对灌区水盐平衡和控制土壤盐渍化的认识

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1、对灌区水盐平衡和控制土壤盐渍化的认识

2、第1　灌溉渠系和田间灌水的渗漏，引起地下水位的上升。地下水通过蒸发自土壤表层而散失，地下水和土壤中的盐分将留在土壤中。在地下水位上升和盐分积累到一定程度后，将导致土壤的沼泽化和盐渍化。历史上，土壤盐碱化问题没有解决，导致了底格里斯和幼发拉底河美索不达米亚古老文明的消亡。当前灌区的土壤盐渍化仍然是一个世界性的问题。部分国家灌溉土地盐碱化情况如表１所示。从中亚咸海地区的破坏可以看到世界上最严重的盐碱问题。几十年前，前苏联作出目标宏伟的决策，以牺牲世界上第四大湖——咸海为代价，将中亚的荒漠变为效益显著的产棉区。他们从该

3、地区两条主要河流——阿木达利亚河和希尔河大量引水，供给不断扩大的灌溉面积，目前这里的灌溉面积已达到８００万ｈｍ２。自１９６０年以来，咸海的水已减少了２／３，当地的渔业经济遭到破坏，癌症、呼吸器官疾病以及其他疾病的高发病率困扰着当地人。虽然通过修建完善的水平或竖井排水系统可以降低地下水位，避免土壤根层和灌溉土地面积上积盐，但需要有较大的投资。大部分灌区由于排水中所带走的盐分小于自灌渠引进的盐分，灌区所控制范围仍将处于积盐状态。灌溉水所带来的盐分，一部分将随灌溉水的渗漏进入深层，导致土壤和地下水含水层矿化度的增加，一部分将被地下水输送至灌区内的洼地、非耕

4、地和荒地，使盐分在这些地区聚积，对灌区土地的进一步开发利用造成困难。为将灌区的排水排出区外，需要有一定的排水出路，在以河流、湖泊等水体为容泄区的情况下，高矿化度和含有一定有毒物质的排水，将导致水环境的恶化，给野生动物、甚至人类的健康造成不利的影响，也威胁着灌区的持续发展。为了解决灌区的盐渍化问题需要进行灌区的水盐平衡分析，并在此基础上研究防治土壤盐渍化措施。为了避免灌区对周边和下游地区生态环境造成不利的影响，还必须妥善解决灌区盐分的排除和处理问题。一、灌区水盐平衡问题１．灌区控制范围的水盐平衡（１）灌区总盐量的平衡分析以灌区灌溉用水所带入灌区的总盐量

5、Ｓｉ与排出总盐量Ｓｏ的差值为正值还是负值来判别灌区处于积盐或脱盐。其计算式为：ΔＳ＝Ｓｉ－Ｓｏ式中：Ｓｉ＝ＶｉＣｉＳｏ＝Ｓｄ＋Ｓｐ＝ＶｄＣｄ＋ＡｃＳｃ＋ＡｎＳｎＶｉ为引入灌区的总灌溉水量；Ｃｉ为灌溉水的平均浓度，单位为ｇ／Ｌ或ｋｇ／ｍ３；Ｖｄ为灌区排出的总水量；Ｃｄ为排水的平均浓度；Ａｃ，Ａｎ为耕地和非耕地面积；Ｓｐ为植物吸收的盐量；Ｓｄ为排水系统排出的盐量；Ｓｃ，Ｓｎ为单位面积耕地和非耕地的植物吸盐量，单位为ｋｇ／亩。由于植物吸盐量很少，一般可以忽略不计。在这种情况下盐平衡方程式可以写成：ΔＳ＝ＶｉＣｉ－ＶｄＣｄ为了保持灌区控制范围内不积盐，ΔＳ＝

6、０，则要排出的水量与引入灌溉水量的比值应满足：Ｖｄ／Ｖｉ＝Ｃｉ／Ｃｄ单纯以控制区范围内总体盐均衡评价灌区是否积盐是不合理的。这种不合理性可以从地下水为淡水的新灌区水盐均衡中明显看出。在河水的矿化度和地下水的矿化度均为０．５ｇ／Ｌ时，达到灌区范围内不积盐，需要的排水量和引入灌水量的比值应为１∶１，这显然是不合理的，也是不可能做到的。内蒙古河套灌区灌溉水矿化度约为０．５０ｇ／Ｌ，地下水排水的矿化度为２．７６３ｇ／Ｌ，保持灌区盐分平衡要求的排引比为０．５／２．７６３＝０．１８。在年引水５０亿ｍ３时，为了保持灌区控制面积不积盐，年排水量应为９亿ｍ３。（２）灌

7、区控制范围有害盐量的平衡灌溉水和排水中的盐分并不全是有害的，因此在水盐平衡中应对灌区控制面积和灌溉面积的有害盐分进行平衡分析。现以内蒙古河套灌区为例，根据《河套农业综合开发规划》资料，石嘴山水文站１９６０～１９７１年测定黄河水含盐量为０．３４ｇ／Ｌ，盐分组成如表２。从表２可以看出黄河水中无害盐分Ｃａ（ＨＣＯ３）２占总盐量的５０％，有害盐分仅占５０％。根据“内蒙古巴彦淖尔盟河套平原土壤盐渍化水文地质条件及其改良途径研究”（１９８２年９月）资料，地下水的矿化度小于１ｇ／Ｌ时，离子成分以ＨＣＯ３、ＳＯ４－Ｎ（Ｎａ，Ｍｇ）或ＨＣＯ３、Ｃｌ－Ｎ（Ｎａ，Ｍｇ）为

8、主；矿化度为１～２ｇ／Ｌ时，以Ｃｌ、ＳＯ４或Ｃｌ、ＨＣＯ３－Ｎａ为主；矿化度大于２ｇ／Ｌ时，以Ｃｌ－Ｎａ（Ｍｇ）或Ｃｌ、ＳＯ４－Ｎａ（Ｍｇ）为主，ＨＣＯ３－Ｃａ含量很低。ＨＣＯ３含量在１０ｍｇｅｑ／Ｌ，Ｃａ含量在５ｍｇｅｑ／Ｌ时基本饱和，不随矿化度的增大而增加，而Ｎａ、Ｃｌ等离子则随矿化度的增高而直线上升，因此高矿化度的地下水均以Ｃｌ－Ｎａ为主。在地下水的矿化度为３～４ｇ／Ｌ甚至更高时，含Ｃｌ－Ｎａ的有害盐分占离子总量的９０％以上。在水盐平衡计算中应区分有害和无害盐分，并对有害盐分进行平衡分析。