瓷砖排水是如何工作的?作物效益和环境影响

瓷砖排水对小型花园和农场有用吗?我们权衡利弊。

用于在农田休耕时安装塑料排水瓦的机械。


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瓷砖排水系统是一种安装在地下的管道系统,用来清除农田土壤中的多余水分。就像灌溉在许多农业系统中,排水是很重要的,以防止土壤因水过度饱和而损害作物和农业机械。

这种分布在不同深度的管道网络有助于农民保持稳定的土壤湿度,提高作物产量,并避免极端天气造成的损失。然而,瓷砖排水可能携带污染物进入溪流和地下水,并改变流域的水文。它还可能对湿地栖息地有害,并干扰湿地提供的自然防洪功能。

瓷砖排水的历史与演变

在过去的两个世纪里,美国采用了各种各样的地下排水系统。包括中西部、东南部和墨西哥湾沿岸许多地区在内的广大地区原本是湿地。随着国家的发展,越来越多的土地被移民用来耕种,地下排水系统变得普遍起来。

最初,农民安装粘土管道然后用混凝土管道来排除多余的水。在20世纪初,联邦政府和地方政府开始建造排水区来管理这些努力。伴随而来的排水技术的创新进一步推动了实践。

然而,今天,湿地作为野生动物的重要栖息地受到保护,因为它们提供了防洪和水质等生态系统服务。这意味着瓷砖排水系统必须坚持规定以避免对湿地的破坏。

安装

排水管把水从稻田里排出来。
排水管把水从稻田里排出来。

Nugroho Ridho/ Getty Images

大多数排水管道不再是由粘土管道制成,而是由聚乙烯管材;“tile”或“tiling”一词是以前所用材料和设计的延续。人工管道被放置在作物根部下方的斜坡上。通过管道上的孔洞,多余的水进入,然后可以被引导到沟渠或其他将水从田间输送出去的方法中。

安装地下排水系统的农民必须了解土地的土壤特性。他们还必须计算使用的管道的最佳尺寸,以及为了有效排水而放置管道的最佳坡度。准确的评估可以确保沉积物不会积聚,不会在脆弱的管道连接处造成压力问题,也不会以其他方式危及管道。此外,系统的设计也很重要,使地下管道有正确的间距和深度的土壤和降水条件;这保证了均匀、有效的排水。

有经验的安装人员会仔细地挖掘沟槽,放置和连接管道,以避免系统随着时间的推移而受到损坏和侵蚀。安装人员还必须注意遵守州和地方有关当地流域和湿地的法规。

瓷砖排水系统还需要定期检查和维护,以最大限度地减少对环境的影响,并确保系统的寿命,农民必须确保长期妥善管理土壤,以防止破坏地下管道。

作物的好处

一旦安装,作物排水系统提供了各种潜力好处为农田。这些措施包括有效的土壤通气,减少植物的压力和病害,提高作物生产力,更灵活的种植时间和作物品种,更有效的收获,以及更少的对农业机械的磨损。

瓷砖排水有助于作物适应变化的气候条件,包括导致洪水的极端降雨。排水良好的油田往往遭受较少的侵蚀。在一些地区,有排水系统的农民也许能够实施额外的保育措施比如覆盖作物,因为它们可以在季节的早些和晚些时候进入农田。此外,排水可以节省与湿地作业相关的劳动力成本,这使得土壤条件更具挑战性。

环境影响

农业径流进入溪流后,就会发生藻华。
农业径流进入溪流后,就会发生藻华。

大卫·帕多/盖蒂图片社

瓷砖排水系统也有重大的环境影响,部分原因是从农田排出的水通常含有氮和磷等杀虫剂和肥料,它们最终会进入河流、溪流、湿地和地下水,损害水质。

此外,多余的营养物质比如化肥中的氮和磷藻华能够产生伤害人类、鱼类和其他野生动物的毒素,并影响捕鱼和水上娱乐活动。大规模的藻华会降低水中的氧气含量,称为缺氧,这会导致死区当鱼类、珊瑚和海草等水生物种无法在低氧条件下生存时。农业径流是养分污染的最大元凶,瓦片排水是径流的一个重要贡献者,因为它将养分引入水道,然后从上游农场流入海湾、湖泊和沿海水域。

五大湖切萨皮克湾近年来,它们都受到严重的营养污染和藻华的困扰。根据环境保护署的说法,美国最大的死亡区在墨西哥湾由于来自密西西比河流域的营养物质污染,那里每年都有大量的水生生物死亡。

瓷砖排水也可以影响水文通过改变水流和增加侵蚀,这有可能改变河流的路线,导致洪水和湿地破坏。这些变化可能会影响水生物种的栖息地,洪水也可能最终影响河流和溪流沿岸的其他农田。

有趣的是,气候变化正在导致一些地区增加瓷砖排水的使用。例如,许多中西部农民的作物被极端降雨事件淹没,他们选择安装瓷砖排水系统,以应对这种变化,不可预测的天气条件。在伊利诺斯州1000万英亩已经铺了瓷砖,占其耕地的35%。在印第安纳州和俄亥俄州,高达50%的农田都铺了瓷砖。

考虑到可能造成的环境破坏,了解和规范流域内瓷砖排水系统的使用变得越来越重要,包括确定瓷砖排水将导致严重环境影响的区域。

花园和小型农场的排水工程是否可行?

如今,瓦式排水系统不仅在大农场中很受欢迎,在小农场主中也很受欢迎,甚至在那些希望避免浸水的庭院和后院花园的房主中也很受欢迎。瓷砖排水系统由园林设计师推广,可以在家居装饰商店购买。

然而,业余爱好者要注意了:有充分的理由谨慎地决定投资瓷砖排水-或任何类型的排水-为后院花园或甚至一个小农场。互联网上到处都是关于如何自己安装这些系统的视频。不要想当然地认为只要有DIY经验的人就可以建造一个成功的排水系统。

重要的是,首先要了解有关安装和维护这些系统的所有法律法规,以便评估这样做是否可行和合法。就像大型农场一样,找到合格的安装人员是必要的,以确保这样的系统不会造成法律或财务上的麻烦,或导致意外的环境破坏。一旦对成本、法规和土地条件等未知因素进行了彻底的探索,你就可以进行可行性评估了。