□趙　爽　□張富有　□李炳辰（河南省人民勝利渠管理局）

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淺談人民勝利渠灌區(qū)水鹽動態(tài)觀測

□趙爽□張富有□李炳辰（河南省人民勝利渠管理局）

摘要：人民勝利渠灌區(qū)自開灌之初，對土壤水鹽動態(tài)觀測工作就十分重視，特別是上世紀(jì)60年代灌區(qū)發(fā)生大面積次生鹽堿化之后，該項(xiàng)觀測工作又得到進(jìn)一步加強(qiáng)，從而積累了大量觀測資料。文章通過分析比較灌區(qū)內(nèi)土壤水鹽動態(tài)觀測的目的和方法，以及土壤水鹽動態(tài)觀測對灌區(qū)運(yùn)行發(fā)展的影響，得出進(jìn)一步做好水鹽動態(tài)觀測，進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的水鹽動態(tài)監(jiān)測預(yù)報(bào)對灌區(qū)防治改良土壤次生鹽堿化意義重大。

關(guān)鍵詞：鹽堿化水鹽動態(tài)觀測方法

1　灌區(qū)概況

人民勝利渠灌區(qū)位于河南省北部，總面積1200 km2。受歷代黃河泛濫沉積影響，以古黃河廢堤（古陽堤）為界，在灌區(qū)內(nèi)形成3個主要地貌單元：古陽堤以南為古黃河漫灘區(qū)；古陽堤以北為古黃河背河洼地區(qū)；衛(wèi)河兩側(cè)為衛(wèi)河淤積區(qū)。灌區(qū)土壤以中壤土、輕壤土為主，受歷代黃河沉積泛濫影響，灌區(qū)水文地質(zhì)狀況隨著地貌單元不同而有所差異，古黃河漫灘區(qū)地勢高亢，地下水徑流條件較好，地下水埋深在6 m上下，地下水礦化度一般為1 g/L，土體含鹽量1‰左右；古黃河背河洼地區(qū)，地勢低平，地面水、地下水徑流條件較差，地下水埋深3 m上下，地下水礦化度多位2 g/L，土體含鹽量2‰左右，灌區(qū)歷史上遺留下來的0.68 萬hm2老鹽堿地，大部分在此區(qū)域內(nèi)。灌區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降雨量為620 mm，但隨季節(jié)分配不均，夏秋降雨約占全年降雨量的70%～80%，形成冬春干旱、夏秋多雨，先旱后澇、澇后又旱的氣候特點(diǎn)。因此，灌區(qū)歷來就是旱、澇、堿災(zāi)害并存的地區(qū)。所以對灌區(qū)土壤中水分、鹽分、地下水埋深及其含鹽量的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，掌握土壤中水分鹽分運(yùn)動的規(guī)律，是研究鹽漬土發(fā)生、演變及防治措施的一項(xiàng)重要工作。

2　觀測內(nèi)容

降雨、蒸發(fā)、地形地貌、土壤及水文地質(zhì)等條件，都會對土壤水鹽動態(tài)產(chǎn)生巨大影響。灌區(qū)土壤水鹽動態(tài)的觀測，主要從以下幾個方面進(jìn)行：淺層土壤水在蒸發(fā)過程中鹽分隨著水分在土壤中向上運(yùn)動積累的狀況、不同鹽類與土體的互相作用；水分向土壤滲入過程中的水鹽動態(tài)，豐水期雨水把土中鹽份融化帶走的速度和制訂灌水時間及灌水定額的計(jì)算；土壤季節(jié)性和多年水鹽動態(tài)，雨季前后，春灌、夏灌前后土層中含鹽量、含鹽性質(zhì)及其在剖面中分布的變化，區(qū)域土壤水鹽動態(tài)監(jiān)測。

3　觀測方法

3.1田間定位觀測法

在田間布置定位觀測點(diǎn)，定期采集土壤，進(jìn)行水分鹽分的測定，通過所得資料數(shù)據(jù)分析水鹽變化規(guī)律。由于土壤水鹽動態(tài)的變化是在各種自然因素和人為活動因素綜合影響下形成的，特別是氣候，地下水和灌溉排水，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行為，耕作、施肥等因素對土壤水分鹽分運(yùn)動的影響最大。因此，在對土壤水鹽進(jìn)行動態(tài)觀測的同時，還要觀測氣象因素，尤其是降雨量、地下水水位、地下水礦化度以及鹽分組成的變化，灌溉排水對土壤及地下水水鹽動態(tài)的影響。灌區(qū)土壤鹽分定位觀測點(diǎn)的布設(shè)要有典型性和代表性，既要考慮到灌區(qū)內(nèi)不同土壤、地貌類型，又要考慮針對灌溉排水條件布設(shè)專門的觀測點(diǎn)。一般情況下土壤鹽分重的地區(qū)，布點(diǎn)較密，土壤鹽分輕的地區(qū)，布點(diǎn)較??；地下水位高的地區(qū)比地下水位低的地區(qū)要密。土壤鹽分定位點(diǎn)旁邊均應(yīng)布設(shè)地下水觀測井，以便在進(jìn)行土壤鹽分觀測取樣時，同時能觀測地下水位與水質(zhì)。土壤水分觀測，除部分與土壤鹽分定位點(diǎn)同步觀測外，一般在不同土壤，不同作物種植的地塊上都設(shè)有1～2個觀測點(diǎn)。灌區(qū)內(nèi)主要采用此種觀測方法，此方法可以觀測在自然和人為條件下引起的綜合水鹽動態(tài)變化，而不能研究某一種因素對水鹽動態(tài)的影響，同樣每次取樣也不能在同一位置，且容易產(chǎn)生較大誤差。

3.2滲漏計(jì)觀測

滲漏計(jì)是在模擬田間自然條件下,依靠重力作用或負(fù)壓抽汲采集土柱剖面不同層次的滲漏水,測定目標(biāo)養(yǎng)分離子或污染離子的動態(tài)變化,探明離子的下淋量及其規(guī)律,也可在人為附加條件下,利用土柱不同深度的測孔插入各種傳感器探頭,從而監(jiān)測相關(guān)農(nóng)業(yè)化學(xué)性質(zhì)的動態(tài)變化。滲漏計(jì)是在控制條件下研究作物、水和土壤之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，廣泛用于物質(zhì)在土壤剖面中的遷移及其滲漏損失研究，可用其進(jìn)行土壤水鹽的動態(tài)觀測。通過把地下水控制到不同程度，觀測不同地下水水位下土壤中水分鹽分的動態(tài)信息。對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出各種因素的相互影響關(guān)系。滲漏計(jì)觀測精度較高，它需要完全安裝在盡可能接近自然或田間狀況下的土壤基質(zhì)中收集滲漏液，且盡量模擬作物自然生長的自然條件，對環(huán)境要求較為苛刻。

3.3電模擬法

利用土壤鹽分傳感器（四電極鹽分測定儀）和電阻網(wǎng)絡(luò)模擬顯示不同條件下的土壤水鹽動態(tài)規(guī)律。四電極鹽分測定儀是一種由金屬管、絕緣管、引出導(dǎo)線和4個電極等構(gòu)成的四電極土壤鹽分測定傳感器，其特征在于4個電極在絕緣管的外部均呈環(huán)狀，環(huán)狀電極的導(dǎo)線從絕緣管和金屬管的內(nèi)部引出，并可在絕緣管的內(nèi)部安裝溫敏器件。利用四電極測電阻的原理，它可以快速測量土壤的鹽分和電導(dǎo)率，其測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，且對田間土壤鹽分變化的響應(yīng)速度快，無鹽分累計(jì)誤差，是土壤鹽分含量和電導(dǎo)率測定專用的一種新設(shè)備。由于此方法主要是通過傳感器測量土壤電阻率數(shù)值,再經(jīng)校準(zhǔn)、換算得到表示土壤溶液含鹽量的實(shí)際電導(dǎo)率。所以此方法對觀測人員技術(shù)要求較高。而且在田間土壤電阻率的測量值,除了受土壤含鹽量的影響外,還受土壤鹽分組成、土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、土壤含水量、環(huán)境溫度等因素的影響。需要觀測者通過進(jìn)行校正,消除這些影響。

該項(xiàng)觀測技術(shù)手段自70年代以來也有較快發(fā)展。灌區(qū)利用土壤鹽分傳感器埋設(shè)在土壤中直接測量土壤溶液含鹽量的變化，并且在不同土壤中埋設(shè)儀器，在地表直接測得土壤含鹽量變化，利用計(jì)算機(jī)分析處理數(shù)據(jù)，及時了解土壤水鹽動態(tài)和鹽漬化分布狀況。該項(xiàng)觀測技術(shù)具有測量速度快，便于移動的優(yōu)點(diǎn)。

3.4數(shù)字模擬法

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，灌區(qū)自動化進(jìn)程逐步完善，可以應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)處理所收集的土壤、水文地質(zhì)和氣象等有關(guān)信息數(shù)據(jù)，模擬不同條件下土壤水鹽動態(tài)規(guī)律。數(shù)字化模擬法完全利用計(jì)算機(jī)模擬分析軟件，具有自動化程度高、工作周期短、數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確的特點(diǎn)。此方法對原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求較高。

以上幾種方法各有利弊，在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中可多種方法同時應(yīng)用，相互結(jié)合以提高觀測數(shù)據(jù)的精度。

4　存在問題

人民勝利渠開灌至今已有60多年歷史，年份已久灌區(qū)內(nèi)部分基礎(chǔ)觀測設(shè)施有老化損毀現(xiàn)象。且近年來由于黃河下游水沙條件的改變，灌區(qū)的引水狀況惡化，灌溉面積正在逐年減少，灌區(qū)內(nèi)原有的地下水觀測井、降雨量觀測點(diǎn)數(shù)量也隨之減少。缺乏這些必要的觀測點(diǎn)就意味著沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源，就不能科學(xué)準(zhǔn)確的監(jiān)測和預(yù)報(bào)灌區(qū)水鹽運(yùn)動將有何變化。針對上述問題，灌區(qū)在以后的生產(chǎn)運(yùn)行中首先要加強(qiáng)用水管理，提高灌溉水利用率，另辟途徑尋求更好的引水方式改善引水狀況。同時加大基礎(chǔ)觀測設(shè)施建設(shè)力度，增加地下水觀測井、降雨量觀測點(diǎn)等觀測站的數(shù)量，做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集工作。

5結(jié)語

人民勝利渠灌區(qū)自開灌以來，特別是60年代大規(guī)模發(fā)展渠灌以后，為了防治次生鹽漬化，進(jìn)行旱澇鹽堿的綜合防治，開展了不同條件與各種水利工程、農(nóng)業(yè)作物條件下的土壤水鹽動態(tài)觀測，如渠灌溝排、井灌并排、排咸補(bǔ)淡、咸水灌溉等條件下的水鹽動態(tài)觀測預(yù)報(bào)，且灌區(qū)水鹽動態(tài)觀測工作在防治土壤次生鹽堿化上已經(jīng)取得顯著成績。根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，只有通過長期的、系統(tǒng)的土壤水鹽監(jiān)測，才能了解水鹽動態(tài)的現(xiàn)狀及其運(yùn)動規(guī)律，才能有針對地提前采取有效措施，防范于未然。同時，對已經(jīng)發(fā)生了土壤次生鹽堿化的土地，或是老鹽堿地的改良，也要通過水鹽監(jiān)測工作，在確知地下水埋深、礦化度和土壤含鹽量及其離子組成后，才能選用正確的改良措施。通過土壤水鹽動態(tài)觀測，才能判斷出不同措施的改良效果。水鹽動態(tài)觀測對減少干旱、漬澇及防治土壤次生鹽堿化意義重大，做好土壤水鹽信息觀測，水鹽數(shù)據(jù)動態(tài)分析，積極開展水鹽動態(tài)監(jiān)測預(yù)報(bào)，是今后生產(chǎn)實(shí)踐中的重點(diǎn)。

（責(zé)任編輯：趙鑫）

收稿日期：2015-12-22

中圖分類號：S152. 7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

文章編號：1673-8853（2016）03-0113-02