李秀榮
(牡丹江市水利設(shè)計(jì)院,黑龍江牡丹江 157000)
排水措施不僅可以降低地下水位,防止鹽分回升,同時(shí)也可以排走含鹽的地下水,改變地區(qū)水鹽平衡狀態(tài),使地下水逐年淡化,達(dá)到根本改良土壤的目的。當(dāng)?shù)叵滤院螅m有較高的地下水位(超過(guò)臨界水深)也不會(huì)有大量鹽分向上輸送,地下水不但不致危害作物的生長(zhǎng),反而可為作物吸收利用。
按照土壤容許含鹽量0.2% ~0.3%、含氮量0.01% ~0.02%的標(biāo)準(zhǔn),如土壤含水量為20% ~30%,則土壤含鹽溶液濃度可在10 g,土壤溶液氮根含量可在0.5~1 g/L左右。當(dāng)?shù)叵滤V化度淡化至上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí),一般來(lái)說(shuō)作物應(yīng)該能夠正常生長(zhǎng)。但由于蒸發(fā)作用,地下水不斷向上輸送,表層鹽分的增加會(huì)很快超過(guò)容許含鹽量。所以實(shí)際上允許的地下水礦化度應(yīng)遠(yuǎn)較以上土壤溶液濃度低,一般在1~3 g/L。
淡化地下水層深度必須能保證深層鹽分不向地下水表層擴(kuò)散;同時(shí),也要求淡化了地下水(在一定時(shí)期內(nèi))能夠供給作物利用,而不致使深層含鹽地下水回升。
在有排水系統(tǒng)的條件下,渠道的滲漏水對(duì)土壤和地下水的淡化起著很大的作用。渠道滲漏水的淡化作用與渠道和排水溝的布置方式有關(guān)。在灌溉渠道與排水溝相間布置時(shí),渠道滲漏的淡水不斷流向排水溝,含鹽地下水在淡水的擠壓下將不斷地自排水溝排走,地下水則自渠底向排水溝方向逐漸淡化。如果灌溉渠道與排水溝布置成相鄰位置,則渠道中的滲漏淡水立即自排水溝排走。在這種情況下,對(duì)地下水的淡化作用僅限于排水溝附近地區(qū),而且還容易引起排水溝的坍坡現(xiàn)象。所以在鹽堿土地區(qū)當(dāng)條件許可時(shí),灌排渠道應(yīng)盡可能采用相同的布置方式。詳見(jiàn)圖1。
在有排水溝的情況下,沖洗、灌溉、降雨等對(duì)土壤和地下水的淡化也都有顯著作用。但其淡化過(guò)程與渠道滲漏時(shí)的淡化過(guò)程不同。一般是越靠近排水溝處,土壤和地下水淡化得越快;排水溝中間部分,要待沖洗和灌溉淡水累積后,地下水才逐漸淡化。圖2中舉出了部分地區(qū)沖洗資料,說(shuō)明在有排水溝的情況下沖洗對(duì)土壤的淡化作用。從圖中可以看出,在距離排水溝20 cm處土壤淡化可深到2.0 m,而在75 m距離處,淡化土層僅深40 cm。
必須指出,欲保證地下水逐漸淡化,灌溉、沖洗和降雨等對(duì)地下水的補(bǔ)給總量必須大于地下水蒸發(fā)量。因此,也有人主張有意識(shí)地加大灌溉和沖洗定額,或修筑田埂截留雨水,以促成地下水的淡化。但在這種情況下,必須具有良好而通暢的排水系統(tǒng),才不致引起地下水上升。
土壤和地下水淡化過(guò)程是指在有排水溝的情況下而言。如果在灌區(qū)內(nèi)部沒(méi)有排水系統(tǒng),在灌區(qū)附近也缺乏可用作排水的河流或溝道時(shí),則地下水淡化效果就比較差。因?yàn)橛汕罎B漏、灌溉及沖洗等所補(bǔ)給地下水的淡水與含鹽地下水銜接后,受到地下水的頂托,淡水的下滲量逐漸減少,因而地下水淡化的范圍就受到限制。在淡化范圍以外,則由于含鹽地下水位的上升,更加劇了土壤的返鹽。因此,在無(wú)排水的情況下,地下水的淡化只能是局部的、暫時(shí)的,土壤和地下水中的鹽分只是在一定地區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行了局部的重新分布,并沒(méi)有得到根本的排除。
圖1 渠道與溝道相鄰布置時(shí)的地下水淡化過(guò)程示意圖
圖2 有排水溝情況下沖洗前后不同位置處土壤脫鹽過(guò)程線
[1]武漢水利電力學(xué)院農(nóng)田水利教研組.農(nóng)田水利學(xué)[M].北京:中國(guó)工業(yè)出版社,1965.
[2]賴民基,方成榮.改良鹽堿地的排水設(shè)施[J].水利學(xué)報(bào),1959(3):53-66.
[3]王文焰,王云濤.鹽堿地豎井排水效率的試驗(yàn)研究[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào),1989,5(4):331-337.