排水措施對深層土壤及地下水的淡化作用

李秀榮

（牡丹江市水利設計院，黑龍江牡丹江 157000）

1 概況

排水措施不僅可以降低地下水位，防止鹽分回升，同時也可以排走含鹽的地下水，改變地區(qū)水鹽平衡狀態(tài)，使地下水逐年淡化，達到根本改良土壤的目的。當地下水淡化以后，雖有較高的地下水位（超過臨界水深）也不會有大量鹽分向上輸送，地下水不但不致危害作物的生長，反而可為作物吸收利用。

按照土壤容許含鹽量0.2% ～0.3%、含氮量0.01% ～0.02%的標準，如土壤含水量為20% ～30%，則土壤含鹽溶液濃度可在10 g，土壤溶液氮根含量可在0.5～1 g/L左右。當地下水礦化度淡化至上述標準時，一般來說作物應該能夠正常生長。但由于蒸發(fā)作用，地下水不斷向上輸送，表層鹽分的增加會很快超過容許含鹽量。所以實際上允許的地下水礦化度應遠較以上土壤溶液濃度低，一般在1～3 g/L。

淡化地下水層深度必須能保證深層鹽分不向地下水表層擴散;同時，也要求淡化了地下水（在一定時期內）能夠供給作物利用，而不致使深層含鹽地下水回升。

2 排水措施對深層土壤及地下水的淡化作用

在有排水系統的條件下，渠道的滲漏水對土壤和地下水的淡化起著很大的作用。渠道滲漏水的淡化作用與渠道和排水溝的布置方式有關。在灌溉渠道與排水溝相間布置時，渠道滲漏的淡水不斷流向排水溝，含鹽地下水在淡水的擠壓下將不斷地自排水溝排走，地下水則自渠底向排水溝方向逐漸淡化。如果灌溉渠道與排水溝布置成相鄰位置，則渠道中的滲漏淡水立即自排水溝排走。在這種情況下，對地下水的淡化作用僅限于排水溝附近地區(qū)，而且還容易引起排水溝的坍坡現象。所以在鹽堿土地區(qū)當條件許可時，灌排渠道應盡可能采用相同的布置方式。詳見圖1。

在有排水溝的情況下，沖洗、灌溉、降雨等對土壤和地下水的淡化也都有顯著作用。但其淡化過程與渠道滲漏時的淡化過程不同。一般是越靠近排水溝處，土壤和地下水淡化得越快;排水溝中間部分，要待沖洗和灌溉淡水累積后，地下水才逐漸淡化。圖2中舉出了部分地區(qū)沖洗資料，說明在有排水溝的情況下沖洗對土壤的淡化作用。從圖中可以看出，在距離排水溝20 cm處土壤淡化可深到2.0 m，而在75 m距離處，淡化土層僅深40 cm。

必須指出，欲保證地下水逐漸淡化，灌溉、沖洗和降雨等對地下水的補給總量必須大于地下水蒸發(fā)量。因此，也有人主張有意識地加大灌溉和沖洗定額，或修筑田埂截留雨水，以促成地下水的淡化。但在這種情況下，必須具有良好而通暢的排水系統，才不致引起地下水上升。

土壤和地下水淡化過程是指在有排水溝的情況下而言。如果在灌區(qū)內部沒有排水系統，在灌區(qū)附近也缺乏可用作排水的河流或溝道時，則地下水淡化效果就比較差。因為由渠道滲漏、灌溉及沖洗等所補給地下水的淡水與含鹽地下水銜接后，受到地下水的頂托，淡水的下滲量逐漸減少，因而地下水淡化的范圍就受到限制。在淡化范圍以外，則由于含鹽地下水位的上升，更加劇了土壤的返鹽。因此，在無排水的情況下，地下水的淡化只能是局部的、暫時的，土壤和地下水中的鹽分只是在一定地區(qū)范圍內進行了局部的重新分布，并沒有得到根本的排除。

圖1 渠道與溝道相鄰布置時的地下水淡化過程示意圖

圖2 有排水溝情況下沖洗前后不同位置處土壤脫鹽過程線

[1]武漢水利電力學院農田水利教研組.農田水利學[M].北京：中國工業(yè)出版社，1965.

[2]賴民基，方成榮.改良鹽堿地的排水設施[J].水利學報，1959（3）：53-66.

[3]王文焰，王云濤.鹽堿地豎井排水效率的試驗研究[J].西安理工大學學報，1989，5（4）：331-337.