控制土壤盐碱化的工程排水方案

排水是解决灌区土壤盐碱化问题的重要措施。底格里斯和幼发拉底两河流域古老文明的消亡被作为灌溉农业不可能持久的例证。消亡的主要原因实际上就是因为没有解决好排水（包括排盐）问题。新疆塔里木盆地古老灌溉绿洲有两千年以上历史而经久不衰，正是因为劳动人民在长期生产实践中，找到了被称为“干排盐”的方法来达到水盐平衡。中华人民共和国成立以来，随着灌溉面积的扩大，土壤盐碱化问题曾一度相当严重，但在20世纪80年代后，主要是随着水平明沟排水渠开挖机械化作业问题的解决，使得水平排水系统初步完善，从而使土壤盐碱化基本得到控制。并在一些地区因使用竖井抽水灌排，地下水位进一步降低，土壤盐碱化问题已基本解决。

新疆各灌区的气候、地貌、水文地质、土壤盐碱化情况等均有很大差异。但是，基于内陆盆地地貌、水文地质、土壤等“同心圆”分布规律，可以划分几个地带，不同地带条件不同，改良土壤盐碱化需要采取的工程排水措施也有所不同。分别讨论如下：

1.不需要工程排水的地区

位于盆地周边冲积扇上、中部的地带。该区多戈壁砾石，过去在此区域灌溉农田较少，近20年来，在该区开发了较大面积的农田。这一带土层薄，颗粒粗，土壤透水性好，灌溉用水量较大，毛灌溉定额多达500～600m3/亩。灌溉入渗较大，但是不需要建设排水工程，故可将这种垂直入渗视为垂向排水。从水资源利用角度分析，垂向入渗（排水）并没有浪费，它是入渗补给地下水，当然，它带着一定的盐分。根据地表水矿化度约0.3～0.5g/L，由此可估算出带入的盐量约165～275kg/亩。灌溉水平较低的天山南坡，毛灌溉定额高达1000～1200m3/亩，估算带入的盐量达275～550kg/亩。近几十年由于主要的大中型干渠防渗工程逐步完成，使出山口戈壁砾石带的优质地下水补给量逐渐减少。但随这一带的农田灌溉面积逐渐增加，灌溉的入渗水量也在增加 （水质略差），从天山北坡河流出山口戈壁砾石带地下水长期观测孔资料分析，灌溉入渗增加幅度很大。如玛纳斯河流域处于这种地带的灌溉农田约25万亩，引水量约1.5亿m3，地表水矿化度约0.35g/L，入渗水量按总引水量的25%计，则入渗补给地下水量3750万m3，入渗水的矿化度约1.4g/L，则年入渗带入地下水盐量达5.25万t。近年玛河干渠全部防渗，玛河渠首已经基本将枯水和平水期的全部河水引入灌区和下游的几个大型平原水库（平原水库的控制能力已达到玛河来水量40%以上）。由于河道和主要干渠的优质地下水补给量在逐年减少，而这一地区地下水开采量逐年增加，使地下水位逐年下降，此区虽不需要工程排水措施，但存在一个使地下水水质逐渐恶化的问题，会对冲积扇下部城市供水产生一定的影响。

2.适宜竖井灌排的地区

溢出带地下水主要来自戈壁砾石带侧向补给与转化补给，由于含水层岩性变细，透水性减弱，大量侧向地下水补给量在溢出带以泉水和沼泽形式溢出地表。长期的潜水蒸发使表层土壤大量积盐并使潜水矿化度有所升高。溢出带曾是河流或流域相对集中的耗水区，也是盐分聚积区。在人类开发利用这块土地以前，这里就聚积了大量的盐分。由于该带埋藏有较丰富的潜水和承压水，且水量丰富、水质优良，是很好的城市和农业灌溉的供水水源。从合理利用水土资源和改良土壤盐碱化分析，本地区通过利用竖井灌排方式适度开发利用地下水，对水资源合理利用、生态环境保护、经济持续发展等方面都是有益的。

比如新疆玛纳斯河流域灌区，灌溉面积从20世纪50年代初的20余万亩增加到目前的300万亩左右，水资源的分布和转变形式发生了根本的变化。上游河道入渗补给量的减少和地下水开采量的大幅度增加，使玛纳斯河扇缘带泉水量从20世纪50年代的4.2 亿m3 减少到1.92亿m3。在20世纪50年代初期，这一带曾有大面积盐碱土和沼泽分布。由于石河子市供水需要及井灌的发展，地下水开采量目前已达2.2亿m3，从而使潜水位进一步下降，早年修建的排水渠现已干涸，不再起排水作用。

由此可知，溢出带是非常好的竖井灌排地带，也是集中建设水源地向下游供水的区域。然而从盐平衡角度看，由于由灌溉水不断带入的盐分没有出路，它只能暂存于土壤深层，有可能最终导致地下水矿化度的提高，使地下水污染，破坏宝贵的地下水资源。

3.适宜竖井与水平联合灌排的地区

在河流冲积和洪积平原上、中部，沉积物颗粒较细，岩性多为亚沙土、沙壤土、亚粘土和粘土，含水层透水性弱，水质差，地下水主要来自地表各种水体的入渗和下层承压水的越流顶托补给，上部潜水不可作为可利用的水源。但在潜水含水层下部存在着多元结构的承压水，承压水水质好，通常承压水头高于潜水位，可作为工业、生活、城市的供水水源及农业的调节水源。但深度较大，开采投资大。若在该地区实施竖井与水平联合灌排模式，以地表引水灌溉为主，配合一定数量竖井以控制地下水位和调节灌溉缺水为目的，则具有一定的经济效益和生态环境效益。这样水平排水系统能排出由灌溉水带入的盐分，竖排可以控制地下水位，防止蒸发积盐。可以说竖井与水平排水有机结合，将是一种较为理想的灌排模式。(www.xing528.com)

在土壤盐碱化治理初期，耕地土壤含盐量大于0.3%～0.5%，不宜使用竖井排灌，否则，随着地下水位下降，表层的盐分将下移至地下水中。如在哈密盆地的西戈壁瑞峰农场，对新垦荒地实施竖井排灌的土壤剖面和地下水质进行了调查分析，结果表明：开垦前，地下水埋深4.25m，地下水矿化度0.317g/L，盐分主要积聚在表层0～50cm 内，平均含盐量5.2%；经过一年压碱，四年种植棉花，地下水埋深升高到3.7m，耕作层盐分明显下移，作物根作层含盐量0.66%，而地下水矿化度高到4.85g/L，比开垦前增加了15倍。又如阜康市三工河流域下游的阜北农场，60年代初，地下水为优质的人蓄引用水，由于长期竖井排灌，90年代地下水逐渐恶化，目前，地下水矿化度4～5g/L，已不能用于灌溉。所以，治理初期要以引用地表水为主，疏通排水系统，将土壤中多余盐分排出，也不宜采用高新节水的灌溉方式。待土壤盐碱化改良基本完成后，方可引入高新节水、开发地下水、控制地下水位等综合高效水资源利用措施，但应注意地下水开采量不要过大。若地下水埋深降至排水沟深度以下，会使灌区无水平排水从而使盐分聚积于灌区内，且过深的潜水位也不利于处于绿洲与荒漠过渡带的野生植被的生存。

4.适宜水平排水方式的地区

在河流冲洪积平原的下部，绿洲与沙漠过渡交替带，不论是潜水还是承压水，含水层岩性变细，径流条件极差。解决这类灌区的水盐平衡和土壤盐碱化问题，只能依靠水平排水。

该带最大的特点是无法通过地下水开发利用来调控地下水位。灌区地下水位始终处于比较高的状态，潜水的无效蒸发是很难避免的。从水资源高效利用和水盐调控来讲，这一带不如井渠联合灌排地段。要保证农业稳产和高产，水平排水系统必须健全并正常运转。孔雀河流域的28、29、30团场；阿克苏河流域的丰收二场、丰收三场；喀什噶尔河流域的伽师县等，都是位于这类地区。在孔雀河流域的29团农场，地形平坦，土质粘重，径流条件极差。为保证排水出流，在总干排末端又建三个扬水站将水扬起排出。每年灌溉引水量约1亿m3，扬水排出水量最多时，约达3000万m3，排灌比达到30%。近年来水稻面积减少，棉田面积增加，仍扬水约2300万m3，排灌比23%。通过这样强大的工程排水措施，才保证了该灌区农业生产持续稳定发展。

以上几种工程排水措施适宜地区分布见表10-5。

表10-5　不同地貌综合防止与治理土壤盐碱化的运行体系分析表

续表