保護(hù)地設(shè)施果樹(shù)雪災(zāi)防范與減災(zāi)技術(shù)

張琪靜，劉建斌，周朝輝，艾佳音

（1遼寧省果樹(shù)科學(xué)研究所，遼寧熊岳115009；2遼寧省彰武縣農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧彰武123200）

設(shè)施果樹(shù)促成栽培起自20世紀(jì)末期，現(xiàn)在全國(guó)設(shè)施果樹(shù)栽培面積約50萬(wàn)hm以上，900多萬(wàn)t，面積和產(chǎn)量均居世界首位。主要分布在我國(guó)北方，其中遼寧省設(shè)施果樹(shù)面積4萬(wàn)hm，產(chǎn)量60萬(wàn)t。遼寧省處于溫帶果樹(shù)和寒帶果樹(shù)的過(guò)渡區(qū)域，具有提前升溫、促早果實(shí)成熟的光、熱和低溫等條件，是全國(guó)溫室生產(chǎn)的發(fā)源地，特色水果葡萄、草莓、桃、櫻桃、藍(lán)莓、李、杏等設(shè)施農(nóng)業(yè)已發(fā)展成為我省的支柱產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)，極端天氣氣候事件呈增加趨勢(shì)，寒潮、冰凍雨雪、低溫寡照頻發(fā)，嚴(yán)重影響設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)安全，特別是暴雪過(guò)程造成的棚室垮塌，損失慘重。

2021年11月6 —9日，遼寧省經(jīng)歷了歷史罕見(jiàn)的超特大暴雪天氣過(guò)程，沈陽(yáng)、鞍山、錦州、阜新、遼陽(yáng)、朝陽(yáng)、葫蘆島等市降雪量超過(guò)2007年“3.04”暴雪，突破1951年有完整氣象記錄以來(lái)歷史極值，有多個(gè)縣（市）出現(xiàn)設(shè)施坍塌事故，全省設(shè)施果樹(shù)受災(zāi)面積1333.33hm。遼南及東部山區(qū)受災(zāi)較輕。為了有效防止及降低暴雪災(zāi)難對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響，減少損失，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)及電話調(diào)查，走訪受災(zāi)棚戶，了解溫室、大棚受損情況，找出致災(zāi)原因，并提出具體的防災(zāi)措施，以期對(duì)設(shè)施農(nóng)戶恢復(fù)生產(chǎn)提供幫助。

1 果樹(shù)溫室、大棚受災(zāi)特點(diǎn)

根據(jù)實(shí)地調(diào)查，倒塌溫室和大棚多是已經(jīng)上膜的，進(jìn)入和將要進(jìn)入新一季生產(chǎn)的。受災(zāi)溫室沒(méi)有立柱，以溫室后墻坍塌為主；棚面積凍雨加雪后，龍骨有破損或后墻有裂縫、承重弱，引發(fā)龍骨成排倒塌。大棚呈“M”形坍塌狀，大棚頂端主梁為中軸垮塌，兩邊鋼架一致向中軸倒塌；有的大棚倒塌后整體匍匐在地，上面一層厚厚的積雪；有的大棚中軸倒塌后呈現(xiàn)2個(gè)小“M”形狀。此次雪災(zāi)設(shè)施受損情況主要分3類。

1.1 受災(zāi)嚴(yán)重

鞍山（海城）、阜新（阜新縣、彰武縣）、沈陽(yáng)（蘇家屯、新民）等地降雪30 cm以上，雪深超過(guò)60 cm，果樹(shù)溫室倒塌30%以上，果樹(shù)大棚倒塌80%以上。

1.2 受災(zāi)較輕

主要集中在遼寧中部地區(qū)，遼陽(yáng)燈塔市和葫蘆島綏中縣、錦州凌海和北鎮(zhèn)兩市，雪深50cm以上，主要是大棚受災(zāi)，受災(zāi)率不到5%。

1.3 受災(zāi)極輕

朝陽(yáng)（凌源）、營(yíng)口（蓋州）等地溫室基本沒(méi)有倒塌現(xiàn)象，生產(chǎn)正常。經(jīng)歷過(guò)2007年的雪災(zāi)，具有一定的抗災(zāi)經(jīng)驗(yàn)，在收到氣象信息后提前采取加固、清掃積雪、棚內(nèi)增溫等相應(yīng)措施，大棚倒塌率不到2%。

2 致災(zāi)原因分析

2.1 溫室、大棚抗雪壓能力

溫室、大棚結(jié)構(gòu)與棚面（有膜）最大雪荷載量（最大雪深和雪壓）相關(guān)。此外，龍骨鋼管質(zhì)量差、墻體薄、棚被重等方面導(dǎo)致溫室荷載量減弱，老破舊溫室荷載量力低下，倒塌率高。

2.1.1 降雪等級(jí)劃分

氣象上降雪等級(jí)以24 h內(nèi)的降雪折算成降水量（mm）多少來(lái)劃分，降水量0.1～2.4 mm為小雪，2.5～4.9mm為中雪，達(dá)到5.0～10.0mm為大雪，降水量達(dá)到或超過(guò)10 mm為暴雪，20.0～30.0 mm為大暴雪，超過(guò)30.0mm為特大暴雪，超過(guò)50.0mm為超特大暴雪。此次遼寧降雪除丹東小雪外，其他13個(gè)城市均為暴雪，其中本溪、遼陽(yáng)、朝陽(yáng)為特大暴雪，鞍山、盤(pán)錦、葫蘆島、阜新為超特大暴雪。

2.1.2 雪壓的估算

溫室的雪壓采用《溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18622-2002）溫室雪壓計(jì)算公式：平面積雪壓s是針對(duì)地面或承載面的積雪載荷定義的，它是單位面積載面上的積雪重量，s=hpg，s為基本雪壓kN/m，h為積雪深度，p為積雪密度（kg/m）；g為重力加速度，9.8 m/s。s=μs，s溫室屋面雪壓值kN/m，μ為屋面積雪分布系數(shù)。

據(jù)報(bào)道，30°溫室能夠承載0.15kN/m的雪壓和35°溫室能夠承受0.35 kN/m雪壓。前坡角35°溫室雪深30cm，平均雪壓達(dá)0.35 kN/m。災(zāi)后在鞍山市、阜新市的積雪深度為50～80cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)最低致災(zāi)臨界指標(biāo)，因積雪過(guò)深、棚頂雪壓過(guò)大，致使溫室、大棚倒坍。

2.1.3 其他因素

缺少提前防范意識(shí)。現(xiàn)在農(nóng)戶可以通過(guò)微信、電臺(tái)報(bào)道等多個(gè)渠道獲取降雪天氣的預(yù)警或天氣預(yù)報(bào)信息，但防范意識(shí)弱，以護(hù)樹(shù)為主，沒(méi)有起被到棚頂部，對(duì)大棚倒塌存有僥幸心理；降雪多集中在夜間，發(fā)現(xiàn)晚；大園區(qū)對(duì)采取掃雪、加固等措施力不從心。

3 冬季果樹(shù)溫室及大棚防雪災(zāi)措施

3.1 加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)科普宣傳，增強(qiáng)防范意識(shí)

遼西北、遼東地區(qū)發(fā)生冬季暴雪的概率較大，此次阜新地區(qū)超特大暴雪致使果樹(shù)鋼架大棚倒塌現(xiàn)象普遍，農(nóng)戶、大棚業(yè)主損失嚴(yán)重，溫室和大棚損失在30%以上。而朝陽(yáng)凌源市設(shè)施果業(yè)發(fā)展多年，抗災(zāi)經(jīng)驗(yàn)豐富，損失較小。說(shuō)明防災(zāi)減災(zāi)人的主觀能動(dòng)性是第一位的。針對(duì)暴雪天氣發(fā)生概率較高的特點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)此類自然災(zāi)害的科普宣傳教育活動(dòng)，強(qiáng)化果農(nóng)的防災(zāi)意識(shí)。

3.2 規(guī)范設(shè)施設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)溫室采光及承壓力，遼寧地區(qū)溫室屋面角為30～40°。不同降水形態(tài)和雪量對(duì)設(shè)施大棚的影響程度存在顯著差異，溫室、大棚存在一個(gè)對(duì)積雪厚度承受臨界值，超過(guò)臨界值，倒塌和損壞的可能性明顯增大。溫室、大棚建設(shè)一定要請(qǐng)專業(yè)人員參考當(dāng)?shù)亟鼛啄甑慕笛┝窟M(jìn)行設(shè)計(jì)、專業(yè)安裝。在鋼管的選擇上，不能光考慮成本，更要看質(zhì)量。

櫻桃溫室面向南，后墻東西方向。溫室的跨度通常以9～10m為宜，脊高宜為4.5～5.0m，后墻高度宜為3～4m，后墻和山墻厚度宜為0.8～1.0 m。兩棚之間距離是脊高的2.5倍。覆蓋棉被標(biāo)準(zhǔn)淋水、防火、表面層防沙土，每平米被重3.5～4.0 kg。提早上市的前提是溫室保溫效果好,抵抗風(fēng)雪能力強(qiáng)，在低溫寡照條件下，樹(shù)體可以不通過(guò)增溫保證其正常生長(zhǎng)。

大棚骨架為輕鋼結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的承載能力，風(fēng)載＞0.25 kN/m，雪載＞0.2kN/m，以南北方向延長(zhǎng)為宜，標(biāo)準(zhǔn)單座大棚長(zhǎng)度為100m?？缍瓤筛鶕?jù)地形及經(jīng)濟(jì)能力適當(dāng)調(diào)整，一般以16～20m為佳。拱架弧形，兩側(cè)直立處為肩，肩高1.6～2.0m；拱架弧頂為脊，脊高5～6m；脊、肩垂直高差2～4 m，有利于采光增溫，抗雨雪能力強(qiáng)。

3.3 選用內(nèi)鋼架大棚或增加棚內(nèi)鋼架

無(wú)內(nèi)鋼架支撐的大棚普遍呈“M”形倒塌，實(shí)質(zhì)就是坍塌，是毀滅性，倒塌面積在90%以上。而使用內(nèi)鋼架的大棚“存活率”在90%以上。因內(nèi)鋼架起到二次防御作用，加上適當(dāng)增溫，白天陽(yáng)光照射部分積雪融化，壓力減輕。因此，使用內(nèi)鋼架大棚或者增加棚內(nèi)鋼架具有顯著的防災(zāi)優(yōu)勢(shì)。

3.4 提前加固各類生產(chǎn)設(shè)施，起被到棚頂

及時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)提前預(yù)防。收到暴雪等災(zāi)害預(yù)警信息后，及時(shí)采取有效措施加以防范，及時(shí)加固設(shè)施大棚，有立柱的簡(jiǎn)易大棚要適時(shí)檢查立柱是否直立，立柱和鋼管的連接是否牢固。年久失修的全鋼架大棚也容易發(fā)生雪后垮塌，冬季來(lái)臨前要檢查骨架是否穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)骨架焊接處斷裂要及時(shí)維修，或在骨架下方搭建臨時(shí)支柱。重中之重的事就是雨雪來(lái)臨前，起被到棚頂，減輕棚架的壓力。已扣膜的溫室或大棚，打開(kāi)上風(fēng)口，積雪可以落到棚內(nèi)。

3.5 降雪后應(yīng)注意巡查，采取臨時(shí)防御措施

在棚膜上產(chǎn)生積雪的降雪，每1mm降雪量，1m棚膜上水平投影面會(huì)產(chǎn)生1kg的雪壓，666.7m棚膜上將受到666.7kg的雪壓。需考慮到棚室的承載力，一旦出現(xiàn)降雪應(yīng)注意巡查，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，保持棚膜平滑緊繃。對(duì)松寬凹陷之處要采取繃緊措施，緩解局部壓力不平衡造成大棚扭曲變形。分次清掃棚室頂部積雪，不是等待雪停了才打掃；注意積雪的清除順序，首先清除棚室中間部分的雪，然后向兩側(cè)清除，因?yàn)榕锸抑虚g承受壓力最大，避免出現(xiàn)由于清雪方法的錯(cuò)誤造成坍塌。特別是在夜間，隨著積雪堆積過(guò)多有倒棚垮塌危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)以棄樹(shù)保棚的搶救措施為主，全力保護(hù)棚架結(jié)構(gòu)。必要時(shí)采取破膜的方法，保住棚室，減少損失。提前準(zhǔn)備應(yīng)急物質(zhì)，如木桿、增溫設(shè)備、清掃工具等，以備應(yīng)急之需。

3.6 災(zāi)后人身安全

對(duì)于已經(jīng)壓壞發(fā)生坍塌的設(shè)施，不要輕易進(jìn)入，須待雪停后。進(jìn)行重建的，要吸取此次災(zāi)害的教訓(xùn)，注意設(shè)施棚室結(jié)構(gòu)、材料選擇、棚室使用方法等事項(xiàng)，防止類似事件再次發(fā)生。清除積雪時(shí)要注意人身安全，正確操作各類清雪工具和設(shè)備，防止產(chǎn)生人員傷害事件。大雪停止后要檢察破損棚內(nèi)電線是否破損，及時(shí)關(guān)閉棚內(nèi)總電源，防止因意外起火引起火災(zāi)。

3.7 加強(qiáng)雪后田間管理

注意設(shè)施內(nèi)蓄熱保溫、光照及通風(fēng)降濕管理等。一是要做好設(shè)施內(nèi)蓄熱保溫管理。如果棚內(nèi)溫度降幅較大，需在棚室內(nèi)增加取暖設(shè)備。如采用火灶地龍式取暖器、熱風(fēng)鍋爐式取暖器、熱水鍋爐散熱器等進(jìn)行臨時(shí)加溫，提高棚內(nèi)溫度。寒流來(lái)臨前，棚內(nèi)不要追肥澆水，以防地溫降低過(guò)大、濕度過(guò)高導(dǎo)致病害發(fā)生。