查发现，金属形式的汞并不很毒，大多数汞能通过消化道而不被吸收。然而水体沉积物中的细菌吸收了汞，使汞发生化学反应，反应中汞和甲基团结合产生了甲基汞（Hg-CH3）的有机化合物，它和汞本身不同，甲基汞的吸收率几乎等于100％，其毒性几乎比金属汞大100倍，而且不易排泄掉。有机氯（或称氯化烃）是一种有机化合物，其中一个或几个氢原子被氯原子取代，这种化合物广泛用于塑料、电绝缘体、农药、灭火剂、木材防腐剂等产品。有机氯具有2个特别容易产生生物累积的特点，即化学性质极端稳定和脂溶性高，而水溶性低。化学性质稳定说明既不易在环境中分解，也不能被有机体所代谢。脂溶性高说明易被有机体吸收，一旦进入就不能排泄出去，因为排泄要求水溶性，结果就产生生物累积，形成毒害。典型的有机氯杀虫剂如DDT、六六六等，由于它们对生物和人体造成严重的危害已被许多国家所禁用。（3）热污染许多工业生产过程中产生的废余热散发到环境中，会把环境温度提高到不理想或生物不适应的程度，称为热污染。例如发电厂燃料释放出的热有2／3在蒸气再凝结过程中散入周围环境，消散废热最常用的方法是由抽水机把江湖中的水抽上来，淋在冷却管上，然后把受热后的水还回天然水体中去。从冷却系统通过的水本身就热得能杀死大多数生物。而实验证明，水体温度的微小变化对生态系统有着深远的影响。（4）海洋污染随着人口激增和生产的发展，我国海洋环境已经受到不同程度的污染和损害。1980年调查表明，全国每年直接排入近海的工业和生活污水有66.5亿吨，每年随这些污水排入的有毒有害物质为石油、汞、镉、铅、砷、铝、氰化物等。全国沿海各县施用农药量每年约有四分之一流入近海，约5万多吨。这些污染物危害很广，长江口、杭州湾的污染日益严重，并开始危及我国最大渔场舟山群岛。海洋污染使部分海域鱼群死亡、生物种类减少，水产品体内残留毒物增加，渔场外移、许多滩涂养殖场荒废。例如胶州湾，1963～1964年海湾潮间带的海洋生物有171种；1974～1975年降为30种；80年代初只有17种。莱州湾的白浪河口，银鱼最高年产量为30万千克，1963年约有10万千克，如今已基本绝产。水资源的保护与合理利用[编辑本段]1．加强水资源的管理，建立节水型经济缓解我国水资源紧缺的局面，关键在于提高用水效率，建立节水型经济。节水型经济的主要标志应该是，发展素质好、产值高、用水少和排污少的产业，并形成合理的产业结构；工业布局要适应水资源条件；要提高农业用水效率，发展用水少的作物；要使工农业产品用水定额与排水定额达到国内外先进水平；普及先进的生活节水设备；加强水的多次重复利用，发展污水资源化等。搞好工业节水，既减少了新水取用量，自然也减少了工业废水量。工业节水的指标通常用水的重复利用率来表示，我国工业用水重复利用率较低。在80年代初期，全国平均只有20％左右，仅有少数城市达到40％。我国农业用水占全国取水量的88％，和美国49％、前苏联59％、日本46％、法国47％等相比差距很大，这同现代化国民经济发展的要求极不相称。今后应该提高灌溉用水效率，发展符合水质标准的有机污水的农业灌溉，培育并推广耐旱作物，以获得稳产高产。2．建立污水处理系统建立污水处理系统，使污水资源化随着工业三废的治理和控制，重金属对水体的污染将趋缓和，而有机污水的治理日益突出，在城市中更显得重要。利用污水处理厂是工业化国家治理有机污水的主要途径。美、英、法、德国等，平均每1～1.5万人就有一座污水处理厂。但是这些厂只能解决生物降解有机物，而不能去除氮、磷及非生物降解有机物。近年来，越来越多的国家转向发展旧有的土地处理和生物塘（氧化塘）等自然净化方法，利用生态系统对有机污水进行净化处理。如美国密执安州马基斯根的生态工程是由贮水塘、曝气塘和灌溉田所组成，澳大利亚维多利亚州威里比牧场则利用氧化塘、农田和牧场所组成的处理系统。通过环境生态工程使污水资源化而获得再生水源，用于扩大供水，一定程度上能缓和局部地区的水资源紧缺的状态。3．开发和利用天空水资源天空水（即空气中的含水量）只有28万亿吨，仅占全球总水量的0.002％，但是在天气变化中起着重要作用。天空水中，95％为水汽，云和降水云层只占5％。天空水总量虽少，但其循环很快，循环周期仅8.7天，而地下及地表水循环周期为400年，也就是说，一年里天空水可以循环42次，一年中天空水量就有1176万亿吨，远远超过地表水的总量。开发利用天空水资源首先是调查研究本地区的天空水资源状况，包括天空水汽、云和雨雪的时空分布，气候特征和变率，天空水资源的可用率等。其次是在用水紧缺地区开展人工降水，世界各国40多年来的试验结果表明，在合适的云层条件下，用正确的催化方法，人工增加降水一般平均可达10～30％。我国从1958年开始也进行了多次试验，福建古田水库1975～1986年的12年试验结果，平均增加降水量为23.8％，仅以发电一项计算的投资效益比就达1∶50。4．防洪减灾的主要对策洪涝灾害是一种自然社会现象，其成因既有自然的因素，也有人为的影响。作为一种自然灾害是不可能完全避免的，但随着科技进步和经济实力的增强，人类对灾害的发生规律、演变过程的认识会不断提高和深化，通过灾前预报、预警和采取预防控制措施，可以在一定程度上减少灾害所带来的损失。为此，要把防治洪涝灾害作为全国国土整治的中心任务和社会经济发展规划中的一个重要组成部分，制定出全国的长期性洪涝治理总体规划，并通过立法予以实施。同时有必要制定防洪法规，实行以法治水，强调实行统一管理。加速洪涝灾害的预测预报、报警和灾情评估的研究工作。产业布局要适应水环境的变化，通过各种措施，如保持水土、修建蓄水工程，建筑堤坝，疏浚河道，灌溉排水，设立滞蓄洪区等，使水环境向有利的方向转变，以获得明显的生态效益和社会效益。我国的三峡工程是一项以防洪、发电为主的大工程，如能建设成功，对防洪减灾和经济建设均有巨大的作用。我国节约水资源现状[编辑本段]我国是一个水资源短缺的国家，水资源总量居世界第六位，按人均水资源量计量，人均占有量为2500立方米，为世界人均水量的1/4，世界排名第110位，被联合国列为13个贫水国家之一。目前，全国668座城市中，有400多座城市缺水，年缺水量60多亿立方米。长期以来受“水资源取之不尽，用之不竭”的传统价值观念影响，水资源被长期无偿利用，导致人们的节水意识低下，造成了巨大的水资源浪费和水资源非持续开发利用。水资源日益短缺，合理开发、利用水资源，保护生态环境，维护人与自然的和谐，已经成为二十一世纪人类共同的使命。水资源危机将会导致生态环境的进一步恶化。为了取得足够的水资源供给社会，必将加大水资源开发力度。水资源过度开发，可能导致一系列的生态环境问题。水污染的严重，既是水资源过度开发的结果，也是进一步加大水资源开发力度的原因，两者相互影响，形成恶性循环。通常认为，当径流量利用率超过20%时就会对水环境产生很大影响，超过50%时则会产生严重影响。目前，我国水资源开发利用率已达19%，接近世界平均水平的三倍，个别地区更高。如1995年松花江、海河、黄河、淮河等的开发利用率就已达50%以上，其中淮河流域达98%。此外，过度开采地下水会引起地面沉降、海水入侵、海水倒灌等环境问题。一、我国节水现状在生活节水方面，目前全国所有城市和绝大部分市镇，基本做到了安装计量水表收费，基本取消了居民生活用水包费制。在工业节水方面，目前全国用水重复利用率普遍比80年代初提高了40%以上，万元产值取用水量比80年代减少5成，1983年到1995年累计节水量近200亿立方米，减少排污量近150亿立方米，沿海城市利用海水量近65亿立方米。在农业用水方面，近些年在全国建设了300个节水增产重点县，209个高标准节水增效示范区，并对99个大型灌区及40个中型灌区进行以节水灌溉为中心的续建配套和更新改造，建设了一批国家级节水示范区，1998年底，全国节水灌溉工程面积达2.285亿亩，其中喷、滴灌和微喷灌面积2600万亩，管道输水灌溉面积7800万亩，渠道防渗节水灌溉面积1.3亿亩。另外，推广非工程措施节水面积2.24亿亩。二、我国节水存在的问题1、认识不足。节水是一项具有广泛社会性和区域性的工作，搞好节水需要社会的理解和支持，特别是要通过节水来缓解华北地区和黄河下游断流这类区域性缺水和水环境问题，更需要全区域（或全流域）社会成员和各地区、各部门，各行业的共同努力才可能见成效。而我国人民群众对节水的认识普遍不高，节水往往只停留在口头上。2、投入不足。节水工作面广、量大，情况复杂多样，需要大量投入和一定的先进技术，像工业用水，一般可分成冷却用水、锅炉用水、洗涤用水，工艺用水等等，其中节约冷却用水相对比较容易，而节约洗涤用水、工艺用水则相对较难。但不管要节约哪种工业用水，都需要更新改造用水设备，有的甚至要更新改造工艺设备。这就需要大量的投入。随着节水量的加大、用水重复利用率的提高，单方节水投资会愈来愈大，技术要求也愈来愈高。目前我国从上到下工业节水尚无固定投资渠道，节水工程一般是争取一个上一个。农业节水投入近些年有所加强，但力度不够，投入不足与技术落后使我国工农业用水水平与国际差距拉大。3、机制不力。当前节水工作还没有一套适应市场经济的运行模式。水价太低是主要原因，许多节水工程直接经济效益有限，地体现在社会效益和生态效益、缓解水资源供需矛盾上，而国家又缺乏优惠发展政策。这些原因的存在，致使许多用水大户节水积极性不高，节水并没有真正变成企业、农户的自发行动，节水工作处于被动状态。4、法制不强。节约用水涉及各行各业，千家万户，单靠政府行为，没有市场推动，节水必然动力不足；单靠市场推动，没有政府引导，节水也必然难见成效。抓好节水必须充分考虑节水工作的特点，既要靠市场推动，也要加强政府行为。强有力的政府推动和切实有效的广大用水户的积极自觉行动相结合，才可能促进我国的节水工作跃上一个新台阶。

3. 中国水资源问题及解决方法

水资源
水资源概况 水资源是人类生产和生活不可缺少的自然资源，也是生物赖以生存的环境资源，随着水资源危机的加剧和水环境质量不断恶化，水资源短缺已演变成世界倍受关注的资源环境问题之一。
我国开发利用水资源具有悠久的历史，逐渐形成了比较完整且具有中国特色的水利科学体系。公元前250年左右，秦代李冰在四川省灌县修建了解决成都平原水旱灾害的举世闻名的都江堰水利工程就是明显的一例。长期以来，水利界人士一直认为水利就是兴水利、除水害。在西方国家文字中，暂时还找不到与我国"水利"一词完全相对应的较贴切的译文。因此，我国水利与水资源两词并行，具有一定的历史背景。随着时间的发展，西方的"水资源"也越来越具有"水利"的意义。
本世纪70年代以来，水资源的开发利用出现了新的问题，主要表现在以下三方面：
（1）水资源出现了短缺，所谓短缺是指相对水资源需求而言，水资源供给不能满足生产生活的需求，导致生产开工不足，饮用发生危机，造成了巨大社会经济损失，逐渐显现出水资源是国民经济持续快速健康发展的"瓶颈"，水资源产业是国民经济基础产业，优先发展它是一种历史的必然的趋势；
（2）工农业生产和人民生活过程中排放出大量的污水，它们一方面污染了水源，导致水资源功能下降，使本来就具有的水资源供需矛盾更加尖锐，给经济环境带来极大不利影响，严重地制约着经济社会的可持续发展，另一方面，为了缓解水资源的供需矛盾和日益严重的水环境恶化的世界性难题，污水处理回用已迫在眉睫；
（3）水资源开发利用带来了一系列环境问题，必须正确处理它们对环境所造成的冲击，尽可能将其对环境所形成的不利影响降低到最低程度，这样水利工程才能发挥最大的效益，也只有这样，对水资源的开发利用、保护和管理才能做出正确决策。因此，从现实角度来看，水资源不仅具有自然属性、社会属性、环境属性，更重要的是它还具有经济属性。世界银行负责环境持续发展的副总裁伊斯梅尔·塞诺丁说：对世界上正耗尽的水资源的管理需要有一个全球性政策，水应该被看做是一种经济资源。
综上所述，水资源包含水量与水质两个方面，是人类生产生活及生命生存不可替代的自然资源和环境资源，是在一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用，参与自然界水分循环，影响国民经济的淡水。细加分析此定义，我们会发现它有三个显着的特征：
（1）将经济、技术因素隐含在水资源中，强调了水资源的经济属性和社会属性，因而水资源量具有相对的动态性。一些暂时无法利用的水，如南极的冰山，尽管暂时对国民经济没有影响，但当经济技术发展到一定阶段可以开发利用时，它就是水资源，水资源量含有一定的经济技术水量。
（2）将失去使用价值的污水划归到水资源行列中。在以往的水资源概念中，污水没有相应的地位，很少论及。世界各国每年向环境排放大量的污水，它们对国民经济和社会发展产生巨大影响。我国每年因水资源污染所造成的损失约400亿元。污水也是待开发利用的资源，目前正在兴起的污水资源化技术为解决水资源供需矛盾、保护水环境带来了佳音，如果在理论上不给它相应的地位，这是很不符合现实要求的；
（3）明确强调水资源是环境资源，因而水资源的开发利用必须限制在环境可承受的范围之内，在研究水资源时，立足于水量、水质兼顾，避免两者的分离出现偏差的同时，必须考虑水资源环境的制约因素，否则，在理论上是不完善的，在实践上是要付出代价的。
总之，水危机已是全人类面临的重大环境问题，水资源危机发展将更加迅速，前景令人担忧!如何合理地开发利用保护水资源，已是摆在全人类面前刻不容缓的课题。

水资源指可资利用或有可能被利用的水源，这种水源具有足够的数量和可用的质量，且必须具备可以更新补充、可供永续利用的特点。中国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，如果按水资源总量考虑，水资源总量居世界第六位；若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的1/4，在世界排第110位，已经被联合国列为13个贫水国家之一。

中国年降水总量为61 889亿立方米，多年平均地表水资源为127 115亿立方米，地下水资源量为8 288亿立方米，全国平均年水资源总量为28 124亿立方米。1998年中国总用水量5435亿立方米，其中农田灌溉用水占64.3%，林牧渔用水占5.0%，农村生活用水占5.3%。各流域片用水情况是：松辽河片用水量624亿立方米，农业占72.4%；海河片用水量424亿立方米，农业占72.5%；黄河片用水量395亿立方米，农业占77.9%；淮河片用水量567亿立方米，农业占72.2%；长江片用水量1663亿立方米，农业占58.5%；珠江片用水量837亿立方米，农业占65.0%；东南诸河片用水量308亿立方米，农业占65.3%；西南诸河片用水量82亿立方米，农业占78.9%；内陆河片用水量536亿立方米，农业占94.6%。 1998年，各流域片地表水控制利用率（地表水供水量占地表水资源量的百分比）、水资源总量利用消耗率（用水消耗量占水资源总量的百分比）是：海河片和黄河片的利用程度最高，地表水控制利用率分别为61.8%和73.7%，水资源总量利用消耗率分别为70.2%和44.5%；其次是内陆河片、淮河片和松辽河片，地表水控制利用率分别为34.2%、34.9%和16.6%，水资源总量利用消耗率分别为26.9%、24.7%和15.4%；珠江片、长江片、东南诸河片和西南诸河片的利用程度低，地表水控制利用率分别为14.0%、12.1%、9.9%和1.3%，水资源总量利用消耗率分别为6.6%、6.3%、5.6%和0.9%。松辽河片中的辽河流域利用程度较高，地表水控制利用率为39.8%，水资源总量利用消耗率为33.5%。

4. 怎样做才能够预防茄子秧不受药害，水害和病害

一、主要病害及其防治
（一）茄子绵疫病
1、为害症状
茄子绵疫病又叫“烂茄子”“掉蛋”等。除为害茄子外，还为害番茄、黄瓜、马铃薯等。在茄子上主要为害果实、茎叶，花器也能受害。果实上最初发生水渍状圆形或椭圆形褐色小斑，迅速扩大并凹陷，常全果腐烂，潮湿时生白色稀松绵霉，内部果肉变黑腐烂，易与花萼脱离。嫩枝上产生水浸状暗褐色斑点，溢缩并凋萎枯死，幼苗感病则发生猝倒症状。
2、传播途径及发病条件
病菌主要在土壤中的病残体上越冬，第二年可直接侵染幼苗的茎或根，或经雨水喷溅到近地面的果实上引起果实发病。病斑上的孢子襄，经风雨、浇水进行再侵染。一般7-8月份，阴雨连绵，天气闷热，低洼窝风，排水不良，生长衰弱时发病重。
3、防治方法
（1）选用抗病品种
如北京九叶茄、六叶茄、天津大苠、辽茄3号、丰研1号、济南早小长茄等。
（2）农业防治
切忌与茄科作物连作。选择地势高燥，排水良好的沙质壤土，高畦或小高垄定植或宽垄密植，施足底肥；及时摘除病老叶并集中处理，不能用来沤肥；雨后及时采收并及时清理病果。
（3）药剂防治
发病前或雨季来临前喷药预防一次，发病后，摘除病果病叶，7天左右喷药一次，连续喷2-3次。药剂有1∶1∶160的波尔多液，50%甲基托布津1000倍液，50%克菌丹500倍液。发病高峰时喷72%的杜邦克露可湿粉剂800-1000倍液，或58%的甲霜灵锰锌可湿性粉剂500倍液，64%杀毒矾可湿性粉剂500倍液。
（二）茄子褐纹病（又叫干腐病）
1、为害症状
幼苗受害，多在近地面的茎基部形成近似梭形水渍状病斑，以后变为暗褐色，凹陷并收缩。条件适宜时，病斑扩展环绕茎部，幼苗猝倒。叶片受害，先从底部叶发病，逐渐向上部发展，开始产生水渍状褐色，中间呈灰白或浅褐色，中央轮生许多小黑点。干燥时病斑易开裂，阴雨天易形成穿孔。茎部受害，病斑为不确定形，有时为水渍状梭形病斑，边缘深褐色，中间灰白色，上生许多小黑点，病斑逐渐凹陷干腐，并连接成较长的坏死区。果实受害最严重，病初在果面上产生黄褐色病斑，稍凹陷，圆形或椭圆形，扩展很快，果实呈半软腐状，后期轮生许多小黑点，最后病果腐烂脱落或在枝上干缩成僵果。
2、传播途径及发病条件
茄子褐纹病是真菌性病害，该菌只侵染茄子。病菌在土表病残体上越冬，也可以在种子上越冬。种子带菌是幼苗发生猝倒病、立枯病的主要原因，也是远距离传播病菌的途径。田间主要靠雨水、昆虫、田间作业传播蔓延。发病适宜温度为28-30℃，相对湿度85%以上。华北地区7-8月份高温多雨，或高温高湿，发病严重。栽培密度过大时也易引起发病。另外，连作、排水不良、土质黏重、氮肥过多及早春茄子定植过晚，发病也重。
3、防治方法
（1）种子处理
可用40%福尔马林100倍液浸种15分钟，取出后用清水洗净，也可用升汞水1000倍液浸种10分钟。
（2）农业防治
与其它科蔬菜实行轮作2-3年。进行苗床消毒，五代合剂每平方米8-10克，或50%多菌灵10克，加细土20克拌匀，播前1/3撒在畦面上，播后用2/3药土覆盖。加强栽培管理即N、P、K肥要配合使用，施足基肥，发现病株、病叶，病果要及时清除。
（3）药剂防治
发病初期用75%百菌清可湿性粉剂600倍液，50%甲基托布津1000倍液，65%代森锌500倍液，70%代森锰锌500倍液。每隔7-10天喷一次，连喷2-3次。
（三）猝倒病
1、为害症状
猝倒病又叫卡脖子，主要在苗期侵染。种子发芽后及出土前均可发病。出土前发病即烂种或烂芽。出土后到2片真叶以前，主要发生在茎基部。病苗近地面的茎基部呈水渍状斑点，随即变黄缢缩成线状，子叶没有萎蔫时，幼苗便折倒在地面上，即秧苗折倒时，叶片仍为鲜绿色，故称猝倒病。环境潮湿时，在病苗及附近土面上长出一层明显的白色绵状菌丝。
2、传播途径及发病条件
病菌随病株残体在土壤中越冬，或在腐殖质中腐生。病菌可在土壤中存活2-3年，有机质含量多的土壤中病菌较多。病菌靠雨水或土壤中水分的流动传播。气温15-20℃时繁殖较快。因此，在春季或冬季育苗时，遇到阴雨或下雪天气，或温室的保温性差、通风不良、浇水过多，往往苗床温度低、湿度大，猝倒病严重。
3、防治方法
（1）选用抗病品种
根据当地消费习惯及温度条件，选用耐低温或早熟品种，如济南小长茄、94-1早长茄耐低温品种、辽茄1号、辽茄4号耐寒品种等。
（2）土壤消毒
播种前2-3周，每平方米苗床用甲基托布津5克和50倍细土拌匀，撒在苗床内，或每平方米用65%的代森锌和40%的五氯硝基苯原粉等量混合7-8克，或50%的多菌灵8-10克加15千克细土拌匀制成药土，播种前先浇透底水，待水渗下后，取1/3撒在床面，再把余下的2/3药土覆盖在种子上，厚约1厘米，使种子夹在药土中间。
（3）农业防治
苗床要选地势高燥、排水良好的肥沃地块。在温室内应选多年未种过茄果类蔬菜的园土做床土。播种前加强育苗场所的通风散湿，床土要充分暴晒。出苗后尽量少浇水，以提高地温，并及时通风透光。用无滴膜盖棚室，改善光照条件，以利于光合作用，提高幼苗抗病性。也可喷800倍绿风95植物生长调节剂，增强幼苗抗性。
（4）药剂防治
幼苗发病后用75%百菌清可湿性粉剂600倍液，64%杀毒矾M8可湿性粉剂500倍液，1000倍的敌克松溶液，或500倍的福美双溶液，或800倍的多菌灵溶液喷洒叶面。发病时用800-1000倍液的高锰酸钾溶液灌根，然后清洗叶面。
（四）立枯病
1、为害症状
立枯病多发生在育苗的中后期，幼苗感病后，茎基部出现椭圆形褐色病斑，以后变细缢缩，茎叶萎蔫枯死。地上部白天萎蔫，晚上恢复，反复几次后才枯萎。病部有轮纹或褐色霉状物。大苗或成株受害时，茎基部呈溃疡状，地上部变黄、萎蔫，以致枯死。
2、传播途径及发病条件
立枯病是真菌性病害，病菌在土壤病残体或腐殖质上越冬，借雨水、流水、土壤、肥料传播。病菌发育的适宜温度为17-18℃，高湿有利于发病。苗床温暖多湿、通风不良、幼苗徒长均易发病。
3、防治方法
与猝倒病防治方法相近，重点是加强苗床管理，并结合药剂防治。
（1）加强苗床管理
方法同猝倒病。
（2）土壤消毒
用五代合剂进行土壤消毒，既可防治立枯病，又可防治猝倒病，方法同猝倒病。
（3）药剂防治
喷施75%的百菌清可湿性粉剂600倍液，或64%的杀毒矾可湿性粉剂500倍液，或70%的代森锰锌可湿性粉剂500倍液，苗期每隔7-10天喷一次，连喷2-3次。
二、主要虫害及其防治
（一）红蜘蛛
1、为害症状
常聚集在叶背用刺吸式口器刺吸汁液，受害叶片开始为白色小斑点，后退绿变为黄白色，严重时全株叶片干枯发红似火烧，叶片脱落。果实受害时，果皮变粗，影响品质。
2、发生规律
一年发生10-20代，以成虫潜伏在杂草、土缝处越冬。第二年春，先在杂草或越冬场所繁殖，再转移到茄或其它蔬菜上侵害。开始侵害下部老叶，再向上蔓延。华北地区在5月底到7月初侵害重。高温干旱容易大量发生。
3、防治方法
（1）清洁田园
将茄子地块周围的杂草、枯枝、落叶清理干净，茄子拉秧后，将残枝落叶清理干净，以减少虫源。
（2）药剂防治
在发生初期用20%三氯杀螨醇1000倍液，25%灭螨锰可湿性粉剂1000-1500倍液，40%环丙杀螨醇可湿性粉剂1500-2000倍液或78%克螨特乳油2000倍液，7天喷一次，连喷2-3次，重点喷叶背，可轮换用药。
（二）美洲斑潜蝇
1、为害症状
成虫和幼虫均可为害，以幼虫为害叶片为主。成虫刺吸汁液，幼虫潜入叶片，产生不规则蛇形白色虫道，叶面布满虫道，影响光合作用，严重时叶片脱落。
2、发生规律
美洲斑潜蝇繁殖快，世代间隔短，一般夏季15-30天繁殖1代，冬季40-60天繁殖1代。在保护地可周年发生。幼虫在叶片内生活4-7天后，老龄幼虫咬破表皮在叶外或土表化蛹。
3、防治方法
（1）农业防治、严格检疫，防止该虫扩大蔓延
与其它科蔬菜轮作、套作、间作。及时清除受害的老叶、枯黄叶，集中销毁。发生初期集中消灭。在田间发现少数叶片受害时，可逐个叶片将幼虫捏死，再喷药防治，效果很好。用灭蝇纸诱杀成虫，因成虫具有趋黄性，可用黄板涂机油诱杀。
（2）药剂防治
可用1.8%的爱福丁乳油3000-4000倍液，或90%的万灵可湿性粉剂2500-3000倍液，或98%的巴丹原粉1500-2000倍液，或50%的蝇蛆净粉剂2000倍液喷雾。每7-10天喷1次，连喷2-3次。注意交替轮换用药。防治成虫宜在早晨或傍晚喷药，防治幼虫宜在低龄期，即多数被害虫道长度在2厘米以下时进行。保护地可用敌敌畏熏蒸。

5. 水害控制管理模型的求解方法———线性规划

线性规划是运筹学中研究较早、应用较广、比较成熟的一个重要分支，它研究具有线性关系的多变量函数，在变量满足一定线性约束条件下，如何求函数的极值问题。

4.4.1.1线性规划问题及其数学模型

地下水资源管理的线性规划问题，通常可分为两大类:一类是从社会效益或环境效益出发，即在一定水文地质条件下，寻找供水或排水工程的最佳方案;另一类是从经济效益出发，在满足供、排水工程规划的情况下，寻求完成此工程经济效益最高或成本最低的方案。

线性规划问题包括3个要素:

1)决策变量。根据已知条件及所要求的问题，用一组变量x₁，x₂，…，x_n来表示，这些变量称为决策变量，取值要求为非负。

2)目标函数。一个问题都有一个明确的目标，以决策变量的线性函数表示，称为目标函数，它是衡量决策方案优劣的准则。这种准则可用物理量(如水位、水量、水温、水质等)或经济指标(如利润、成本等)来衡量。

3)约束条件。每一个问题都有一定的限制条件，这些条件称为约束条件。它是用一组线性等式或不等式来表示的，其变量与目标函数变量必须是有机联系或者一致的。

因为目标函数和约束方程都是决策变量的线性表达式，所以这类模型称为线性规划模型。线性规划的数学模型可表示为:

目标函数:

煤矿水害防治与管理

约束条件:

煤矿水害防治与管理

式中:Z—目标函数值;n—决策变量数;m—约束方程数;a_i，j—结构系数;c_j—价格系数;b_i—常数项。

4.4.1.2线性规划问题的范式及标准式

线性规划问题有不同的数学表达式。为了便于讨论和求解，可归纳为两种统一的形式，即线性规划问题的范式及标准式。

如果线性规划问题的目标函数取极大值形式，即

煤矿水害防治与管理

且约束条件取“≤”形式，即:

煤矿水害防治与管理

此式为线性规划问题的范式。范式有利于对线性规划对偶问题的讨论。

如果线性规划问题的约束条件均取“=”形式，目标函数取极大或极小值，变量为非负。即:

煤矿水害防治与管理

此式为线性规划问题的标准式。式中新变量x_n+i称为松弛变量(slackvariables)。这样，标准式使线性规划问题化为一组具有n+m个未知量的m个线性代数方程式，它有利于直接用标准模型求解。

任何形式的线性规划问题，通过简单的变换，均可转化为标准式。然后用单纯形法求解线性规划问题。

4.4.1.3具有人工变量的单纯形法计算

用单纯形法求解线性规划问题时，需要有一个单位矩阵作为初始基，当约束条件都是“≤”时，约束条件标准化后，其松弛变量均为正数，在约束方程组的系数矩阵中，就形成了一个初始基。但是，实际问题中常常出现“≥”或“=”的约束条件，经标准化后，约束方程组系数不存在单位矩阵，因而没有一个现成的初始基本可行解。为了解决此问题，采用人造基的办法，在约束方程中引入非负的人工变量。这种人工变量与前述松弛变量不同，它没有物理意义，仅是为了求解方程方便而引入，所以解的结果必须使这些变量为零，才能保持改变后的问题与原题等价，否则，说明原题无解。

处理人工变量的方法有-M法和两阶段法。

(1)-M法

当线性规划数学模型中含有“≥”或“=”的约束方程时，需在其左端加一非负的人工变量y_i，构成单位矩阵。但加入y_i后的方程，就与原约束方程不等价，所以必须保证在最后的解中，y_i=0才能与原约束方程等价。为此，在目标函数式中，给加入的人工变量y_i一个很大的系数，对极大问题，系数用-M表示;对极小问题，系数用M表示(M本身为正值)。只有当y_i=0时，才能使-My_i=0，目标函数才达到最优化。y_i由于具有很大的系数而得到严格的控制，故这个-M称为“惩罚因子”。

当具有“≥”或“=”的约束方程加入人工变量y_i后，即可以y_i作为初始基本解，按上述单纯形法计算。

(2)两阶段法

两阶段单纯形法就是将线性规划问题分两个阶段求解。

第一阶段是判断原线性规划问题是否有解，并寻求一个初始基本可行解。为此，用人工变量的和代替原来的目标函数，以构造一个辅助规划，这个辅助规划具有一个单位矩阵，应用单纯形法，使辅助规划的目标函数最小化。若此辅助规划的最优解使其目标函数等于零，则说明没有一个人工变量在基本变量内取值，从而可得到原问题的一个基本可行解，转向第二阶段。否则，如果最小值为正，那么问题就以不存在可行解而结束。

第二阶段是求原问题的最优解。在第一阶段最后单纯形表的基础上，去掉人工变量，然后以第一阶段求得的最优解作为第一个基本可行解，以原问题的目标函数，继续用单纯形法进行迭代，直到求得最优解为止。

4.4.1.4线性规划的对偶问题和灵敏度分析

对偶理论是线性规划理论的发展和深化，也是线性规划的一个特性。它使线性规划理论更加丰富，应用领域更加广泛。对于任何求极大值的线性规划问题，都有一个与之对应的求极小值问题，其有关约束条件的系数矩阵具有相同的数据，但形式上互为转置，且目标函数与约束方程右端常数项互换，目标函数值相等。这就是线性规划的对偶问题。

可用一个简单例子来说明，例如，四边形的周长L一定，什么样形状的四边形面积最大?答案是正方形面积最大。其对偶问题为，四边形面积一定，什么样的四边形周长最短?答案仍然是四边形。可见前一问题的约束条件，即为后一问题的目标函数，反之亦然。

线性规划问题中，均假定各系数a_i，j，b_i，c_j是确定的常数，实际上这些系数往往不可能很精确，而且随着客观条件变化而改变。例如地下水资源管理中，当水位、水量或水质等约束条件改变时，b_i也随之改变;当市场情况或供求关系发生变化时，c_j也会改变;而开采工艺或水文地质条件的改变，同样也可引起a_i，j的改变。因此，规划者需要知道，某些系数改变后，现行的最优解是否改变?或者说，这些系数在多大范围内变化，其规划问题的最优解不变?以及当最优解发生变化时，如何用最简便的方法找出新的最优解?这些就是灵敏度分析所要研究和回答的问题。

对偶原理是进行灵敏度分析的理论依据。灵敏度分析的内容，应包括系数c_j、b_i、a_i，j变化及新增加变量和新增加约束条件对最优解的影响。但对地下水资源管理而言，主要分析c_j和b_i变化。

由于线性规划原问题与对偶问题之间互为对偶，所以，求极大值原问题的最优状况，等价于对偶问题的可行状况;而原问题的可行状况，就是对偶问题最优状况的负值。

从对偶特性可知，对c_j和b_i进行灵敏度分析的两条重要依据:①只要满足原问题的最优状况或对偶问题的可行状况，其最优解不变。以此可分析c_j变化对最优解的影响。②只要原问题保持可行状况或对偶问题最优状况，其最优解不变，以此可分析b_i变化对最优解的影响。

6. 大寒来临，农业生产有哪些注意事项

大寒来临，农业生产的一些注意事项，我们一定要记在心里。在蔬菜种植方面，安排适时适销蔬菜品种种植， 选择一些冬性强，优质的良种。如生菜、芹菜、迟椰菜、迟萝卜、西芹、胡萝卜、菜心等长短相互搭配，安排好上市时间。明春早熟栽培的茄果类秧苗，应在拱棚内播种育苗，做好防冻保温措施。

由于光照短，对于保护地栽培的蔬菜、瓜果作物应采取早揭晚盖多见阳光，以提高温度促进生长。大棚菜农要抓紧大棚加固与整修，并在其周围盖一层草帘，增强保温效果。茄果类蔬菜控温在20℃左右，瓜果类控制在20-25℃，叶菜类控温在15-20℃为宜。增光：棚南北向，经常擦洗塑料薄膜，选用透光的薄膜。

此外，小麦越冬管理工作极其重要，当前是促进小麦长根叶、多分蘖的关键时期，应适时给麦苗追施一次速效肥料，以利分蘖早生，增加有效分蘖数，为高产搭好丰产苗架，提早做好小麦冻害的预防措施，来年才会有个好收成。

总结：大寒过去，新年也就不远了，让我们一起期待新年的到来吧！

7. 都江堰水利是怎样化水害为水利的

公元前285年,秦来蜀国后,即设置蜀郡,管辖蜀国原来所统治的地方.大约公元前3世纪中期,李冰出任蜀郡守.他博学多才,知天文,通地理,是战国时期着名的水利专家.到成都后,李冰很快发现:这是地势平坦、土地肥沃，是发展农业的好地方，但流经成都平原的岷江虽然水量丰富，却不利于灌溉农田。不仅如此，每当山洪暴发，大雨来临，岷江又成为成都水灾的罪魁祸首，频繁的水旱灾害严重危害农业生产和人民生活。他总结历代治水（尤其是鳖灵治水）的经验，决定在前人治水的基础上修建一处大型工程，化水害为水利。

规模巨大的都江堰水利工程由渠首和灌溉渠系两大部份组成。

渠首建在今都江堰玉垒山脚下的岷江上，包括分水堤（金刚堤）、进水口（宝瓶口）和泄洪排沙堰（飞沙堰）三大工程。

分水堤修在岷江之中，它把长江的重要支流岷江分为外江和内江两股水流。外江是岷江主流，内江为成都平原提供灌溉用水。立于激流之中的分水堤异常坚固，故被民间称为“金刚堤”。因其前部形同鱼嘴，又被民间称为“分水鱼嘴”。

进水口是人工凿开玉垒山而形成的一个小缺口，被民间称为“宝瓶口”，内江水即从这里流入灌溉渠道中。

泄洪排沙堰在分水堤和进水口之间，是一道低矮的滚水堤，被民间称为“飞沙堰”。如果内江水量过大，进水口无法接受，一部分水就会翻过滚江堤流入外江，与此同时，泥沙也随水流排入外江。这样，就可以确保灌溉系统的安全。

灌溉渠系由干渠、支渠和毛渠组成，形网状结构，遍布成都平原。从进水口（宝瓶口）流入的岷江水就通过大小渠道，流进农田之中，浸润成都平原的禾苗。

都江堰水利工程是世界水利史上的明珠，已被列入“世界文化遗产”名录。它具有选址合理、自流灌溉、无坝引水和就地取材等特点。

都江堰渠首建在岷江从山地进入平的的地势转折处，选址的成功为降低灌溉成本、提高灌溉效益提供了条件。

都江堰从引水到清水流入农田，基本不靠人力，利地势落差和水往低处流的原理，实现了全程自流灌溉，把灌溉成本降到最低点。

为满足灌溉用水的需要，都江堰引用了大量的岷江水，但并未建筑堤坝将岷江截断，工程建设没有改变岷江的水文地质状况和生态环境。因此，都江堰是世界上罕见的生态型元坝引水水利工程。

水利建设需要投入大量的材料。可是聪明的古代成都人却用当地盛产的廉价木料、竹子，甚至一钱不值的鹅卵石做材料，建成了这一宏伟工程。

“笼石治堰”是都江堰修建者根据当地条件，总结民间的治水经验而创造的一种修筑堤坝的特殊方法。这就是用竹子编成长长的竹笼，将竹笼放在适当的位置，往笼中装入鹅卵石，再将一个个盛石竹笼垒起来，便形成了可建可拆的堤坝。这种办法一直使用到20世纪后期，才被钢筋水泥堤坝所替代。

作为大型综合性水利工程，都江堰有灌溉、防洪、运输等多方面的功效。

灌溉是都江堰最重要的功效。这座大型水利工程使成都平原的上万顷农田得到灌溉。它建成以后，成都平原既少旱灾又少水灾，成为中国西南乃至全国的重要粮食产区，获得“开府之国”的美誉。

水旱从人，不知饥馑，时无荒年，天下谓之天府也。

——《华阳国志。蜀志》

内江、进水口（宝瓶口）和泄洪排沙堰（飞沙堰）有效地控制着岷江流入成都平原的水量，使岷江洪水危害成都的可能性大大减少；同时，平原上大大小小的渠道，在暴雨来临时，又成了排水通道。从此，成都平原水灾被基本消除。

8. 农村的冷浸田应该如何处理有哪些改良的方法

农村有一个叫冷沉淀的田地，这种田地不适合在农业生产中耕种。由于种植任何农作物的植物的弱势、僵化、私募、低产情况发生，这种田地在农业生产中被认为是低质田地，农村从事农业种植生产的农民即使把这种田地丢到荒地也不会在这种田地里种植农作物。

冷沉淀的形成原因主要是因为田地的长期渍造成土壤强还原性，导致田地的土壤性质发生变化，形成冷沉降地。

冷沉淀的土壤可以长期浸泡，导致肥料大量流失。也就是说，农业生产中所说的肥力不足，土壤水温过低，水、肥料、气体、热量不协调，导致土壤产生大量的还原性物质。水稻生产中土壤中还原性物质太多，肥力不足，土壤温度不足。另外，冷床的土质又因泥浆深、土烂，水稻根不硬，容易发生浮苗现象(水稻根从土壤上脱落)，影响水稻的正常生长。

9. 农业水价综合改革，理清灌区改革思路.采取哪些措施

切实增强水利支撑保障能力，必须下决心加快水利发展。近年来我国频繁发生的严重水旱灾害。兴水利，事关人类生存、生态之基水是生命之源，暴露出农田水利等基础设施十分薄弱，历来是治国安邦的大事。促进经济长期平稳较快发展和社会和谐稳定、经济发展、除水害，造成重大生命财产损失，必须大力加强水利建设，夺取全面建设小康社会新胜利、社会进步、生产之要，实现水资源可持续利用

10. 农业可持续发展的阻碍因素有哪些

引用了一个别人的文章,您看看,我觉得会有启示农业文化遗产和农业的可持续发展：以稻田养鱼为例徐旺生一、环境问题由来已久20世纪随着西方工业化的发展,农业工业化也成为的主旋律,20世纪70年代以来,发达国家迅速发展了以石油武装起来的,以机械化、化学化和能源化为主要标志的现代化农业,迅速获得巨大的效益.尽管因为机械、化肥、农药、除草剂等大量使用,提高了土地生产率和劳动生产率,满足了因为迅速人口膨胀所带来的对粮食的需求.但是一系列不良的后果却触目惊心,如环境污染,水土流失,生态破坏,动植物品种单一化和种质资源流失等等.增施化肥和农药不仅污染土壤环境和作物,最后富集到人体内,影响人们的健康.过分依赖现代技术而产生的合成物质,地球难以自净,土壤难以消化,特别是它超过了河流中水的自我修复阈值,使得污染无处不在.基因工程把外源基因引入玉米、大豆、棉花、水稻等作物体内,使其具有抗病虫害和杂草的能力,似乎一劳永逸地解决了农药污染问题,但是无法预见它们在长期大规模推广以后,将会带来那些负作用?DDT残留的为害是普遍使用数十年后才发现,停止生产和使用几十年后的今天,问题依然存在.因此,发达国家纷纷行动起来,寻求可持续发展的出路.我国作为农业大国,人口增长、环境恶化、资源缺乏等问题也日益严峻.可持续问题尤其需要人们给予关注. 实际上,早在此前的1962年,美国人卡逊陈述了一个可怕现实的《寂静的春天》（Silent Spring）问世.虽然卡逊指出的现象并非完全是由农业造成的,但是农业应该占住其主要成分.此后的1972年召开的“人类环境会议”通过了《人类环境宣言》,提出了“只有一个地球”的着名论断. 更早的是在美国,19世纪初由于严重的地力衰退问题,促使美国政府寻找解决办法.自18世纪初开始,英国人到美洲开垦土地,大肆砍伐森林.独立后的美国继承了欧洲中世纪农业粗放式经营的特点,劳动力的匮乏和土地无限富裕的矛盾加剧了这种粗放经营.农民一味地耕种和收获,认为可开垦的土壤无边无际,不关心如何保持土壤的肥力.正如托马斯·杰斐逊所说：“人们不愿施肥,因为买一英亩新地比为一英亩土地施肥还要便宜”[1].由于那时的人口基数低,农业特别是土地资源丰富,资源利用与环境保护之间的矛盾不很突出.然而到了20世纪初,美国独立后不到100年间,就出现了因植被破坏而引起严重的水土流失,用地与养地不当造成的地力衰退等问题,美国政府不得不到处寻求解决这个问题的办法.他们关注到中国的人口密度比美国大得多,可持续问题却没有那么严重.于是在1909年联邦政府派遣了土壤学家富兰克林·金（Franklin Hiram King）到中国寻找传统农业的宝贵经验.金以一个农业土壤学家的锐利目光,从宏观和微观的不同层次,对中国农业和农村进行了认真考察和研究.回国后写成了《四千年的农民》（Farmers of forty centuries or Permanent agriculture in China, Korea and Japan）,书中介绍了中国4000年来悠久的农业成就,独特的精耕细作、农作物轮作和水土保持的思想,认为中国传统农业以豆科植物为中心的合理轮作、施用厩肥、堆肥等8个方面值得美国农民借鉴,提出了最初的有机农业思想[2].该着作在世界各国特别是西方国家对东方农业没有全面认识的背景下,引起了美国农业界和农学界的极大关注,并产生了深远影响.特别对包括英国霍华德和美国罗代尔在内的后来从事有机农业的学者产生了影响和启示[3]. 然而该书的出版并未解决业已存在的环境问题.美国到1933年至少有5000万英亩土地成了不毛之地,12500万英亩因侵蚀而地力倍减.1934年一次灾难性的黑风暴圈走了3亿吨的土壤,使（小麦）当年冬小麦减产102亿斤[4].1935年大尘暴卷土而来,此后出现连续3年的大干旱. 20世纪美国情况确实不好.但是在中国,问题出现得更早,早在先秦时期就已经出现的类似的环境问题.孟子早就指出,齐国东南的牛山之所以“童山濯濯”,即因过度的采伐和放牧之故,孟子以“养”和“用”的关系说明：“苟得其养,无物不长；苟失其养,无物不消.”用和养平衡的办法是“数罟（过密的渔网）不入洿池,鱼鳖不可胜食也；斧斤以时入山林,林木不可胜用也.”这很合乎生态平衡的原理,能够实现农业的可持续发展.《管子》,《荀子》,《淮南子》中都有较孟子更详细的论述和主张,这是局部地区的滥砍滥伐,滥捕滥捉所受自然的报复以后,所得出的深刻教训.其中荀子说：“草木荣华滋硕之时,则斧斤不入山林、不夭其生不绝其长也,鼋、鼍、鳖、鳅、鳣,孕别之时,罔罟（过密的渔网）毒药不入泽,不夭其生,不绝其长,……污池渊沼川泽,谨其时禁区,故鱼鳖优多而百姓有余用也.斩伐养长不失其时,故山林不童而百姓有余材（二）生态脆弱型在环境依赖型的背后,同时还存在较严重的生态脆弱.这不仅表现在北方的黄河流域,生态脆弱的西南山区,同时也表现在经济重心的江南一带. 由于在土地利用方面就出现了“田尽而地,地尽而山”,于是西南山区大量被开垦,东南一带也出现了梯田,水土流失不可避免.宋元时期为了 缓解人口压力,还出现了柜田、葑田、沙田、涂田等多种形式,都是利用各种可能增加粮食种植面积,养活更多的人口. 在国家经济赖以维持的江南地区,由于圩田在宋元时期不断扩大,与水争田的结果是破坏了水系,造成了水害,常常致灾.宋代农民不断有“复湖”和“废田”的呼吁,宋孝宗曾经说过：“浙西自有围田,即有水患.”南宋时曾经多次下令禁止围田和复田为湖,但因为权贵所梗而不能行.清代魏源在《湖广水利书》中说,由于圩田和围田的不断扩张,结束了“历代以来有河（黄河）患而无江（长江）患”的历史,长江开始成灾. 更加直接的描述可从民谚中看到,说明程度和范围并不小.在前述的“湖广熟,天下足”流行的同时,有“沙湖沔阳洲,十年九不收,要收一年顶十年收”之谚流行.平原地区肥沃的土地“一年要顶十年收”,但是这种经济类型非常脆弱,常常是“十年九不收.”因为大量围垦湿地,一旦洪水来临,无处行洪,成灾绝收.中国历史上灾荒严重,自宋代开始即有救灾着述问世,明清时期更多. 不过,需要特别指出的是,稻作的发展,相对于旱地的麦作和粟作,对环境的破坏相对来说要小很多,一般情况下它不会引起水土流失.而南方的生态环境的破坏,主要是山地旱作所为,特别是美洲高产作物引进后,对西南山区环境的破坏.能够种水稻的地区,多是低湿地,本身水源较充分,生态恢复能力很强.所以稻作支撑了中国封建社会后期文明的进步,并延续至今,它的高产养活了东南一带稠密的人口,创造了辉煌的文化.稻作文明支撑了中华帝国文明后期的发展. 在南方,生态脆弱性的体现与北方性质完全不同,它主要表现在两个方面,其一是在山区由于旱作而不是稻作引起的水土流失,主要表现在西南地区；其二是湖区对湿地的围垦,导致洪水时无法泄洪,引发灾害,主要表现在长江中下游一带.因此,如果不是古代的人们发明了种植水稻,中国的生态环境变迁的历史将会是何种情形. 环境破坏是农业历史的主流,然而在人类破坏的主旋律之外,还有一些回旋,延缓主流的破坏程度,那就是从生态的角度出现了一些积极地应对,从节约土地,保护生态的角度,有许多措施被发明和运用,其中着名的就有北方的间作套种,南方的“稻田养鱼”和“桑基鱼塘”.这些是技术进步过程中的一些措施,解决了土地不足的矛盾,缓解了生态环境恶化的危机. （二）保护与可持续利用土地的实践关于可持续利用土地的实践,主要表现在以下几个方面：1、汉代以来的“间作”“套种” 单一种植结构,局部地区的人口过剩,节约土地、充分利用土地在所必然.春秋战国之际已经出现了轮作复种,《管子 · 治国》有“四种五获”.《荀子 · 富国》上记有“一岁再获之.”这些在中国农学史上被视为提高土地利用率方面的创举.西汉时期稻麦一年二熟已经出现,间作套种也开始萌芽.[14]到了明清时期,间作套种开始盛行,与明清之际东南地区自隋唐以来北方向南方移民已经无地可垦,人地关系紧张有关.当时有“稻豆间作套种”,“麦豆间套和混播”,“棉麦套种”,“粮肥套种”,“粮草混种”,“林、粮、豆、蔬、草的间作套种”,陕西兴平有“一岁数收”与“二年收十三料之法”.总之,在狭窄的土地上,当人口无法向外移民时,只有向空间寻求发展机会[15]. 2、明代的“养鸭治蝗” “养鸭治蝗”类似于“稻田养鱼”,初见于明代.明代陈经纶在他的《治蝗笔记》中详细地记载了自己发明养鸭治虫的经过.陈经纶曾经从菲律宾的吕宋岛,把甘薯引种到福建进行试种,以后他和他的子孙们又积极致力于在各地推广甘薯种植,甘薯成为普通大众的食粮,在很大程度上要归功于陈经纶和他们一家,由于甘薯较广的适应性,缓解了当时东南一带乃至全国很多地区食物缺乏的危机.据学者研究,养鸭治蝗是陈经纶在推广甘薯种植的过程中发明的.后来,这种方法果然成为江南地区治蝗的重要办法之一,不少的治蝗专书中也都提到了这种治蝗办法. 3、清代“桑基鱼塘” “桑基鱼塘”最早的文献记载于《广东新语》,它是广东省珠江三角洲一带独具地方特色的一种农业生产形式.即桑地依赖于鱼塘肥泥,养蚕依赖桑叶,而鱼塘则依赖于蚕屎、蚕沙这样互相依存的形式.在珠江三角洲的养蚕区,布满着“桑基鱼塘”,这种生产形式一直延续至今.据《高明县志》（1894年）载：“将洼地挖深,泥复四周为基,中凹下为塘,基六塘四,基种桑,塘畜鱼,桑叶饲蚕,蚕屎饲鱼,两利俱全,十倍禾稼”.“桑基鱼塘”也就是“基种桑,塘养鱼,桑叶饲蚕,蚕屎饲鱼,塘泥培桑”,即蚕沙（蚕粪）喂鱼,塘泥肥桑,栽桑、养蚕、养鱼三者有机结合,形成桑、蚕、鱼、泥互相依存、互相促进的良性循环,避免了洼地水涝之患,收到了“倍禾稼”的经济效益,营造了十分理想的生态环境,前一环节的废物成为后一环节的营养物（如蚕屎饲鱼）,实现了综合利用,减少了环境污染. 上述措施不仅可以很好地缓和人地紧张关系,还较好地保护了生态环境.这些措施的发明,既是中国自宋代以来经验科学领先于世界的继续,同时也是环境恶化后的一种有效应对. 4、西汉的“饭稻羹鱼”、东汉以来“稻田养鱼”稻鱼共生及稻鱼鸭共生“稻田养鱼”是种植技术和养殖技术的“套种”,也就是稻和鱼的套种和套养,它也是江南地区因为人地关系紧张而节约土地的新发明.“稻田养鱼”可以远溯至汉代司马迁在《史记》中所说的楚越之地的“饭稻羹鱼”传统,向安强对有学者根据东汉的考古发现和魏武《四时食制》一书中有鱼“出稻田”,而认定东汉开始出现“稻田养鱼”的观点提出质疑.[16]但是我们认为,东南一带延续越人的“饭稻羹鱼”传统完全有可能,只是没有相应的文献佐证而已.游修龄先生指出：“浙江永嘉山区的老农说,三国孙权坐天下时,我们的祖先就开始在稻田养鱼了.这个口述历史是符合历史事实的.”而在贵州,侗、苗族也有“稻田养鱼”的习惯. 正如游修龄所言,古代的山越在山区种植水稻,可以利用山间的流水和自然降雨获得保证,但鱼食只限于山溪水涧里的少量鱼类,实在无法满足需要.因而想到将它们放养到稻田里繁殖,经过反复的试养和驯化,终于从鲤鱼中选择出一种适宜于稻田饲养的“田鱼”来,最后成为今天着名的“瓯江彩鲤[17].”“稻田养鱼”的存在还需要一个关键的前提条件,即良好的民风,如果养于稻田的鱼在主人没有收获之前,就有人偷走,那这种传统是不可能持续下去的. “稻田养鱼”可说是山越对“饭稻羹鱼”的应变和创新,在空间上进行了立体的“套种”,是明清以来由于人地关系紧张,在种植业之间套种之外的另一种套种形式,只是将前者作物中的一种换成了养鱼而已.稻鱼共生,种养结合,利用了空间,节约了土地,同时还减少了中耕所需要的劳动力投入,可谓一举多得.长期以来,主要从事种植业的民族,劳动所得到多是一些植物性食物,食物结构单一,品质欠佳.而“稻田养鱼”则在收获水稻的同时,得到动物蛋白质,弥补了农耕民族食物中动物蛋白质不足的缺陷. “稻田养鱼”将种稻和养鱼有机地结合起来,稻田养鱼的生态好处多多,田鱼觅食时,搅动田水,搅糊泥土,为水稻根系生长提供氧气,促进水稻生长.田鱼吃了稻田里的猪毛草、鸭舌草等杂草以及叶蝉等害虫,免去了使用农药和除草剂,田鱼的排泄物等于给稻田施加有机肥料,最终人们获得了鱼肉和稻米,动植物蛋白质齐全,取得良好的经济效益[18]. 可能是文化或者其它方面原因,大米从来都没有在欧洲吸引过西方的消费者,它只是日常食物的一种多功能和便宜的替代品或补足品.它主要被用于喂饱游民群体——士兵,孤儿,海员,监狱犯人,穷人等等,补缺或替换更合口的食物.大米还有其它用途,它常常被用来喂养动物,还具有多种工业用途,但大米从来没有被视为赖以生活的物品[19]. 但是在中国,水稻则被视为细粮,至少不比小麦地位低其贡献无法计算的.水稻自大约一万年前被驯化种植以后,就是东方世界的主要食物,它不仅养活了众多的人口,而且还在某种意义上颠覆了农业必定破坏环境的定律,因为种植水稻并不必然造成水土流失.所以说,它支撑了南方稠密的人口,也支撑了明清以后封建社会经济文化的持续发展. 是因为水稻,这一唯一的高产的水生粮食作物,并利用了低湿地,才会使中华文明在隋唐以后的时代继续,不像有些文明那样因为生态的原因而中断.试想一下,如果东方的中国,没有种植水稻,情况会如何呢?小麦只能种植于旱地,小米的产量远不如大米,它们无法养活如此多的古代中国人,玉米、薯仔、马铃薯只是明清时期才从美洲引进,但都无法替代大米的作用.只有水稻,产量高,还能够保持水土,支撑中华文明后期发展的功臣主要是水稻.所以,我们要感谢上苍给中国人赐以水稻,高产的水稻支撑了庞大的人口,缓解了紧张的人地关系,已经成为许多人生活的全部. 利用水稻是中华文明发展过程中的一大贡献,而在稻田中养鱼,形成稻鱼共生系统,则是将稻作文明推向了一个更高的境地.稻鱼共生,既收获了高产的水稻；同时也收获了高品质的动物蛋白质,弥补了自秦汉以来中国单一种植业结构所形成的素食食物结构的缺陷；第三,它是一种空间上进行立体 “套种”形式,节约了土地,缓和了长期以来历史上人地关系紧张的矛盾；第四,由于稻鱼共生,减少了对农药的依赖,维护了生物多样性的存在,提升了生活在水生环境中杂草的价值.生物多样性是我们这个时代的稀缺品,它对于因为化学、石油农业所带来的负面影响能够起到抑制作用,能够帮助我们实现人与自然和谐的目标. 6、“稻田养鱼”及“稻田养鸭”及其现代意义稻作农业尽管从水土保持的角度,并不存在加剧的作用,稻作,即使是梯田,也不会造成水土流失.南方水田的开垦只是占住了洪水来临时的几何空间,使其无法渲泻洪水,造成水害.在化肥与农药没有大量使用时,它也不会造成水的污染.但是,在今天由于化肥与农药的大量使用,稻田生态系统被破坏,干旱地区土壤中的有害物质只是长期驻留其中,而在稻田水生环境下,则大量向河流中渗流,对整个环境造成大的污染,破坏性极大. 关于稻田养鱼与养鸭的生态效果,学者们做过较多的研究.稻田多个物种共存对病害的控制效果及机理,病害导致全世界9．9％的水稻产量损失.纹枯病(Thanatephprus cucumeris)是水稻的重要病害之一.研究表明,稻田物种多样性增加可明显控制纹枯病的发生.肖筱成等报道稻田养鱼系统中,鱼类食用水田中的纹枯病菌核和菌丝,从而减少了病菌浸染来源；同时纹枯病多从水稻基部叶鞘开始发病,鱼类争食带有病斑的易腐烂叶鞘,可及时清除病源,延缓病情的扩展；而鱼在田间窜行活动,不但可以改善田间通风透气状况,而且可增加水体的溶氧,促进稻株的根茎生长,增加抗病能力,养鱼田纹枯病病情指数比未养鱼田平均少1．87.稻田养鸭系统对纹枯病的发生也具有较好的控制作用.刘小燕等报道,稻鸭复合系统中养鸭对纹枯病也具有很好的控制效果.鸭子可以啄食部分菌核,减少菌源；鸭子的跑动啄食可使大部分萌发的菌丝受到创伤,从而失去浸染能力；对已感病的植株,鸭子还能啄食禾苗下部入水的病叶,阻碍病情的蔓延.另外,鸭子还具有除草、清理病残叶片以及减少无效分蘖的功能,增加了田间的通风透光,降低了田间湿度,使纹枯病菌丝无法正常生长,从而减轻纹枯病的发生与危害．与非放鸭试验区相比,在中稻田和晚稻田中,放鸭区的病株率分别降低了27．29％ (中稻)和8．21％(晚稻) .王成豹等 、杨治平等和章家恩等的研究也表明,稻田养鸭可延缓水稻纹枯病的发展,对病情有较好的控制作用,纹枯病的发病程度减轻了50．0％左右．当然,也有不同的试验结果,禹盛苗等研究认为,稻田养鸭对纹枯病的控制主要表现在水稻分蘖高峰期和齐穗期,此两个时期稻鸭试验区的纹枯病发病率比不养鸭区分别降低了67．1％ 和52．5％.而从水稻的整个生育期看,稻田养鸭纹枯病平均丛发病率比不养鸭高,其原因可能是鸭子的活动损伤了植株的茎叶,使纹枯病菌丝更易侵染植株；另一方面,鸭子还可能成为菌丝的载体,将菌丝带到不同的地方,使稻丛发病率升高[20]. 注释： [1] David Grigg: The Transformation of Agriculture in the West. Blackwell. 1992 P40. [2] F. H. King, Farmers of Forty Centuries: or Permanent Agriculture in China,Korea and Japan,1911. [3] 刘晓霞：《美国有机农业发展之研究》,中国农业大学硕士论文,2006年. [4] 李方正、李幼霞：《国外有机农业概况及其发展趋势》,国家环境保护局科技标准司,1991. [5] 徐旺生：《从间作套种到稻田养鱼、养鸭——中国环境历史演变过程中两个不计成本下的生态应对》,《农业考古》,2007年第4期. [6] 阎守诚：《自然进入历史》,《中国经济史研究》,2006年1期. [7] 王建革：《小农与环境——以生态系统的观点透视传统农业生产的历史过程》,《中国农史》,1995年3期. [8] 钱林清：《黄土高原气候》,北京,气象出版社,1991. [9] 何炳棣：《1368—1953中国人口研究》,葛剑雄译,上海古籍出版社,1989. [10] 《宋史·食货志》. [11] 李根蟠：《循环经济、传统农业与可持续发展》,《经济社会史评论》第一辑. [12] 谢丰斋：《宋元时期中西方的耕作农业》,《中国农史》,2001年3期. [13] 李根蟠：《循环经济、传统农业与可持续发展》,《经济社会史评论》第一辑. [14] 郭文韬：《中国农业科技发展史略》,中国农业科技出版社,1988,104页. [15] 郭文韬：《中国农业科技发展史略》,中国农业科技出版社,1988,390~393页. [16] 向安强：《稻田养鱼东汉起源质疑》,《中国农史》,1996年4期. [17] 游修龄：《稻田养鱼：传统农业可持续发展的典型之一》,见《中国经济史论坛》 [18] 游修龄：《稻田养鱼：传统农业可持续发展的典型之一》,见《中国经济史论坛》 [19] [美]彼得·考克莱尼斯：《农业的全球化:大米贸易的警示》,陈意新译,《史学理论研究》,2001年第1期. [20] 王 寒、唐建军、谢 坚、陈 欣：《稻田生态系统多个物种共存对病虫草害的控制》,《应用生态学报》,2007年5月 第18卷第5期. （作者单位：中国农业博物馆研究部）载《亚洲农业的过去、现在与未来》