景電高揚程灌區(qū)次生鹽堿地危害與治理建議

梁彥信

（甘肅省白銀市景泰縣水務(wù)局，730400，景泰）

景電高揚程灌區(qū)次生鹽堿地危害與治理建議

梁彥信

（甘肅省白銀市景泰縣水務(wù)局，730400，景泰）

通過分析甘肅省景電灌區(qū)次生鹽漬地的分布、形成原因及對景電工程灌溉效益和區(qū)內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的不利影響，探討治理鹽堿地的主要措施，得出景電灌區(qū)要以水利工程措施為基礎(chǔ)，以堅持全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、標(biāo)本兼治、綜合治理為指導(dǎo)思想，從全局和系統(tǒng)的觀點出發(fā)，采用綜合措施（包括工程與非工程措施）興建排水系統(tǒng)，使工程建設(shè)優(yōu)化配置、高效利用和有效管理密切結(jié)合。

高揚程灌溉；次生鹽堿地；危害治理；工程措施

一、景泰縣鹽堿地現(xiàn)狀

景泰縣位于甘肅省中部，地處黃土高原與騰格里沙漠過渡地帶，是我國黃河中上游重要的高揚程灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。由于地下水水位不斷抬升，治理資金嚴(yán)重匱乏，土壤鹽堿化正在吞噬灌區(qū)的大片良田沃土。1990年鹽堿地普查，全縣鹽堿地為4.7673萬畝（1畝=1/15 hm2，下同），1998年為8萬畝，2000年為13萬畝，因灌溉回歸水匯集致使灌區(qū)地下水水位持續(xù)抬升，重度鹽堿化土地以每年約6 000畝的速度不斷蔓延擴大，且蔓延的速率有逐年加快的趨勢。截至2014年，全縣受鹽堿化影響耕地面積達(dá)27萬畝，占總水澆地面積的 42.19%，其中：含鹽量在0.25%～0.45%的輕度鹽堿地面積 4.2萬畝，占 16%；含鹽量在 0.45%～0.75%的中度鹽堿地 7萬畝，占26%；含鹽量在0.75%～1.5%的重度鹽堿地9.5萬畝，占35%；含鹽量在1.5%以上的因鹽堿化而被迫棄耕撂荒3年以上的鹽堿地6.3萬畝，占23%。鹽堿耕地中、重度和棄耕撂荒地面積占比最大達(dá)84%，且全部為次生鹽漬化土地。

二、鹽堿地分布及形成原因

景泰縣次生鹽漬地主要分布在景電一、二期灌區(qū)及五佛自流灌區(qū)，形成鹽堿化的主要原因：一是地形地質(zhì)條件的限制，景電一期灌區(qū)地處狹長封閉盆地內(nèi)，土壤為灰鈣石，土層在2～8 m之間，土層下面為第四紀(jì)沉積砂層及碎石，厚度1～4 m，再下面為第三紀(jì)紅砂礫巖，結(jié)構(gòu)密實，不透水層厚度達(dá)50～500 m。二是無排水系統(tǒng)，灌區(qū)既無天然排水溝道，又無工程排水設(shè)施，有灌無排是導(dǎo)致地下水水位升高的主要原因。據(jù)勘查，草窩灘盆地在上水前并無地下水存在，自1974年景電一期提灌工程上水后，由于灌溉回歸水的大量入滲，灌區(qū)內(nèi)草窩灘盆地東南部、白墩子盆地中部潛水埋深變淺，從1980—1985年草窩灘盆地地下水水位上升了5.8 m，平均每年上升1.16 m；景電灌區(qū)（景泰縣受益范圍）年提黃河水量 28 581.12萬 m3，年降水、灌溉、渠系和徑流入滲量5 926.70萬m3；年蒸發(fā)消耗量1 193.74萬m3，年排泄出水量1 230.84萬 m3，地下水年均衡結(jié)果＋3 492.12萬m3。因地下水排泄量遠(yuǎn)小于其綜合入滲補給量，加之有灌無排、灌排失調(diào)，致使地下水水位急劇上升達(dá)到或超過潛水蒸發(fā)臨界埋深（2.15 m），強烈的蒸發(fā)使地下水中的鹽分通過土層中的毛細(xì)管道聚集于土壤表層，形成次生鹽漬土。三是土壤因素，按照現(xiàn)代土壤物理學(xué)理論，內(nèi)陸土壤鹽堿地的成因是含有鹽分的土壤母質(zhì)風(fēng)化后產(chǎn)生鹽分，隨地下水水位升高，經(jīng)土壤毛管蒸發(fā)后積集于表土層的結(jié)果。景泰地區(qū)屬荒漠灰鈣土，土壤中不同程度含有鹽分，在 0～30 cm 的土層中含鹽量為0.272%～1.3%,土壤中的鹽分是由巖石風(fēng)化過程產(chǎn)生，各種巖石風(fēng)化都會形成一種可溶性鹽，含鹽量高達(dá)1.53%～2.85%，因此，土地排水不暢是最常見的土壤鹽堿化次生災(zāi)害。四是氣候因素，景泰地區(qū)屬大陸性干旱氣候，年蒸發(fā)量高達(dá)3 338 mm，為年均降水量185 mm的18倍，強烈的蒸發(fā)作用使土壤中鹽分隨水分通過土壤毛細(xì)管上升集結(jié)，水分不斷蒸發(fā)，鹽分卻積存在地表，危害農(nóng)作物生長。

三、鹽堿地造成的危害

景電灌區(qū)自然條件優(yōu)越，地理位置獨特，灌溉保證率高，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平高，社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，是國家重要的商品糧基地和景泰縣發(fā)展特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要基地。但由于多年來景電一、二期灌區(qū)灌溉回歸水的匯聚及自身排水工程不配套，使得地下水水位急劇上升，水文地質(zhì)條件重新轉(zhuǎn)換，次生鹽漬地面積不斷擴大，由原來的1 900畝增長至 3.3萬畝，到2005年擴大為12.25萬畝，而且這種蔓延趨勢還在不斷加劇。據(jù)有關(guān)研究及水鹽動態(tài)觀測預(yù)報表明，若不采取排水措施，地下水水位將以平均每年0.26 m的速度上升，景電一期灌區(qū)可能在上水灌溉50年內(nèi)全面發(fā)生次生鹽漬化。

次生鹽漬地的產(chǎn)生不但降低了景電工程效益，而且嚴(yán)重影響了區(qū)內(nèi)經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展。地下水水位上升引起鹽漬化甚至沼澤化，導(dǎo)致這些地區(qū)不少農(nóng)戶房屋墻體開裂或地基下沉，撂荒棄耕面積不斷增加，使他們“有地不能種，有房不敢住”，缺乏基本的生產(chǎn)生活條件。

四、鹽堿地治理措施

1.生物治堿

種植枸杞是景泰生物治堿、增加農(nóng)民收入的有效途徑。灌區(qū)鹽堿化程度較輕的鄉(xiāng)鎮(zhèn)都大面積種植枸杞，在糧食作物難以生長的環(huán)境里，保障了農(nóng)民的土地收入。

2.化學(xué)治堿

通過在鹽堿地上噴施化學(xué)改良劑及撒石膏粉等方法改良鹽堿土，使部分鹽堿化程度較輕的耕地恢復(fù)生產(chǎn)能力。但這些方法對重度鹽堿化的土地改良效果不明顯，且所需成本較大，無法大面積推廣。

3.工程治堿

鹽堿地綜合治理先要正確處理好水利工程措施與綜合措施的關(guān)系，國內(nèi)外的經(jīng)驗證明，治理鹽堿地必須采取綜合措施進(jìn)行綜合治理，主要有工程治堿、生物治堿和化學(xué)治堿等措施。但是水利工程措施是先導(dǎo)、是基礎(chǔ)，因為“鹽隨水來，鹽隨水去”，沒有水字當(dāng)頭，其他措施也收效甚微且難以鞏固，興建排水系統(tǒng)是綜合治理措施中的關(guān)鍵所在，也是綜合治理鹽堿地的前提，因此，景電灌區(qū)治理鹽堿地采取的措施是以水利工程措施為基礎(chǔ)。土壤鹽漬化的預(yù)防和治理是項復(fù)雜且綜合性很強的工作，要因地制宜，貫徹“預(yù)防和治理相結(jié)合、改良與利用相結(jié)合、多種措施相結(jié)合”的方針。主要的工程措施有：

①運用暗管排水降低潛水位，其優(yōu)點是可以減少清淤工程量，不占地面積；缺點是工程造價高，暗管容易被泥沙淤積堵塞，施工維修難度大，管理困難。

②建設(shè)開挖機電淺井破壞隔水層，由于下伏隔水層影響形成的鹽漬土要用開挖淺井的方法破壞隔水層來治理，淺井深度以挖穿隔土層至0.5 m為宜，然后回填碎石至隔水層以上0.3 m左右，最后再用表土回填至地面即可，井距、井深以30 m為宜，呈梅花狀布井。但這種方法對重度鹽堿化且不透水層厚的廣闊土地改良效果不明顯，不但排水降幅控制范圍小、效果差，而且影響農(nóng)田機械耕作，工程所需建設(shè)及后期運行成本巨大，無法大面積推廣。

③明溝排水，其優(yōu)點是管理維修方便，缺點是每年要進(jìn)行清淤，占地面積多，田間建筑物多，是目前大田主要的排水形式。由于鹽堿地發(fā)生的原因主要是地下水水位升高造成的，開抗排水溝時，由于水位高，遇到部分地段有淤泥、流沙，將給施工造成一定困難。所以采取打木樁或水泥樁，干砌、漿砌塊石擋土墻的辦法，以固定渠形。邊坡兩側(cè)也可種植柳樹、紅柳固定渠堤。景泰縣在治堿措施上以工程措施為主，修建各級排水渠道，達(dá)到治理目的。

由于景電一期灌區(qū)草窩灘盆地四周被低山丘陵環(huán)繞封閉，第三紀(jì)紅砂礫巖結(jié)構(gòu)密實，不透水層厚度深，所處地質(zhì)地形條件特殊，在灌區(qū)東北部地勢平緩，缺乏天然排水通道，僅在盆地東南處有一狹窄的地下水出流斷面，水力坡度小，出流很弱，土壤因地下水水位上升極易鹽堿化。為降低地下水水位，建設(shè)排水治堿工程首先必須打通盆地低山、丘陵環(huán)繞封閉不透水層，在盆地東北開鑿主干排水隧洞并進(jìn)行永久性澆筑襯砌，開辟新的排水通道成為該區(qū)治理鹽堿地的控制性咽喉工程。

在此基礎(chǔ)上灌區(qū)內(nèi)布設(shè)開挖干、支明渠排水溝，具體要求：干、支排水為明渠排水，縱坡根據(jù)各排水區(qū)因地制宜，但不能小于 1/1000，橫斷面設(shè)計根據(jù)土壤地質(zhì)條件要求不滑坡，邊坡穩(wěn)定，便于清淤。黏土層邊坡系數(shù)一般在1∶1，砂壤土層邊坡系數(shù)為1∶1.2～1∶1.5，干排渠底寬1.5 m，支排渠底寬1 m，土方堆放距開挖線15 m，支排位置選在控制面積大的最低洼處，以便地下水匯集排出，斗排選在兩灌溉斗渠的中間，不影響田間灌溉系統(tǒng)的布置，農(nóng)排間距200～300 m，設(shè)計干排水面比支排水面低0.2 m，支排比斗排水面低0.2 m，斗排水面比農(nóng)排水面低0.2 m，農(nóng)排最低深度1.9 m、斗排2.1 m、支排2.8 m、干排4 m不等。灌水沖洗方面，當(dāng)?shù)叵滤唤档秃髮壐}堿地進(jìn)行深翻、暴曬、灌區(qū)淋鹽，畝灌水400～500 m3（7月份一次，冬灌一次），第一年種耐堿作物土大麥，三年達(dá)到初治和高治。

利用排水工程降低地下水水位，排除土壤及地下水中的鹽分，同時控制地下水水位，不使土壤返堿，因地制宜采取綜合措施，分步驟、有計劃地進(jìn)行治理，以保證排水通暢，遏制鹽堿化進(jìn)一步加劇的勢頭。這一治理措施在草窩灘盆地、馬鞍山等地的工程應(yīng)用中已收到明顯的效果，被多年實踐證明是適應(yīng)于本地區(qū)治理土壤次生鹽漬化的一個費省效宏的實用技術(shù)。

五、鹽堿地治理中存在的主要困難和問題

一是沒有專項治理資金。因經(jīng)費不足、施工難度大，即使工程規(guī)劃到位也因無法建設(shè)而正常發(fā)揮效益，而且排水工程運行期間，排水渠清淤比開挖更困難，每年都需要大量資金來維持運行，目前鹽堿區(qū)因此仍在遭受鹽堿化的侵蝕。二是缺乏綜合治理鹽堿地技術(shù)支撐。沒有治理鹽堿地整體規(guī)劃，即使已經(jīng)建設(shè)的治理鹽堿地工程，也僅限于局部排水治堿的簡單功能及種植枸杞和壓沙治堿的技術(shù)層面上，對于國家和國際上的新技術(shù)還不甚了解，這也嚴(yán)重制約著景泰縣鹽堿地治理工作，使鹽堿地面積繼續(xù)擴大。三是灌溉部門只進(jìn)行灌區(qū)灌溉而忽視灌區(qū)排水，形成對灌排系統(tǒng)的人為割裂，在一定程度上加劇了灌區(qū)次生鹽漬化趨勢。四是缺少專門管理機構(gòu)。建立管理機構(gòu)在排水工程和灌溉工程中同等重要，要有專門的機構(gòu)對鹽堿地治理工程進(jìn)行管理，采取定期檢查、維護等，才能保證工程正常運行。

六、推進(jìn)鹽堿地治理的幾點建議

一是提高認(rèn)識，強化領(lǐng)導(dǎo)，以推動鹽堿地治理開發(fā)工作。二是項目扶持，爭取中央和省級的項目資金扶持，將景電灌區(qū)列為鹽堿地治理試點縣。三是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，應(yīng)把鹽堿地開發(fā)治理工作納入全縣重點工作，當(dāng)作一種產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。四是在調(diào)查摸底的基礎(chǔ)上聘請專業(yè)隊伍制定全縣鹽堿地開發(fā)治理總體規(guī)劃，堅持因地制宜，鼓勵廣泛探索新工藝、新技術(shù)，為全縣鹽堿地治理提供強有力的技術(shù)支撐。五是改革不合理的灌溉制度，實行計劃用水、合理用水，采用襯砌渠道、管道灌溉和噴灌、小洼灌溉。

下一步，景泰縣治理鹽堿地的指導(dǎo)思想是堅持“全面規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，標(biāo)本兼治，綜合治理”的方針，采用綜合措施（包括工程與非工程措施），使工程建設(shè)優(yōu)化配置、高效利用和有效管理密切結(jié)合，積極實踐探索，走出一條適合景電高揚程灌區(qū)鹽堿地治理與防治的新路。

[1]景泰縣水利電力局.景泰縣鹽堿地普查報告[R].1990.

[2]景泰縣農(nóng)技中心.景泰縣鹽堿地情況的調(diào)查報告[R].2011.

[3]景泰縣水利電力局.景泰縣治理鹽堿中低產(chǎn)田規(guī)劃報告 [R].1990.

責(zé)任編輯 安天杭

Harm of secondary salinization land and control measures in Jingdian high-lift irrigation district

Liang Yanxin

Key measures for restoration of secondary salinization land in Jingdian irrigation district of Gansu Province are discussed,on the basis of examination of distribution and formation of salinization and its negative impact on benefit generation and health development of local economy.Suggestions are made accordingly,with emphasis on integration of structural and non-structural measures,construction of drainage system,as well as optimization of water structure layout and improve efficiency of water use and management,under the principle of comprehensive planning, balanced development,highlighting integrated approach for solving all kinds of water problems.

high-lift irrigation;secondary salinization land;damage and control;engineering measures

S156.4

B

1000-1123（2016）07-0055-03

2015-09-15

梁彥信，高級工程師。