江蘇省沿海灘涂鹽堿土飽和入滲條件下脫鹽試驗

潘德峰+閆少鋒+楊云+徐斌+尚潔

摘要 基于土壤飽和入滲理論，為了找出工程措施干預情況下使土壤達到脫鹽狀態(tài)的最小沖洗定額，特開展試驗。結(jié)果表明，江蘇省沿海地區(qū)鹽土（>6 g/kg）的脫鹽定額為：8 L處理脫鹽需水量為795.2 mm，6 L處理脫鹽需水量為852 mm，4 L處理脫鹽需水量為908.8 mm。

關鍵詞 飽和入滲；鹽堿土；脫鹽；沿海灘涂

中圖分類號 S156.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）10-0181-02

Abstract Based on the theory of soil saturated infiltration，the experiment was conducted in order to find out the minimum washing quota of soil in the condition of engineering intervention.The results showed that the desalination quota of saline soil in coastal area（>6 g/kg） in Jiangsu Province were as follows：8 L treatment desalination water requirement was 795.2 mm，6 L treatment was 852 mm，4 L treatment 908.8 mm respectively.

Key words saturated infiltration；saline soil；desalination；coastal area

江蘇省沿海灘涂區(qū)鹽漬土在高礦化度地下水的影響下，鹽分隨毛管水上升到地表，當水分蒸發(fā)后，鹽分積累在各層位土壤中，形成了土壤鹽漬化的過程，這也是造成已經(jīng)脫鹽的土壤不斷返鹽的主要原因。為了找出工程措施干預情況下使土壤達到脫鹽狀態(tài)的最小洗鹽需水量，本試驗以土壤飽和入滲理論為基礎（灌水使計劃淋洗層土壤含水率達到田間持水率的目的在于，溶解鹽分只有計劃沖洗層的含水率達到田間持水率以后，才有多余的水攜帶鹽分離開計劃沖洗層向下運動）[1]，分析在不同灌水量下飽和灌溉對江蘇省灘涂區(qū)鹽漬土土壤剖面鹽分運移以及脫鹽狀況的影響[2-3]，研究不同深度土壤脫鹽的水鹽運動規(guī)律及最小沖洗定額。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

項目試驗用土取自東臺市梁垛河閘附近沿海灘涂區(qū)域，該地區(qū)地勢平坦，地面高程為3.7 m左右（黃海高程）。土壤在成陸過程中受海水浸漬，土體含鹽量較高，0～100 cm層位的土體含鹽量介于2.0～6.0 g/kg之間。本區(qū)域土壤土質(zhì)為砂性土壤，平均有機質(zhì)含量為8.7 g/kg，土壤剖面平均干容重為1.41 g/cm3。

試驗裝置“測筒”是用直徑30 cm、高100 cm的PVC塑料管制成，筒底鋪5 cm黃沙濾料用于透水，裝入80 cm土柱，靠近筒底部側(cè)面設置閥門用于控制排水[4]。測筒裝土后，在土壤中埋設4支鹽分傳感器，埋設深度分別為5、20、40、70 cm土壤層位[1]。灌溉淋洗用水取自當?shù)氐?，含鹽量為300 mg/L以下。

1.2 試驗方法

本試驗采用測筒填土、灌水淋洗的方法進行土壤脫鹽試驗，試驗用土選取含鹽量不低于6 g/kg的重度鹽分土壤。在對測筒裝土前，先將鹽土充分拌和、過篩，裝土后加水浸泡，筒內(nèi)不向外排水，水分通過蒸發(fā)自然風干，待土體密實至與原狀土相同時測定土壤鹽分值，作為試驗前期數(shù)據(jù)。在測筒中埋設英國產(chǎn)PR2土壤剖面水分速測儀，用以監(jiān)測各層位土壤的含水率，避免土壤過量蒸發(fā)使各層位土壤平均含水率低于30%最大田持量，引起鹽分上返，從而增加洗鹽用水量。

灌水量設置了4、6、8 L 3個灌水量梯度處理，試驗中對不同梯度灌水量條件下的脫鹽過程進行對比試驗，灌水周期均為1周1次，灌水后關閉排水閥門，24 h后排出。3次重復，在每個測筒中土體的5、20、40、75 cm的4個土壤層位分別埋設FJA-10型土壤鹽分傳感器進行土壤鹽分值測定。試驗從2015年5月5日開始，對各處理進行灌水、排水，于5月12日進行首次觀測。取每個層位3個重復的土壤鹽分值作為每個層位的鹽分值。

2 結(jié)果與分析

不同灌水梯度下，土壤鹽分下降速度有所不同。經(jīng)過7次連續(xù)灌水洗鹽后，8 L灌水梯度處理條件下4個層位的土壤鹽分已達到較低值，各層位均值低于1 g/kg；經(jīng)過10次灌水洗鹽后，6 L灌水梯度處理條件下4個層位的土壤鹽分已達到較低值，各層位均值低于1 g/kg；16次灌水洗鹽后，4 L灌水梯度處理條件下4個層位的土壤鹽分已達到較低值，各層位均值低于1 g/kg。

2.1 各處理鹽分變化

由圖1可知，至7月3日，灌水8 L的處理各層位土壤平均鹽分值為0.24 g/kg，已達脫鹽土水平，而灌水6 L和4 L處理的鹽分仍較高，各層位土壤平均鹽分值分別為2.12 g/kg和4.81 g/kg，仍處于中鹽土和強度鹽土水平。

自7月10日起，繼續(xù)進行6 L和4 L處理的灌水洗鹽試驗，灌水6 L的處理，經(jīng)過2次灌排水后，其各層位平均鹽分值已經(jīng)達0.68 g/kg。4 L處理各層位平均鹽分為3.16 g/kg，仍處于中度鹽化土水平，再繼續(xù)灌排6次后，各層位平均鹽分值均下降為0.66 g/kg，達到脫鹽土水平。對各處理相同層位的鹽分洗淋過程進行比較，見圖2。

由圖2（a）～（d）可知，灌水量8 L、6 L和4 L這3種處理，在灌水排鹽后，其土壤鹽分總變化趨勢基本一致，均由鹽土逐步向脫鹽土水平過渡，其中表層土壤的脫鹽效果優(yōu)于深層土壤。在75 cm層位處，由于淋洗水量不同，4 L處理在灌水后出現(xiàn)由于淋洗水量不充足，鹽分在由上層向下層運移的過程中無法充分排出，使下層土壤出現(xiàn)一定程度的階段性積累，從而增加土壤脫鹽時間。

2.2 鹽分下降率

對各處理試驗前后鹽分值下降率進行百分比計算，可見灌水量與鹽分下降率呈正相關，即單次灌水量越大，其鹽分下降率也越高。灌水8 L處理的測筒，各層位總平均鹽分下降率達98.39%以上，而6 L和4 L處理的測筒則分別為82.25%和65.03%。不同沖洗水量下，各處理不同層位鹽分下降率見圖3。

由圖3可知，在采用不同水量淋洗的情況下，灌水量越大排鹽效果越明顯。試驗中不同層位鹽分的下降率，除受外界影響因素最大的表層5 cm外[5]，其余各層位鹽分都均表現(xiàn)為灌水8 L>6 L>4 L。

2.3 不同灌水量下鹽土脫鹽定額的確定

2.3.1 鹽土狀態(tài)下灌水量為8 L的處理脫鹽定額的確定。測筒模擬排鹽試驗，自5月5日至7月3日，共進行8次灌水，自第7次灌水排鹽后，不同層位的平均鹽分值已達到0.74 g/kg，達到脫鹽土水平。將每1 L水折換成水層深度14.2 mm計，每次灌水8 L的處理，要將鹽土達到脫鹽土水平，需要淡水795.2 mm。

2.3.2 鹽土狀態(tài)下灌水量為6 L的處理脫鹽定額的確定。灌水量為6 L的鹽土測筒模擬排鹽試驗，自5月5日至8月7日，共灌水11次，自第10次灌水后，土壤平均鹽分值下降為0.68 g/kg，達脫鹽土水平，共計消耗淡水量為852 mm。

2.3.3 鹽土狀態(tài)下灌水量為4 L的處理脫鹽定額的確定。灌水量為4 L的鹽土測筒模擬排鹽試驗，自5月5日試驗開始到8月28日試驗結(jié)束，灌水16次后，土壤平均鹽分下降為0.66 g/kg，達脫鹽土水平，耗用水量908.8 mm。

3 結(jié)論與討論

（1）試驗在模擬工程措施下，對江蘇省濱海鹽漬土在飽和入滲的條件下進行洗鹽，發(fā)現(xiàn)在不同灌水量下均能達到較好的脫鹽效果，但土壤脫鹽的階段脫鹽率及脫鹽速度存在差別，具體表現(xiàn)為灌水8 L>6 L>4 L。同時，上層土壤脫鹽效果較下層明顯，在水量不足的情況下，下層土壤存在淋洗不充分，無法將鹽分及時帶出土體的現(xiàn)象[6]。

（2）試驗得出江蘇沿海地區(qū)鹽土（>6 g/kg）的脫鹽定額為：8 L處理脫鹽需水量為795.2 mm，6 L處理脫鹽需水量為852 mm，4 L處理脫鹽需水量為908.8 mm。

4 參考文獻

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