2024年湖北省冻雨冰雪灾害及大棚建设指南.pdf

2024年湖北省冻雨冰雪灾害及大棚建设指南 戴照义 王运强 易丽聪 周伟 李庆珂 伍娜 杜爱健 湖北省是我国蔬菜重要产区之一 蔬菜年种植 面积约 138 8 万 hm 2 产值约 1 515 亿元 占种植业 的40 左右 1 近年来 湖北省设施蔬菜发展较快 基地规模约为16 94万hm 2 2 2024 年2月 湖北省 先后遭遇两轮冻雨冰雪灾害 导致大量蔬菜设施损 毁 部分在园蔬菜受冻或发病 产量损失严重 还增 加了采收难度 对春节期间的蔬菜保供造成很大压 力 此外 瓜菜育苗损失较大 对春季瓜菜种植造成 了很大影响 灾害发生后 各级农业主管部门和科 研单位迅速响应 组织专家队伍立即赶赴各地指导 科技救灾 指导受灾地区开展 五抢 工作 即抢修 抢收 抢管 抢种 抢栽 将灾害对生产的不利影响 降到最低 笔者在科技救灾过程中 调研分析了导 致大棚大面积垮塌的原因 并提出了重建和新建大 棚的建设指南 供生产中参考使用 1 2024年湖北省冻雨冰雪灾害情况 1 1 灾害天气回顾 2024 年春节前后 湖北省先后遭遇两轮冻雨冰 雪灾害 受灾区域主要集中在江汉平原及周边地 区 除恩施州 神农架林区外 大部分蔬菜产区均受 到较大影响 在 2 月 1 6 日的第一轮灾害中 全省大部分气 温持续低于 0 是60年来最严重的冻雨 冰雪灾 害 雨雪量 54 1 74 9 mm 受灾最严重的是江汉平 原周边的武汉市 荆州市 孝感市 荆门市 仙桃市 天门市 潜江市等地 2 月 20 25 日的第二轮灾害 主要是霰和冰雪 叠加为害 受灾较重的是鄂西北和鄂东南区域 包 括襄阳市 随州市 黄冈市 咸宁市 鄂州市 黄石市 等地 局部地区损失超过第一轮灾害 1 2 灾害损失情况 据相关部门资料 两轮冻雨冰雪灾害导致全省 蔬菜受灾面积 6 21 万 hm 2 成灾面积 2 38 万 hm 2 约占在田面积的 10 绝收面积 0 27 万 hm 2 总 体损失超过 2008 年的雪灾 灾害主要有以下 4 个 方面的影响 设施大棚损毁严重 全省蔬菜 含食用菌 大棚损毁面积 1 45 万 hm 2 占中棚以上设施面积 6 34 万 hm 2 的 23 个别经营主体的直接经济损 失超过1 500万元 春季设施栽培受到影响 包括种苗损失 大 棚垮塌无法及时定植 大棚早熟栽培的西甜瓜 瓜 类蔬菜 茄果类蔬菜等总体推迟10天以上 在园蔬菜冻害严重 病害加重 露地大白 菜 甘蓝等外叶受冻 菜薹出现冻融 糠心现象 叶 菜类叶片受冻 生长点停止生长 莴苣 萝卜糠心 花椰菜 西兰花茎秆纤维化 空心 花粒白化 影响 产量 品质和收益 基金项目 国家西甜瓜产业技术体系项目 CARS 25 湖北 省农业科技创新中心项目 2024 620 000 001 007 戴照义 湖北省农业科学院经济作物研究所 蔬菜种质创新 与遗传改良湖北省重点实验室 湖北武汉 430064 E mail daizhaoyi01 王运强 易丽聪 周伟 伍娜 湖北省农业科学院经济作物研 究所 蔬菜种质创新与遗传改良湖北省重点实验室 李庆珂 杜爱健 长江大学 收稿日期 2024 08 23 摘 要 2024 年 2 月 湖北省两轮冻雨冰雪灾害 导致全省蔬菜受灾面积达 6 21 万 hm 2 产量损失 51 万 t 大棚损毁 面积 1 45 万 hm 2 造成重大经济损失 并对春节期间的蔬菜保供带来很大压力 笔者在指导科技救灾过程中 系统调 研和分析了导致大棚垮塌的原因 并提出了单拱钢骨架塑料大棚建设指南 用于指导湖北省设施蔬菜产区的大棚重 建和新建工作 日常养护和自然灾害应对 关键词 冻雨冰雪灾害 钢骨架大棚 建设指南 DOI 10 3865 j issn 1001 3547 2024 23 015 2024 23 43 表 1 湖北省各地区基本雪压值和风压值 地区 风压 kN m 2 R 10 R 15 R 20 R 10 R 15 R 20 武汉市 0 30 0 35 0 39 0 34 0 37 0 40 郧阳区 0 25 0 29 0 31 0 27 0 29 0 31 房县 0 20 0 23 0 25 0 40 0 44 0 48 老河口市 0 25 0 28 0 30 0 30 0 32 0 34 枣阳市 0 25 0 29 0 31 0 31 0 33 0 35 巴东县 0 15 0 17 0 18 0 48 0 54 0 58 钟祥市 0 25 0 28 0 30 0 37 0 40 0 42 广水市 0 38 0 41 0 43 麻城市 0 35 0 40 0 44 0 30 0 32 0 33 恩施州 0 15 0 17 0 18 0 37 0 41 0 44 巴东县绿葱坡镇 0 65 0 73 0 79 五峰县 0 25 0 28 0 30 0 30 0 33 0 35 宜昌市 0 20 0 23 0 25 0 27 0 29 0 31 荆州市 0 25 0 29 0 31 0 32 0 34 0 36 天门市 0 25 0 29 0 31 0 26 0 28 0 29 来凤县 0 15 0 17 0 18 0 28 0 31 0 33 嘉鱼县 0 25 0 28 0 30 0 25 0 26 0 27 英山县 0 25 0 29 0 31 0 33 0 36 0 38 黄石市 0 25 0 28 0 30 0 33 0 36 0 38 注 R 10 R 15 R 20 分别表示重现期为 10年 15年 20年 雪压 kN m 2 增加田间管理和采收难度 期间正逢春节 前后 对蔬菜保供带来重大压力 2 大棚垮塌原因分析 2 1 雨雪相态复杂 第一轮灾害中 冻雨 雨夹雪 冰粒和雪交替出 现 先冻雨后降雪导致大棚膜上积雪积冰 气温持 续走低 全省大部分地区气温低于0 的时间持续 超过 110 h 导致冰雪融化慢 清理难度非常大 第 二轮灾害中 雨 冻雨 冰粒 雪 霰交替出现 尤其 是霰的密度和比重远远高于普通积雪 增加了灾害 损失程度 2 2 灾情超过大棚的设计载荷 湖北省普遍采用的GP 825型单栋大棚的设计 荷载在0 2 kN m 2 20 4 kg m 2 普通连栋大棚的设计 荷载为0 3 kN m 2 30 6 kg m 2 而此次冻雨 暴雪深度 在20 30 cm 平均质量达到0 76 kN m 2 78 0 kg m 2 远远超过湖北省大棚的设计荷载 2 3 部分大棚结构不合理 湖北省单栋大棚大多数参考GP 825型大棚的 规格 少部分参考 GP 625 型 3 两者均采用 6 m 长 拱杆 棚宽分别为8 m和6 m 顶高分别为3 0 m和 2 5 m 肩高分别为1 5 m和1 2 m 但在实际建造过 程中 为方便农业机械在棚内的操作 普遍将肩高 提升到 1 8 m 或更高 导致大棚顶高不够 拱面较 平 积雪不易滑落 为降低成本 降低了钢管的粗度和壁厚 原本 要求粗度 25 mm 的钢管降低为 20 mm 或部分采 用 20 mm 的 如纵拉杆 将壁厚 1 5 mm 的降低为 1 2 mm 也有的在大棚结构上进行了简化 减少了 纵拉杆数量 舍弃了斜支撑 V 字支撑 立柱等 建造过程中 为降低成本 节约时间 拱杆和纵 拉杆 斜支撑间 没有按照规定使用 U 型卡扣 而 改用压顶簧 压顶簧连接不如卡扣牢固 在大棚受 压时易出现滑动 从而降低大棚荷载 拱杆和卡槽 间没有使用三件套 而改用自攻钉 使用自攻钉会 在拱杆上留下孔眼 从而降低拱杆强度 而且易生 锈 实际调研中发现 很多大棚垮塌就是拱杆从自 攻钉孔眼处折断造成的 2 4 部分大棚设施老化 一般大棚使用年限为10年左右 但生产上部 分大棚使用年限超过设计寿命 造成大棚钢管生 2024 23 44 锈 强度下降 钢管变形 拱面不平 雪压时受力不 均匀 增加垮塌风险 2 5 安全意识不到位 人手不足 划膜不及时 近几年都是暖冬 农户对冰雪灾害的防范意识 不强 在大棚垮塌前没能及时割膜保棚 部分基地 由于大棚数量多 人手不够 扫雪除雪和划膜工作 不及时 存在侥幸心理 或因大棚内种植有蔬菜或 正在育苗 无法破膜 暴雪强度大 超越了人工干预 的程度 有些大棚即使划破棚膜 但由于冰雪冻在 棚膜上 效果不明显 3 单拱钢骨架塑料大棚建设指南 针对本轮冻雨冰雪灾害对湖北省大棚等设施 造成的严重损失 为对灾后大棚恢复重建和新建大 棚提供科学依据 笔者组织相关领域专家进行广泛 调研 查阅相关资料 并广泛听取大棚生产厂家和 大棚蔬菜生产者的意见和建议 研究并拟定了 单 拱钢骨架塑料大棚建设指南 供省内蔬菜生产基 地和经营主体参考 4 3 1 规格参数 单拱钢骨架熟料大棚跨度8 m 顶高3 4 3 6 m 肩高1 8 2 0 m 拱杆间距不大于0 7 m 每个大棚配置 5条纵向拉杆和4条卡槽 两侧各安装卷膜机构1套 包括卷膜器 卷膜杆和压膜卡 棚外两侧安装地锚 将 压膜线固定在地锚上 棚内间隔4 0 m左右安装1条 横向拉杆和 V 字支撑 棚头设置4根斜拉撑 3 2 承载能力 大棚结构承载能力参考 GB T 51183 2016 农 业温室结构荷载规范 5 基本雪压取湖北省各地重 现期 20 年的最大值 除巴东县绿葱坡镇外 基本 风压取湖北省各地重现期20 年的最大值 除巴东 县外 基本雪压不低于0 44 kN m 2 基本风压不低 于 0 48 kN m 2 作物荷载不低于 0 15 kN m 2 永久荷 载不低于0 05 kN m 2 6 3 3 材料质量要求 钢骨架材料外径32mm 管壁厚1 7mm或2 0mm 采用热镀锌方式 镀锌层用料不低于 275 g m 2 表 面应镀锌均匀 平整 无裂缝或机械损伤 8 m宽单 拱大棚的拱杆长6 6 m 卡槽 卡槽连接件和卡槽固 定器采用热镀锌钢板或铝合金材料 冷弯成型 厚 度应大于0 7 mm 棚膜应采用长寿无滴膜 厚度应 不小于0 08 mm 防虫网应选用高密度聚乙烯材质 密度为40 60目 压膜线选用抗老化PE材料 尼龙 材料等 3 4 安装和建设要求 大棚布局 大棚以南北走向为宜 相邻大棚 间距1 5 1 8 m 安装拱杆 大棚拱杆长 6 6 m 间距不大于 0 7 m 插入土中深度0 4 0 5 m 安装纵向拉杆 每个大棚设置 5 条纵向拉 杆 顶部 1 条 安装在拱杆套管下方 两侧各 2 条 分别距离地面 0 1 m 和 1 8 m 纵向拉杆与棚头拱 杆用包箍连接 与中间部分拱杆采用 U 型锁扣或 压顶簧连接 其中 U 型锁扣不少于50 大棚结构调整 建造过程中 边安装边调整 使每排拱杆在地面的垂直投影呈直线且相互平行 安装水平拉杆和 V 字支撑 棚内每隔 4 m 左右安装1 根水平拉杆 水平拉杆上安装 2 根斜支 撑 呈 V 字形 安装斜拉撑 每个大棚设置 4 根斜拉撑 安 装于靠近大棚两个棚头的两侧 斜拉撑上端采用包 箍与端面拱杆固定 下端插入地下0 5 m 其他部分 与拱杆交叉处采用 U 型卡固定在拱杆上 大棚长 度超过50 m 的 在大棚中部的两个侧面分别再安 装2根斜拉撑 安装棚头立柱 大棚两端各设置棚头立柱6 蔬菜基地大棚大面积垮塌 枝江市 2024年3月6日 大棚上扫下来的积雪 湖北省农业科学院 2024年2月23日 2024 23 45 根 插入土中深度应不小于0 5 m 浇筑混凝土基础 长41 5 m的标准大棚浇筑 6个混凝土基础 基础的长 宽 深分别为0 3 0 3 和 0 5 m 分别位于棚头的两个拱杆和两侧中间的拱 杆下方 长度超过 50 m 的大棚 每隔 20 m 每侧增 加1个混凝土基础 安装防虫网 棚膜和卷膜机构 要求防虫网 40 60 目 固定在两侧的两条卡槽间 棚膜选用厚 度不低于 0 08 mm的长寿无滴膜 牵平 拉紧 两侧 在上面1条卡槽处用卡簧固定 棚膜下沿用压膜卡 固定在卷膜杆上 在卷膜杆一端安装卷膜器 在下 面的卡槽和地面间安装裙膜 裙膜下沿压在土中 安装棚门组合等 棚门长宽均为 2 m 双扇 吊轨推拉门 大棚两侧每隔 4 m 左右埋设 1 个地 锚 地锚间用压膜线连接 压膜线应拉紧 系牢 长 度超过50 m的大棚 可在大棚中部安装2台循环 风机 安装高度2 5 m左右 4 大棚日常养护 大棚设计寿命为10年 日常使用中 及时对大 棚出现的问题进行维修 注意避免损坏棚膜 如有破 损应及时修补 零部件如有缺失 及时补充和修理 钢管 卡槽 连接件等出现锈蚀时 及时更换或补刷 防锈漆 压膜线断裂或变松时 及时更换或加固 5 自然灾害应对 在冻雨冰雪灾害或大风天气来临前 及时检修 加固大棚 可减少不利气候对大棚的破坏 降低大 棚垮塌的可能性 5 1 冻雨冰雪灾害 灾害发生前 及时检修加固大棚 在棚内增设 加密 立柱 加固棚架 防止棚室坍塌 及时修补棚 膜漏洞 拉好大棚压膜线 确保棚膜覆盖严实 以防 透风 灌雪 必要时可更换或加固松动的卡槽 生锈 的卡簧等 降雪后 视雪情及早组织人力扫雪 铲 雪 及时清除积雪 特别要注意夜间气温低 降雪极 易堆积 应加强夜间突降大雪的防护 如遇冻雨难 以除雪 大棚面临垮塌的情况下 可采取 割膜保棚 架 方式减少损失 注意在园作物的保温防冻 可在 大棚北边增设挡风屏障 大棚内铺设地膜 架设小 拱棚 小拱棚上可覆盖一层草包或棉被保温 加盖 一层薄膜 使棚内温度提高2 3 对于正处于育苗 前期的茄果类秧苗 可采取电热线加温 或采用白 炽灯 专用补光灯进行补光增温 如选用 100 W 白 炽灯 每20 m 2 悬挂1个 离苗0 4 m高 等措施 防 止幼苗冻害或徒长 注意用火用电安全 低温期严 禁浇水 以免加重冷害 冻害 雨雪来临前 及时清 理棚膜上的雾滴 灰尘 保证棚膜的透光性 必要时 用植物生长灯 LED灯 碘钨灯 钠灯等补光 5 2 大风灾害 大风暴雨天气来临前 及时检查加固大棚 确 保棚膜覆盖严实 以防透风 压膜线应拉紧 系牢 如有磨损及时更换 参考文献 1 刘莉 杜铮 郭翔 等 湖北省蔬菜机械发展现状及应对策 略探析 J 长江蔬菜 2021 7 1 4 2 王宇航 李迪 谭启玲 等 湖北省设施蔬菜种植现状及建 议 J 湖北农业科学 2023 62 9 81 87 3 黎兰献 余科秀 辛复林 等 武汉地区 GP C825 型农用单 栋钢架大棚的建造要点 J 长江蔬菜 2011 20 22 23 4 李劲松 曹兵 杨小锋 等 海南西瓜甜瓜设施栽培棚型分 析 J 中国瓜菜 2007 3 30 32 5 GB T 51183 2016 农业温室结构荷载规范 S 6 龚伟 刘建 杨小锋 等 海南温室大棚结构设计基本风压 取值的研究 J 农业工程技术 温室园艺 2017 37 34 44 51 自攻钉处生锈及折断 枝江市 2024年3月6日 U 型锁扣 压顶簧和三件套 2024 23 46