楊志成
(甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心,甘肅 景泰 730400)
我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展速度逐漸加快,必須建設(shè)完善的基礎(chǔ)設(shè)施,促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展,以適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)發(fā)展需求。景電灌區(qū)覆蓋范圍較大,可以為農(nóng)民提供便利的灌溉服務(wù),解決了部分地區(qū)水資源分配不均的問(wèn)題,有助于增強(qiáng)本地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力。然而鹽堿地的存在對(duì)景電灌區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展造成負(fù)面影響,如果未能對(duì)其進(jìn)行有效治理,將會(huì)造成水土資源的浪費(fèi)。強(qiáng)化鹽堿地區(qū)域的治理效果,使其土質(zhì)狀況得到全面改善,有利于創(chuàng)造良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益,落實(shí)可持續(xù)發(fā)展理念要求。不同鹽堿地的誘發(fā)因素存在一定差異性,應(yīng)遵循“實(shí)事求是、因地制宜”的原則,選擇合理的治理及開(kāi)發(fā)利用措施,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的改善。
甘肅省景泰川電力提灌工程是大Ⅱ型高揚(yáng)程電力提灌工程,位于甘肅省蘭州市以北180 km,橫跨甘、蒙兩省(區(qū))的景泰、古浪、民勤、阿拉善左旗4 縣(旗),工程總體規(guī)劃,分期建設(shè),設(shè)計(jì)提水流量 28.6 m3/s,加大流量33 m3/s,最高揚(yáng)程712 m,裝機(jī)容量25.97 萬(wàn)kW,興建泵站43 座,目前有效灌溉面積8 萬(wàn)多hm2,以流量大、揚(yáng)程高、多梯級(jí)而被譽(yù)為“中華之最”。多年來(lái),由于不合理的灌溉方式(串灌、漫灌、大塊灌)、有灌無(wú)排、渠道滲漏、農(nóng)業(yè)技術(shù)粗放等原因,灌區(qū)鹽堿地面積逐年增加,由原來(lái)的 0.09 萬(wàn) hm2增加到目前0.54 萬(wàn) hm2[1]。
受到氣候條件的影響,該地區(qū)蒸發(fā)量較大,造成土壤鹽分上移,這是導(dǎo)致鹽堿地面積增大的主要原因之一。另外,由于沉積物、沖擊物和洪積物中含鹽量較高,對(duì)土壤造成影響,引起灌區(qū)土壤鹽堿化[2]。部分植物會(huì)分泌一定量的鹽分,包括堿蓬和駱駝刺等,對(duì)灌區(qū)土質(zhì)造成影響。在農(nóng)業(yè)灌溉工作中,受到傳統(tǒng)思維理念和技術(shù)工藝的影響,往往采用漫灌和串澆等方式,引發(fā)了土壤次生鹽堿化。
通常情況下,景電灌區(qū)在進(jìn)行上水灌溉前,灌區(qū)下水位一般會(huì)保持在一個(gè)自然平衡狀態(tài),補(bǔ)給和排泄保持一致,以確保地下水位穩(wěn)定。土壤鹽分分布特點(diǎn)通常為坡地與高地鹽分較高,低洼地與旱地鹽分較少。景電灌區(qū)鹽堿地鹽堿土發(fā)生和發(fā)展通常與不合理的大水漫灌或大水澆灌有一定關(guān)系,當(dāng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間澆灌后,盆地與槽子地地下水位會(huì)快速升高,當(dāng)前大多保持在地表以下2 m 范圍,最高處甚至已經(jīng)提高到地表。土壤水分作為土壤鹽分的重要運(yùn)載工具,在水鹽運(yùn)動(dòng)中,一般秉持著“鹽隨水來(lái)去”的特點(diǎn),如果灌區(qū)地下水埋深比鹽漬化臨界水位低,土壤則會(huì)遭受鹽漬化,長(zhǎng)時(shí)間受到鹽漬化影響則會(huì)導(dǎo)致糧食產(chǎn)量減少,甚至棄耕。因此,如果地下水位快速抬高,水分快速蒸發(fā),溶于水中鹽分持續(xù)在土壤中進(jìn)行堆積,導(dǎo)致土壤次生鹽堿化。另外,渠道側(cè)旁的地下水位因渠道水大量滲漏而升高,土壤鹽漬化形成很快。景電灌區(qū)建設(shè)作為商品糧基地重要保障,可以在一定程度上促進(jìn)農(nóng)林牧發(fā)展,必須提高重視程度,做好灌區(qū)土壤鹽堿化防治與改良工作。
生物治堿作為一種常用方法,通常使用種植枸杞的方式。當(dāng)前灌區(qū)鹽堿化程度較低的區(qū)域,均普遍進(jìn)行大面積枸杞種植,如此一來(lái),針對(duì)糧食作物無(wú)法有效生長(zhǎng)的土壤區(qū)域來(lái)說(shuō),既可以達(dá)到生物治堿的目的,又可以提高農(nóng)民收入。
化學(xué)治堿與生物治堿均為常用方法,化學(xué)治堿主要是給鹽堿地噴施化學(xué)改良劑與石膏粉等,促使鹽堿土得到改良,幫助鹽堿化程度較低土地重獲生產(chǎn)能力,但是該方法對(duì)于鹽堿化程度較高的土地?zé)o法發(fā)揮出顯著效果,并且成本較高,難以大面積推廣。
為了能夠做好鹽堿地綜合治理,必須要合理分析水利工程措施與綜合措施關(guān)系。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),在鹽堿地治理時(shí)需要采用綜合措施進(jìn)行治理,如工程治堿、生物與化學(xué)治堿等,其中以水利工程措施為先導(dǎo),同時(shí)也是重要基礎(chǔ)。根據(jù)“鹽隨水來(lái),鹽隨水去”的規(guī)律,如果沒(méi)有水,即使采用其他措施干預(yù)也難以取得理想效果,因此合理建設(shè)排水系統(tǒng)是綜合治理的一項(xiàng)重要手段,同時(shí)也是綜合治理鹽堿地的重要前提。
鹽堿地治理過(guò)程中主要存在以下幾方面的問(wèn)題:一是治理專項(xiàng)資金問(wèn)題。由于缺少經(jīng)費(fèi),且施工難度相對(duì)較大,就算工程規(guī)劃有效完成,也難以開(kāi)展正常建設(shè),并且排水工程在運(yùn)行時(shí),排水渠清淤工作相比開(kāi)挖工作難度更大,每年需要投入大量資金保持正常運(yùn)行,因此現(xiàn)階段鹽堿區(qū)依然受到鹽堿化侵蝕。二是技術(shù)支撐問(wèn)題。當(dāng)前在鹽堿地治理過(guò)程中缺少技術(shù)支撐,并且沒(méi)有整體規(guī)劃,導(dǎo)致正在建設(shè)的工程仍然只是局限在局部排水治堿,或者是簡(jiǎn)單采取種植枸杞與壓沙治堿等技術(shù)措施,同時(shí)由于未能及時(shí)了解新技術(shù),導(dǎo)致景泰縣鹽堿地治理工作受到嚴(yán)重限制。
5.1.1 優(yōu)化排水方式 缺乏先進(jìn)的排水系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致灌區(qū)中水分積累影響水鹽平衡,應(yīng)選擇合理的排水方式,解決坡角、低洼地和槽子地等位置的排水不暢問(wèn)題,這是治理鹽堿地的常用措施[3]。暗管排水和明溝排水的方式較為常見(jiàn),在實(shí)踐中借助于斗排的形式提升排水效果,能夠?qū)Φ叵滤患右院侠砜刂啤S绕涫窃隈R鞍山和蘭煉農(nóng)場(chǎng)中,排水措施得到廣泛應(yīng)用,小麥作物獲得了良好的生長(zhǎng)環(huán)境,其產(chǎn)量超過(guò)了3 900 kg/hm2。目前景電灌區(qū)利用1 條全長(zhǎng)27 km的排堿溝,分南排和北排的一分干、二分干和主干排18.5 km、17 條支排7.5 km 的天然溝道將地下水排入黃河,降低低洼鹽堿區(qū)域地下水位,阻止灌區(qū)次生鹽堿化范圍擴(kuò)大,起到了明顯的效果。
5.1.2 改善灌溉模式 在采用水利改良措施時(shí)應(yīng)對(duì)當(dāng)前灌溉模式進(jìn)行全面優(yōu)化,在引入先進(jìn)技術(shù)的同時(shí),根據(jù)本地區(qū)的灌溉需求和特點(diǎn)優(yōu)化制度體系。其中,畦灌、溝灌和小塊灌等方式的應(yīng)用較為普遍,防止漫灌、串灌和大塊灌等引發(fā)的大面積鹽堿地情況。在冬季灌溉作業(yè)中,部分農(nóng)戶的節(jié)水意識(shí)和環(huán)保意識(shí)不強(qiáng),地下水位會(huì)隨著灌溉量的增大而上漲,在春季融化時(shí)造成返鹽現(xiàn)象。在以往灌溉模式下,其定額為6 000~7 500 m3/hm2,在滿足農(nóng)業(yè)灌溉需求的基礎(chǔ)上,應(yīng)對(duì)定額加以限制,一般控制在5 445 m3/hm2左右[4]。為了改善地下水的循環(huán)效果,也可以借助混灌和輪灌的方式,優(yōu)化水鹽運(yùn)動(dòng)狀況,降低鹽漬化土壤對(duì)灌區(qū)的負(fù)面影響。
5.1.3 控制水分滲漏 地下水位會(huì)由于輸水過(guò)程中的滲漏而升高,進(jìn)而加劇了鹽漬化現(xiàn)象。為此應(yīng)對(duì)輸水渠道進(jìn)行全面改善,防止在灌溉過(guò)程中造成嚴(yán)重的滲漏問(wèn)題。尤其是部分水渠的建設(shè)年代較為久遠(yuǎn),年久失修會(huì)引發(fā)水分滲漏,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理改造,加大灌排系統(tǒng)配套設(shè)施的投入,優(yōu)化灌溉系統(tǒng)功能。渠道襯砌的方式較為常用,可以通過(guò)混凝土材料對(duì)裂縫和破損問(wèn)題進(jìn)行修補(bǔ),從而改善水渠的防滲性、穩(wěn)固性和強(qiáng)度。
5.2.1 鋪沙壓堿 采用鋪沙壓堿的方式可避免造成水分的過(guò)快蒸發(fā),從而對(duì)鹽分的聚集效應(yīng)進(jìn)行抑制。在鋪沙壓堿處理中通常采用青砂,尤其是在景電灌區(qū)當(dāng)中存在大量的砂源,具有便捷優(yōu)勢(shì)。比如在蘆陽(yáng)鄉(xiāng)城北墩村采用該方式進(jìn)行處理,含鹽量降比在0.5%左右[5]。
5.2.2 土地平整 相較于地平位置而言,在平整度較差的位置更容易產(chǎn)生鹽漬化現(xiàn)象,主要是受到蒸發(fā)積鹽的影響,水鹽平衡被打破,這是引起鹽斑的根本原因。在采用農(nóng)業(yè)改良措施時(shí)應(yīng)結(jié)合土地平整對(duì)鹽堿地進(jìn)行治理。保持田塊的良好平整性,能夠?qū)}斑情況加以抑制,返鹽量降低,小麥產(chǎn)量在6 000 kg/hm2左右。
5.2.3 生物治理 生物治理措施適用于鹽漬化較輕的區(qū)域,可以對(duì)當(dāng)前耕作方式進(jìn)行優(yōu)化,從而使土壤肥力得到改善,有利于鹽斑問(wèn)題的控制。在鹽堿地治理中運(yùn)用生物措施,平均含鹽量降低68%左右,同時(shí)采用麥田套種苜蓿的方式,土壤水解氮和有機(jī)含量分別上升了1.1 mg/kg 和0.05%左右,同時(shí)脫鹽率最高能夠達(dá)到41%。在黑嘴子灘鹽堿地運(yùn)用生物改良措施,小麥產(chǎn)量上升了1 500 kg/hm2左右[6]。土壤中的氮磷元素和有機(jī)質(zhì)含量等會(huì)由于秸稈還田措施的應(yīng)用而得到明顯提升,而且物理性能得到優(yōu)化,其透水性更強(qiáng),有助于發(fā)揮淋鹽作用,其脫鹽率在12%左右。
為了提高鹽堿地資源的利用率,可以加快本地區(qū)的產(chǎn)業(yè)融合,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。尤其是鹽堿水可以用來(lái)發(fā)展?jié)O業(yè),在增強(qiáng)鹽堿地治理效果的基礎(chǔ)上,能夠與鄉(xiāng)村旅游結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有效協(xié)同,提高第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的融合度[7]。鹽堿水養(yǎng)殖“景泰模式”成為本地區(qū)鹽堿地開(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目的關(guān)鍵,為發(fā)展?jié)O業(yè)提供了新的思路,真正降低了鹽堿地對(duì)地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的限制。
受到土壤狀況、氣候條件和人為因素等影響,導(dǎo)致景電灌區(qū)鹽堿地面積逐年擴(kuò)增,嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境,對(duì)灌溉作業(yè)造成負(fù)面影響,不利于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展。為此,應(yīng)采用水利改良措施(優(yōu)化排水方式、改善灌溉模式和控制水分滲漏)以及農(nóng)業(yè)改良措施(鋪沙壓堿、土地平整和生物治理)進(jìn)行綜合治理,以控制鹽堿地的擴(kuò)增,使其土壤狀況得到恢復(fù)。同時(shí),加快區(qū)域產(chǎn)業(yè)融合,使鹽堿地資源得到高效利用,創(chuàng)造良好的綜合效益。