張明宇 劉峰 王強(qiáng)

摘要：松嫩平原是世界三大蘇打鹽漬土之一，也是目前我國(guó)最大面積的蘇打鹽漬土集中分布地。由于松嫩平原的鹽漬土的存在，不僅大大的影響了吉林省白城地區(qū)的當(dāng)?shù)鼐用裆?，同時(shí)還嚴(yán)重危及了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此整治及改造松嫩平原蘇打鹽堿土勢(shì)在必行。本文就白城地區(qū)荒堿地低產(chǎn)整治，指出暗管改堿的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：白城地區(qū);暗管改堿;關(guān)鍵技術(shù);前景分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190215024

1暗管改堿原理

1.1白城地區(qū)鹽堿地產(chǎn)生的原因

鹽堿地也稱(chēng)為土地鹽漬化，是指土壤層中可溶性鹽含量逐步增加并發(fā)展成鹽漬土的過(guò)程。正常來(lái)講2cm深的土壤層中可溶性鹽的含量超過(guò)0.1%就稱(chēng)這樣的土地為鹽堿地，因?yàn)槿藶橛绊懚斐傻柠}堿土，稱(chēng)為次生鹽漬土。造成鹽堿地主要有2個(gè)原因：地區(qū)年降雨量低，而年蒸發(fā)量明顯高于降雨量， 水分蒸騰導(dǎo)致鹽堿積累增加; 地下水位高，受海洋影響，地下水鹽度高，水中的可溶性鹽通過(guò)毛細(xì)上升快速增長(zhǎng)到地面，從而使其鹽堿化。

1.2暗管改堿原理

鹽堿地的整治與改造不能與水分離，預(yù)防和減少鹽堿地造成的災(zāi)害應(yīng)主要是對(duì)水的控制。為了使土壤不再鹽堿化，要防止地下水位高于臨界水位;通過(guò)對(duì)毛細(xì)上升作用的控制以減少地下水到地面的蒸發(fā)。暗管改堿工程技術(shù)的基本原理是利用水鹽運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通過(guò)水自身運(yùn)動(dòng)的水分重力，使得土壤中的鹽分在水中溶解，然后利用管道排放出去。根據(jù)溶質(zhì)運(yùn)移理論，土壤鹽分遷移主要是通過(guò)對(duì)流和水力彌散作用。土壤中的可溶性鹽一般以一些固體晶體的形成聚集在土壤表面，或者以可溶性鹽溶液的形式存在于土壤水中。在暗管改堿的技術(shù)工程中，最重要的一點(diǎn)是創(chuàng)造條件，使土壤中的鹽通過(guò)水來(lái)，再隨著水而去，這樣將土壤中的各中狀態(tài)的鹽分轉(zhuǎn)化為自由溶液中的鹽分，從而自土壤中排除。通過(guò)在一定深度的土壤下面鋪設(shè)暗管，由于土壤中的水分是要遵循水力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此土壤中的水流向鋪設(shè)的暗管，這樣土壤水中攜帶的鹽分也通過(guò)鋪設(shè)的暗管隨水排出。

1.3暗管改堿的一些輔助措施

在實(shí)際操作過(guò)程中，特別是對(duì)于土壤鹽漬化較嚴(yán)重的地區(qū)，在鋪設(shè)完暗管后，一定要對(duì)其土壤進(jìn)行淋洗，淋洗的方法是對(duì)該鹽堿地自上而下進(jìn)行灌溉，將土壤淺層鹽分送入土壤深層，使土壤中一定深度的鹽含量可以在短時(shí)間內(nèi)降低到作物耐鹽性范圍內(nèi)，使作物能正常生長(zhǎng)。 另外，配套灌溉系統(tǒng)，地表明排系統(tǒng)，深松土地，配合有機(jī)肥施用，種植耐堿作物等其他整治鹽堿地的輔助措施，以便最大程度提高土地生產(chǎn)能力。

2暗管改堿的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

在進(jìn)行暗管改堿鋪設(shè)暗管施工之前，要對(duì)土壤鹽分和礦質(zhì)含量以及土壤結(jié)構(gòu)，滲透性，地下水位等進(jìn)行勘測(cè);再根據(jù)勘察測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行暗管的管路設(shè)計(jì);根據(jù)測(cè)量和設(shè)計(jì)結(jié)果確定田間暗管的鋪設(shè)的間距，鋪設(shè)的長(zhǎng)度和鋪設(shè)的深度，確定暗管的管徑，確定各個(gè)采集井的位置等。通常來(lái)講，為了加強(qiáng)改堿的效果，建設(shè)優(yōu)質(zhì)農(nóng)田，多數(shù)采用直徑為110mm的PVC穿孔波紋管作為暗管，在地表面鋪設(shè)的一級(jí)吸水管的尾端連接農(nóng)級(jí)以上灌排溝渠。另外為了避免土壤中的細(xì)顆粒進(jìn)入暗管導(dǎo)致管道的堵塞，一般都是在暗管的管外包裹300g/m2的土工布，再埋上200mm厚的礫石濾料，以便在防淤泥堵塞的同時(shí)又增加了管道周?chē)寥赖臐B水性。

2.1管道間距的確定

根據(jù)土壤性狀、每日排水量以及根系區(qū)深度等條件來(lái)確定管道間距的。 在實(shí)際工程中，管道間距通?；谕寥罎B透率和農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃來(lái)確定，一般在60～80m范圍內(nèi)，并且每塊地塊設(shè)有2個(gè)以上排水管。

2.2田間管長(zhǎng)度的確定

通常來(lái)講要根據(jù)地塊的長(zhǎng)度來(lái)確定田間管的長(zhǎng)度，并且不需要把田間管一直鋪設(shè)到地頭處。也就是說(shuō)，田間管長(zhǎng)度 = 地塊的長(zhǎng)度+ 暗管伸入排溝的距離- 離地頭距離。在松嫩平原的地塊長(zhǎng)度一般在400～800m范圍內(nèi)，但是由于受到清洗機(jī)具作為能力的限制，通常鋪設(shè)的田間管最長(zhǎng)不超過(guò)320m，因?yàn)槌^(guò)320m清洗機(jī)具就不能夠正常地進(jìn)行日常維護(hù)和清洗工作了。所以需要在田間管每隔300m的地方設(shè)立1個(gè)檢查井。

2.3田間管鋪設(shè)深度的確定

田間管鋪設(shè)深度一般要根據(jù)施工機(jī)械的開(kāi)掘深度來(lái)確定，從目前來(lái)看，我國(guó)的現(xiàn)有施工機(jī)械的開(kāi)掘最大深度為2m，而且在田間管鋪設(shè)時(shí)，存在一定的比降處理，一般為5%～7%，因此在實(shí)際施工操作過(guò)程中，為了充分地考慮改堿的效果，一般把田間管鋪設(shè)深度定位1.5m左右。

2.4設(shè)計(jì)排水能力

鋪設(shè)管路時(shí)，每一根管道的水量不僅和地塊區(qū)域的控制面積有關(guān)，同時(shí)也和地塊的長(zhǎng)度和管道的間距有關(guān)，一般來(lái)講，排水管中的水量為3mm/d。根據(jù)Manning公式田間管排水能力，即Q=38d2.76×I0.5，其中Q為排水量m3 / s; d是管道直徑，m;I是地塊坡度，m/m。此外，由于管道中會(huì)存在泥沙的沉積，因此管道的排水能力一定要充分考慮安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要將管道安全系數(shù)定位75%以上，也就是說(shuō)當(dāng)管道中有1/4被泥沙所淤積，那么就需要進(jìn)行管道清洗了。

3應(yīng)用前景分析

3.1暗管改堿的主要優(yōu)點(diǎn)

為什么叫暗管改堿，是因?yàn)樗菍?duì)照開(kāi)溝排堿而言的，所以它的優(yōu)點(diǎn)也是相對(duì)于開(kāi)溝排堿來(lái)比較的。具體優(yōu)點(diǎn)如下：可以把管道深埋到地下，吸收鹽的速度快，排堿明顯;將管道放在種植層下邊，不浪費(fèi)土地的耕作面積;地面上沒(méi)有開(kāi)溝和管道，不影響正常的農(nóng)業(yè)機(jī)械操作;降低了野外排水溝的數(shù)量，不用額外增加涵洞和橋梁等;對(duì)土壤性質(zhì)較差的土壤，如輕壤土，無(wú)坡面坍塌問(wèn)題;易于維護(hù)，成本低;適合利用大型機(jī)械化進(jìn)行施工。

3.2暗管改堿影響分析

土地的影響是顯著的。暗管對(duì)堿處理技術(shù)取代了明溝，在地下深埋暗管，基本不占用耕地面積，土地流失率很小。與露天開(kāi)明溝相比，它可以節(jié)省約10%的土地。

節(jié)水效果明顯。暗管改堿技術(shù)可以達(dá)到“干灌，澇排，土壤鹽分可調(diào)，地下水位可控”的目標(biāo)。節(jié)水灌溉技術(shù)可以應(yīng)用于鹽堿土壤，克服了目前在鹽堿土改良中淹鹽的方法;應(yīng)用暗管改堿技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)的稻田改為旱作模式。這2個(gè)方面都可以達(dá)到有效節(jié)約用水的目的，特別是對(duì)于我國(guó)東北的白城地區(qū)，節(jié)約用水的前景相當(dāng)可觀。

3.3暗管改堿生態(tài)和社會(huì)效益分析

暗管堿處理技術(shù)對(duì)控制地下水位，改善土壤含鹽量效果十分明顯，可以從根本上控制鹽堿地的含鹽量，解決因鹽堿影響而造成的植被退化問(wèn)題，有利于改變鹽堿地地區(qū)的地表外觀和土壤物理性質(zhì)，從而使該地區(qū)的土壤形狀向良性循環(huán)方面轉(zhuǎn)變。暗管堿處理技術(shù)的有效推廣，可以擴(kuò)大鹽堿地地區(qū)的土地耕作面積，為農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)更好的發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，促進(jìn)當(dāng)?shù)囟嘣?jīng)營(yíng)的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)村制度改革和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展對(duì)提高農(nóng)民收入，擴(kuò)大就業(yè)人口具有重要意義。中國(guó)近期可供農(nóng)業(yè)用途的鹽堿地面積為0.067億hm2，利用潛力巨大，因此合理開(kāi)發(fā)利用鹽堿地資源，對(duì)于增加耕地面積，保障糧食安全具有重要意義。

4結(jié)束語(yǔ)

由于暗管改堿技術(shù)對(duì)控制地下水位效果明顯，因此可以使土壤快速脫鹽，恢復(fù)地力，改善鹽堿地時(shí)間短，效果明顯。 推廣這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)大面積糧食產(chǎn)區(qū)穩(wěn)定增產(chǎn)，農(nóng)民收入不斷增加，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略意義，而且還可以實(shí)現(xiàn)改善和優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，對(duì)我國(guó)的生態(tài)安全具有重要意義。

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