引嫩工程擴(kuò)建區(qū)土壤水鹽動態(tài)與防治土壤鹽堿措施研究

梁貞等

摘 要：引嫩工程擴(kuò)建區(qū)是在現(xiàn)有北部引嫩工程基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建的工程區(qū)域，是蘇打鹽堿化土集中分布的季節(jié)性凍土區(qū)。擴(kuò)建工程建成后增加的水量主要用于發(fā)展灌溉與生態(tài)用水（少量）的需要。文章概述了區(qū)域內(nèi)土壤水鹽動態(tài)規(guī)律與防治土壤鹽堿措施研究的成果，為引嫩工程擴(kuò)建發(fā)展灌溉防治土壤鹽漬化提供了科學(xué)依據(jù)與措施。

關(guān)鍵詞：引嫩擴(kuò)建；北部引嫩總干渠；土壤水鹽動態(tài)；防治土壤鹽漬

1 研究區(qū)域地理位置

研究區(qū)位于黑龍江省的西部，即：齊齊哈爾市、綏化市、大慶市3個(gè)市全境，哈爾濱市的呼蘭區(qū)、雙城區(qū)、賓縣、巴彥、阿城等區(qū)縣。

引嫩擴(kuò)建一、二期工程全部完成后，灌溉面積將分別達(dá)到230.7萬畝與448.25萬畝。根據(jù)國內(nèi)外干旱半干旱鹽漬化土壤區(qū)域發(fā)展灌溉都將能否防治土壤鹽漬化作為灌溉成功與否的重要標(biāo)準(zhǔn)，因此進(jìn)行防治土壤鹽漬化措施研究具有重要現(xiàn)實(shí)與深遠(yuǎn)意義。

2 土壤水鹽動態(tài)研究

土壤水鹽動態(tài)研究是改良鹽漬土和防止土壤次生鹽漬化的理論基礎(chǔ)，也是水利工程設(shè)計(jì)與建設(shè)所需的重要參數(shù)以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)、國土整治的主要依據(jù)。

2.1 土壤水鹽動態(tài)研究點(diǎn)的布設(shè)

2.1.1 北部引嫩工程烏南總干渠研究點(diǎn)

分別在19km段（基本無鹽漬土）；58km段（小量鹽漬土分布）；薩分干段（鹽漬土分布較多的渠段），以總干渠為中心，不同距離布設(shè)了土壤水鹽動態(tài)研究點(diǎn)。研究點(diǎn)在1972年6-12月完成（北引未通水前完成的），在布設(shè)研究點(diǎn)時(shí)測了水位，取了土水樣，進(jìn)行室內(nèi)PH、鹽分的分析。

2.1.2 氣象站研究點(diǎn)

為使氣象要素進(jìn)行分析成果之用，分別在林甸、安達(dá)、肇東等3個(gè)氣象站觀測場內(nèi)布設(shè)了研究點(diǎn)，研究項(xiàng)目觀測時(shí)間與北引3個(gè)渠段一致。

2.1.3 肇蘭新河研究點(diǎn)

肇蘭新河是在原旱河自然排水溝的基礎(chǔ)上，于60年中期擴(kuò)建而成的人工骨干排水河道。于90年代開始在青肯泡污水庫南岸與肇蘭新河的上游的四村、西山及肇蘭新河中游肇東鎮(zhèn)，下游（金山）各布設(shè)了三個(gè)土壤水鹽動態(tài)研究井，井深、井距各研究點(diǎn)同相同，且均為黃土狀亞粘土及潛水。

2.1.4 肇東尚家土壤改良試驗(yàn)區(qū)

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在肇東鎮(zhèn)9km尚家鎮(zhèn)紅明一隊(duì)，是60年代新開的鹽漬草原，土壤水鹽動態(tài)研究點(diǎn)分別設(shè)在蘇打鹽土、鹽化草甸土、堿化草甸土與草甸黑鈣土等4處，從72年開始觀測，經(jīng)歷了豐水年、平水年與枯水年3個(gè)時(shí)段，觀測時(shí)間、水、土化驗(yàn)項(xiàng)目與北部引嫩3個(gè)渠段相同。

2.2 研究項(xiàng)目

2.2.1 地面水、地下水的化學(xué)分析。包括PH、總鹽（水為礦化度），在布設(shè)研究井期間還進(jìn)行了顆粒（質(zhì)地）測定，個(gè)別年份還對10-20-30cm土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K含量的分析。

2.2.2 研究頻次：水質(zhì)分析一般在每年的豐水期與枯水期各測一次，土壤在特殊年采取土樣進(jìn)行分析，由于土壤化學(xué)成分比較穩(wěn)定測的次數(shù)較少。

2.3 研究結(jié)果與分析

2.3.1 北部引嫩烏南總干渠研究點(diǎn)成果

（1） 地面水質(zhì)

北部引嫩工程的水源為訥河市拉哈鎮(zhèn)附近的嫩江干流水，從1976年8月開始到2013年，累計(jì)總引水量約150億立方米，通水前的1970年P(guān)H值7.37，總礦化度0.07g/L。1998年是區(qū)內(nèi)嫩江、松花江發(fā)生特大洪水，引進(jìn)的嫩江水PH： 7.31、礦化度增加了0.02g/L。1999-2001年為區(qū)內(nèi)特旱年，PH值7.22較通水前-0.15，總礦化度增加0.04g/L。2002-2005年P(guān)H均值較通水前-0.04，總礦化度增加0.02g/L。2006-2013年均值PH7.66，總礦化度0.0139g/L。陽離子總量1.16mg/L，Na++占陽離子總量的15.99%。

北引烏南總干渠19、58、薩分干3個(gè)渠段，1998年嫩江、松花江發(fā)生了特大洪水后1999至2001年發(fā)生特旱年，2003-2005年為平水年，3個(gè)渠段PH值7.40-7.58，總礦化度0.11-0.63g/L，較通水前均有不同程度的減少。

北引工程的大慶與紅旗泡兩座水庫，較引嫩江水蓄水之前PH值與總礦化度均有不同程度的減少，PH減產(chǎn)0.08-0.22，礦化度減少0.08-0.50g/L 。

（2） 北引烏南總干渠土壤水鹽動態(tài)水質(zhì)

19km渠段：潛水位（地下水位）：最高2.617m，最低水位4.078m，到1999年平均為2.3m。PH值略高于通水前，礦化度有6處高于通水前，PH值及離子含量及總硬度總堿度較通水前，減多增少。

58km渠段：左岸最高水位1.79-1.84m，最低水位為4.40-4.73m。右岸最高水位2.13m，最低水位為4.58m。PH與鹽分：左岸較通水前增加的17項(xiàng)，減少的29項(xiàng)，即減多于增加。1999年特洪后增加的28項(xiàng)，減少的33項(xiàng)，即減少略小于增加。

薩分干渠段：北引通水前1973-1974年北引通水前最高潛水位1.30-2.3m，最低潛水位3.51-4.19m，變幅1.89-2.21m。北引通水后，南1號最高水位最高升高1.30m，最低水位升高0.24m，而距引水渠較高的點(diǎn)，潛水位與引水總干渠水位基本上無影響。

薩分干段：右岸較通水前增加18項(xiàng)，減少的14項(xiàng)；右岸較通水前增加18項(xiàng)，減少11項(xiàng)。通水后較通水前右岸增加54項(xiàng)，減少51項(xiàng)。左岸通水后較通水前增加42項(xiàng)，減少的35項(xiàng)，總之本渠段通水后較通水前有增加的趨勢。

紅旗泡水庫：紅旗泡水庫是向大慶市工業(yè)生產(chǎn)與生活供水的水源地，從蓄供水1978年到2000年7月地面水PH值7.93，總礦化度0.294g/L，氟0.5mg/L，灌溉系數(shù)34.93。21世紀(jì)以來2002-2005年均值：PH值8.15，總礦化度0.24。分別較20世紀(jì)70年代增加0.22，總礦化度-0.09g/L，農(nóng)田灌溉系數(shù)達(dá)到69.8，增加了34.87，為優(yōu)質(zhì)農(nóng)田灌溉優(yōu)質(zhì)水源的1.94倍。

（3） 北引烏南總干不同渠段土壤PH與鹽分

土壤PH及鹽分研究，包括北引烏南總干渠19km、58km、薩分干3個(gè)渠段，取土深度由地表向下均為0-30cm，30-50cm，50-100cm，在72與73年通水前在布設(shè)研究井點(diǎn)時(shí)，在100cm以下到潛水位每100cm取層攏動土0.5kg，分析土壤的PH、總鹽量CO32--、HCO3-、CL-、SO42-、與Ca2-、Mg2+、K+、Na+等項(xiàng)，在通水后多次進(jìn)行土壤樣的測定，結(jié)果如下：

0-1.0m以上土壤鹽分與PH監(jiān)測研究的結(jié)果：烏南總干19 km段1994年、1999年、2001年3個(gè)年度，通過9個(gè)項(xiàng)目研究成果統(tǒng)計(jì)，較通水前的1972年分別減少78%、100%、67%。尤其是1998年區(qū)內(nèi)發(fā)生特大洪水后，研究的9個(gè)項(xiàng)目均有不同程度的減少。58km段亦有減少的趨勢，即增加的占44.4%、11.1%、22.2%。而減少的分別占56.0%、88.9%、77.9%。幅度不如19km段大，但薩分干段，明顯增加的項(xiàng)目多，分別占研究項(xiàng)目的67%、78.0%、78.0%。

（4） 林甸、安達(dá)氣象站PH與鹽分

通過1994年、2001年、2005年與北引通水前比較，增加與減少變幅較小，說明即使在沒有北引工程引水的影響，在自然狀況下也并非一成不變。其中安達(dá)市氣象站較1972年北引通水前增加的占44.5%，減少的占55.5%。林甸縣氣象站較1972年北引通水前增加占61.5%，減少的占38.5%。

2.3.2 肇蘭新河研究點(diǎn)成果

肇蘭新河研究點(diǎn)土壤水鹽動態(tài)研究包括肇蘭新河地下水、水質(zhì)與尚家鎮(zhèn)紅明試驗(yàn)區(qū)結(jié)合土壤改良進(jìn)行的土壤水鹽動態(tài)的研究二部分。

（1） 肇蘭新河工程區(qū)水鹽動態(tài)

地下水位：青肯泡污水庫南岸段3個(gè)研究井最高水位多出現(xiàn)在1月或雨季，平均為2.77m。變幅為2.58-2.89m；最低水位出現(xiàn)在12月，平均為3.83m，變幅在4.49-4.04m之間。

肇蘭新河上、中、下游平均最高水位2.04m，變幅1.45-3.03m；最低水位平均3.60m，變幅在2.37-4.43m；最低水位平均3.60m，變幅在2.37-4.43m。

地下水水質(zhì)：PH：平均為8.11，以中游肇東鎮(zhèn)段最高為8.79，污水庫岸地下水最低為7.80.。礦化度：平均為0.79g/L，上游最高為6.88g/L，下游金山段最低為0.79g/L。重碳酸根：重碳酸根平均904.7mg/L，中游最高為1103.2mg/L，下游最低為557.2mg/L。硫酸根：平均951.3mg/L，下游最低為39.8mg/L，上游最高達(dá)2501.5mg/L。鈣離子：平均為88.1mg/L，中游最低為35.3mg/L，上游最高在這249.5mg/L。鈉、鉀離子：平均874.2mg/L，下游最低為62.7mg/L，上游最高達(dá)183.4mg/L。總堿度、總硬度：總堿度平均為45.78德國度，總硬度平均34.54德國度，總堿度下游為25.61德國度，中游為58.98德國度，總硬度上游為71.97德國度，中游為10.82德國度。灌溉系數(shù)：平均6.81。下游最高為17.45，中游最低則為1.36。

此外，距肇蘭新河1-2km的四方山軍馬場和肇東鎮(zhèn)水利局深井地下水為白堊承壓水，PH略高于區(qū)內(nèi)地下水質(zhì)研究井。其他鹽分含量堿度、硬度均低于區(qū)內(nèi)各研究井。

（2） 肇東尚家試驗(yàn)區(qū)土壤水鹽動態(tài)

從區(qū)內(nèi)降雨量分析，歷經(jīng)豐、平、枯3個(gè)水文年，地下水的鹽分（礦化度）以輕度鹽化草甸土最低為0.737g/L，鹽化堿化草甸土次之為0.831g/L；草甸蘇打鹽土最高為1.576g/L；水中PH值亦有類似的趨勢，詳見表1。

3 防治土壤鹽漬化的措施

3.1 建立完善的排水工程體系

排水工程是防治土壤鹽漬的關(guān)鍵，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。包括干、支、斗與配套田間的工程，還有排水的出路。松嫩平原從60年代中期開始興建了安肇新河、肇蘭新河兩條人工骨干排水河道以及烏雙下游的東吐莫泄水工程，解決了封閉無出路的自然狀態(tài)，為引嫩工程、發(fā)展灌溉、防治洪水土壤鹽漬創(chuàng)造了環(huán)境條件，據(jù)黑龍江省大慶地區(qū)防洪工程管理處1993-2013年統(tǒng)計(jì)資料，安肇與肇蘭新河二條骨干排水河道累計(jì)泄水量達(dá)54.03億立方米，年平均泄水量 4.91億立方米，泄水量最大的是1998年與2013年，分別年泄水量9.26與10.59億立方米，土壤鹽分與其它污染物亦隨泄水排出區(qū)外，從而改善了地面水的環(huán)境質(zhì)量與洪澇災(zāi)害，但也存在部分水滲入地下，提高了土壤潛水水位，改變了潛水的水質(zhì)。

3.2 北部引嫩工程防治土壤鹽漬措施

為防止土壤次生鹽漬化，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中把排水作為重要措施，除充分利用60年代中期開挖的安肇新河、肇蘭新河打通排水出路之外，還在總體規(guī)劃中確定了以排定灌的方針，布設(shè)了排灌配套灌排系統(tǒng)，形成排灌結(jié)合的新灌區(qū)。采取禁止旱、水田插花種植的措施。在工程設(shè)計(jì)上采取一系列防止地下水位升高的有效措施，如總干渠設(shè)計(jì)水位平地面、總干渠兩側(cè)設(shè)置防護(hù)排水林帶，通過排水防止總干兩側(cè)地下水側(cè)滲，抬高地下水位，重點(diǎn)渠段開挖截流溝，非通水期間渠道放空不留水，并布設(shè)土壤動態(tài)觀測點(diǎn)，加強(qiáng)土壤水鹽動態(tài)研究和綜合試驗(yàn)等。通過以上技術(shù)措施，從北引1976年8月引嫩江水開始至2013年止，累計(jì)引水總量達(dá)150億立方米，不但沒有引起土壤次生鹽堿化，而且由于加強(qiáng)排水，促進(jìn)水體循環(huán)，改善了自然環(huán)境條件，促進(jìn)了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的蓬勃發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善。

3.3 將防治土壤鹽漬列入生態(tài)環(huán)境建設(shè)

生態(tài)環(huán)境建設(shè)是防治土壤鹽漬化的基礎(chǔ)，在松嫩平原鹽漬土區(qū)，要把防治土壤鹽漬措施列入生態(tài)建設(shè)規(guī)劃與建設(shè)之中，并提出實(shí)施規(guī)劃的具體措施。

3.4 草原鹽漬土壤改良措施

松嫩平原是畜牧業(yè)生產(chǎn)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，但草原沙化、鹽漬化、退化比較突出，輕度退化草原面積占14.9%，中度退化草場面積占11.9%，重度退化草原占9.8%，已影響畜牧業(yè)的發(fā)展，黑龍江省人大已制定該區(qū)禁牧措施，已起到明顯的效果，應(yīng)加強(qiáng)督促檢查，并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。

以縣為單位選擇有代表性的典型區(qū)的草場進(jìn)行淺耙松土播種施肥與灌溉的示范試驗(yàn)，以提高牧草的品質(zhì)與產(chǎn)量，為全區(qū)草場建設(shè)提供經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)全區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展。

3.5 在有水源的鹽漬土區(qū)發(fā)展水稻種植

水稻是需水量大又是優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)作物，且有市場競爭優(yōu)勢。但種植水稻必須有完善的排水工程體系。并堅(jiān)持節(jié)水排灌，在地下水資源豐富區(qū)要采取井渠結(jié)合即地面地下水聯(lián)合運(yùn)行，即利于水資源綜合利用，減少水費(fèi)的支出，防止土壤次生鹽漬化的綜合效益。

3.6 施用化學(xué)改良劑

施用化學(xué)改良劑是國內(nèi)外用于改良鹽漬土特別是蘇打堿化土壤的普遍方法。松嫩平原已應(yīng)用化學(xué)改良劑有硫酸鈣，磷石膏、腐殖酸、磷酸三鈉渣等化學(xué)改良等項(xiàng)研究，也取得較好的效果，但由于改良劑產(chǎn)量有限，且成本高，目前推廣應(yīng)用困難較大，今后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民經(jīng)濟(jì)收入的提高，將是蘇打鹽漬土的重要措施。

此外，建立科學(xué)的耕作制、輸作制、大量施用農(nóng)家有機(jī)肥，特別是利用秸桿資源還田等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，對利用改良鹽漬化土壤都是行之有效的技術(shù)措施。

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