鹽堿土沖洗時(shí)的排水

李慧萍，徐燕鳴

（1.肇源縣水務(wù)局，黑龍江肇源 166500;2.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080）

鹽堿土地區(qū)的排水設(shè)施一般有明溝排水、暗溝（管）排水和豎井排水3種類(lèi)型。明溝排水和暗溝排水統(tǒng)稱(chēng)為平式排水，豎井排水則稱(chēng)為立式排水。在灌區(qū)植樹(shù)造林，通過(guò)樹(shù)木蒸發(fā)來(lái)降低地下水位，也可起排水作用，這稱(chēng)為生物排水。在淺層或深層地下水質(zhì)良好的地區(qū)，豎井排水的方法還可以結(jié)合利用地下水灌溉來(lái)降低地下水位。這對(duì)我國(guó)北方大力發(fā)展機(jī)井的井灌區(qū)或井渠結(jié)合灌區(qū)，具有實(shí)際意義。平式排水，特別是明溝排水，目前應(yīng)用最廣。

1 沖洗地區(qū)對(duì)地下水的要求

1）要保證較高的沖洗效率，在沖洗過(guò)程中經(jīng)常保持地下水位在地面以下，以保證沖洗有一定的滲入速度。

2）保證耕作前的地下水位在允許埋藏深度以下，以便能及時(shí)進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作，一般應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)確定。

3）沖洗后應(yīng)使地下水位快速降落到臨界水位以下，使沖洗后的土壤不再返鹽。

沖洗地區(qū)所要求的地下水動(dòng)態(tài)可用圖1表示：一般沖洗開(kāi)始后，地下水位逐漸上升，沖洗結(jié)束時(shí)地下水達(dá)到最高點(diǎn)，以后又逐漸回落。尤其注意，在耕作時(shí)極易反鹽的季節(jié)，地下水位應(yīng)有一定的深度。

圖1 沖洗地區(qū)要求的地下水動(dòng)態(tài)示意圖

2 地下水位臨界深度

在一定的農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下，為了保證根系活動(dòng)層內(nèi)不發(fā)生鹽分累積所要求的地下水最小埋藏深度稱(chēng)為臨界深度。影響臨界深度的主要因素有以下幾種：

2.1 土壤毛管作用

土壤表層鹽分的累積，主要是由于含鹽的地下水通過(guò)土壤的毛管作用向土壤表層移動(dòng)而成。補(bǔ)給表層土壤鹽分的多少，與土壤毛管水上升的最大高度及毛管向上輸水的速度有關(guān)。毛管輸水速度越大，在一定時(shí)間內(nèi)向上輸送的鹽分也越多，土壤返鹽的可能性也越大。毛管輸水速度與土壤毛管水頭差、毛管水輸送的距離（即地下水埋藏深度或自地下水至主要根系活動(dòng)層的距離）以及土壤的滲透系數(shù)等因素有關(guān)。

對(duì)黏性土壤來(lái)說(shuō)，毛管上升高度雖然大于輕質(zhì)土壤，但輕質(zhì)土的滲透系數(shù)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于黏性土，甚至大10～20倍以上（輕質(zhì)土的滲透系數(shù) K=1～2 m/d，黏質(zhì)土僅為0.05 m/d）。因此在一定地下水深度時(shí)，輕質(zhì)土的毛管輸水速度往往大于黏質(zhì)土壤的毛管輸水速度，也就是說(shuō)，輕質(zhì)土更易于發(fā)生返鹽現(xiàn)象。

臨界深度不決定于毛管的最大上升高度，而決定于能夠發(fā)生較大輸水速度的毛管水強(qiáng)烈上升高度。

2.2 氣候因素

臨界深度與作物葉面蒸發(fā)和土壤蒸發(fā)強(qiáng)度有關(guān)。干旱季節(jié)蒸發(fā)量大，易于返鹽，要求有較大的臨界深度。蒸發(fā)量小的季節(jié)，地下水位雖接近地面，也不會(huì)造成鹽分累積，因此臨界深度可以較小。降雨可以起淡化表層土壤和地下水的作用，因此，多雨季節(jié)，土壤不易返鹽，臨界深度可以較小。

2.3 地下水礦化度

地下水礦化度越高，含鹽量越多，臨界深度的數(shù)值應(yīng)越大。地下水臨界水深與礦化度關(guān)系曲線見(jiàn)圖2。

圖2 地下水臨界深度及其礦化度的關(guān)系曲線

2.4 地下水位的持續(xù)時(shí)間和發(fā)展的季節(jié)

土壤表層鹽分的累積經(jīng)常是在蒸發(fā)量比較大的季節(jié)發(fā)生的，同時(shí)這種累積也需要一定的時(shí)間，因此，臨界深度也決定于地下水位延續(xù)時(shí)間和發(fā)生季節(jié)。

2.5 灌水因素

當(dāng)土壤表層濕度降低至一定程度后，地下水才開(kāi)始向上輸送。如果進(jìn)行勤澆、淺灌，使土壤濕度不致過(guò)分降低，或進(jìn)行加大定額的灌水，都可以防止返鹽，這樣臨界深度就可以適當(dāng)?shù)販p小。

2.6 農(nóng)業(yè)技術(shù)措施

深翻、松土、蓄淡養(yǎng)青、水旱輪作等措施都能減少土壤表面蒸發(fā)或改變土壤的鹽分動(dòng)態(tài)，從而也直接影響臨界深度的數(shù)值。

3 結(jié)語(yǔ)

影響地下水臨界深度的因素，如蒸發(fā)、降雨等，都因季節(jié)的不同而有所變化，因此，臨界深度也就不可能是固定不變的，在不同的季節(jié)應(yīng)有不同的要求深度。隨著地下水的淡化和灌水技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的不斷改進(jìn)，臨界深度的要求也將有所改變。在相應(yīng)的綜合措施（沖洗、灌溉、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等）下，為了保證在根系活動(dòng)層內(nèi)不發(fā)生鹽分累積而要求的各個(gè)時(shí)期地下水最小深度，就是所謂臨界地下水動(dòng)態(tài)。

如果灌區(qū)的地下水位的變化不能滿足臨界動(dòng)態(tài)的要求，就需要采取排水措施，對(duì)地下水位進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，同時(shí)也需要采取綜合措施，促使地下水淡化，提高土壤肥力，降低對(duì)臨界深度的要求，從根本上改良土壤，達(dá)到農(nóng)業(yè)穩(wěn)定增產(chǎn)的目的。

[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(lài)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.