定邊防洪排澇工程土壤鹽漬化環(huán)境影響分析及防治

張嫄，王岑，孫超

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安710001）

定邊防洪排澇工程土壤鹽漬化環(huán)境影響分析及防治

張嫄，王岑，孫超

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安710001）

在干旱地區(qū)，蓄水工程的滲透浸沒將會引起工程區(qū)周邊的土壤鹽漬化問題。針對定邊縣城城北防洪排澇工程開展對土壤鹽漬化環(huán)境影響分析，通過水文地質(zhì)調(diào)查、土壤布點監(jiān)測、地下水質(zhì)監(jiān)測、植被調(diào)查等，采用疊圖法分析預測工程產(chǎn)生的土壤鹽漬化程度、范圍，提出工程、生物、物理、農(nóng)業(yè)等措施對土壤鹽漬化進行防治措施。

水利工程；土壤鹽漬化；環(huán)境影響；防治措施

土壤鹽漬化是指由于漫灌和有灌無排，導致地下水位上升、土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發(fā)后，鹽分積累在表層土壤中，當土壤含鹽量太高（超過0.3%）時，形成的鹽堿災害。蓄水工程建成運行后，隨著蓄水位升高，庫周地下水位和土層中的毛細管水也隨之升高，導致工程周圍浸沒、濕陷，易出現(xiàn)沼澤化、鹽漬化的現(xiàn)象[1]。也有相關(guān)研究指出，土壤與地下水中含有鹽分是產(chǎn)生土壤鹽漬化的內(nèi)在因素，而一定的氣候、地貌、地下水位、土壤質(zhì)地以及排灌設施、耕作措施等因素是其形成的外部條件[2]。

1 工程概況

定邊縣城北防洪排澇工程位于陜西省定邊縣縣城東北方向，工程以城區(qū)防洪、排澇為主，蓄滯城區(qū)雨洪和再生水，兼顧改善生態(tài)環(huán)境。工程由排澇渠、城北蓄滯洪區(qū)、退水渠三大部分組成。蓄滯洪區(qū)由高池、低池組成，總庫容1590萬m3，平均水深2.87 m，面積6.66 km2。

定邊縣屬于陜北黃土高原北部與毛烏素沙漠南緣的過渡地帶，屬溫帶半干旱內(nèi)陸性氣候，根據(jù)定邊縣氣象站1980～2009年實測氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫為8.7℃，多年平均降水量316.9 mm，年蒸發(fā)量2490 mm。工程建成后，蓄滯洪區(qū)將引起池周地下水位上升，再加上項目區(qū)氣候、地貌、土壤質(zhì)地、植被等因素，區(qū)內(nèi)具有產(chǎn)生土壤鹽漬化的可能性。本文主要從地下水位、土壤、地下水質(zhì)、植被等幾個方面，分析預測工程土壤鹽漬化的變化情況。

2 工程運行期土壤鹽漬化環(huán)境影響分析

2.1 土壤鹽漬化分析

一般來說，地下水的埋藏深度達到一定高度時，土壤內(nèi)和地下水中的鹽分會隨著水分的運行，沿毛細管上升至地表，造成地表鹽分的積累，這時的地下水埋深可稱為土壤鹽漬化的臨界地下水位深度[3]。地下水位埋深越淺，受到蒸發(fā)作用的影響程度越大，地下水沿毛細管的上升動力越大，帶到地表的鹽分就越多，造成鹽漬化的程度越重。

根據(jù)地下水現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果，高池及低池南部現(xiàn)狀地下水位埋深4 m~8 m，低池中部現(xiàn)狀地下水埋深3 m~4 m，低池北部現(xiàn)狀地下水位埋深2 m~3 m。經(jīng)預測，當工程建成蓄水后，蓄水池周邊入滲可能引起土壤鹽漬化的礦化地下水的深度平均為2 m~3 m。將地下水現(xiàn)狀埋深圖及預測50年地下水水位升幅圖進行疊加，得出在低池北部地區(qū)現(xiàn)狀地下水位較淺處，可能會產(chǎn)生土壤鹽漬化，低池北部可能發(fā)生土壤鹽漬化的面積約3.1 km2。

2.2 土壤含鹽量、類型、孔隙狀態(tài)等對的土壤鹽漬化的影響

2.2.1 土壤含鹽量

土中鹽分，特別是易溶鹽（如氯化鈉、芒硝等）的含量及類型對土的物理、水理、力學性質(zhì)影響較大。地下水位上升或土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發(fā)后，使鹽分積累在表層土壤中，當土壤含鹽量太高（超過0.3%）時，形成鹽堿災害。

為調(diào)查評價區(qū)土壤鹽漬化水平，在評價區(qū)進行網(wǎng)格布點，各樣點東西相距500 m，南北相距500 m，共設46個采樣點。測得結(jié)果如圖1所示。

調(diào)查結(jié)果顯示，評價區(qū)土壤含鹽量的范圍為0.02%~3.70%，平均值為0.24%，處于輕度鹽漬化水平。

為了預測擬建的高低池處的土壤鹽漬化水平，在擬建的高、低池處共布設了34個現(xiàn)狀監(jiān)測點位，其中高池12處，低池22處，監(jiān)測結(jié)果顯示，擬建高池處土壤含鹽量多分布在0.024% ~0.2180%之間，平均含鹽量0.05%，擬建低池處土壤含鹽量多分布在0.028%~0.2%之間，平均含鹽量0.07%，可見擬建城北蓄洪滯區(qū)蓄水池的高、低池處的土壤含鹽量均較大，土壤平均含鹽量低池略大于高池。

圖1土壤不同深度含鹽量柱狀圖

2.2.2 土壤類型、土壤質(zhì)地

工程影響到的土壤類型主要為風沙土，還有少量沼澤土、鹽土、草甸土?？傮w來說，評價區(qū)土壤透水性較強，結(jié)構(gòu)較為疏松，保水保肥能力差。

土壤質(zhì)地不同，則土壤的孔隙狀況不同，因而也直接影響著鹽分的積累過程。粘質(zhì)土壤的毛管過于細小，毛管水上升高度受到抑制，所以粘土地下水臨界深度較小，土壤比較不易鹽化；砂質(zhì)土的毛管孔隙直徑較大，地下水借毛管力上升的速度快，但高度較小，其地下水臨界深度略大于或近于粘質(zhì)土，土壤也比較不易鹽化；粉砂土毛管適中，地下水位上升速度快，高度也大，地下水臨界深度也大，土壤易產(chǎn)生鹽漬化[3]。

2.3 地下水質(zhì)對土壤鹽漬化的影響

地下水質(zhì)對土壤鹽漬化的影響是多方面的，主要包括地下水礦化度等。根據(jù)研究，在裸地蒸發(fā)條件下，土壤積鹽主要發(fā)生在地表附近0 cm~20 cm范圍內(nèi)，積鹽量隨潛水埋深增加而減小，兩者基本為指數(shù)關(guān)系，隨潛水礦化度增加而增加，兩者基本為線性。當土壤初始含鹽量越大，土壤淋洗脫鹽深度越小，淋洗后的土壤溶液濃度越大，因而也越易于產(chǎn)生蒸發(fā)。

根據(jù)對項目區(qū)周邊地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測，高池處的地下水礦化度為538 mg/L，低池附近為438 mg/L~1267 mg/L，高、低池附近地下水礦化度較高，具備土壤鹽漬化的形成條件。

2.4 植被對土壤鹽漬化的影響

在鹽堿土中生長著一些耐旱、耐鹽堿的植物，它們具有抗鹽和積鹽能力，植株體內(nèi)積累鹽分，當植物死亡后，有機體分解，鹽分又回到土壤中，使土壤不斷積鹽，因此，這些植物對土壤具有一定的積鹽作用[4]。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及衛(wèi)星遙感，工程評價區(qū)及其周邊地區(qū)沒有高大山體，海拔高度大致在1300 m~1350 m之間?；槌睾推埑貜暮I到最高處僅有十幾米的海拔落差，因此垂直分帶并不明顯。但是從湖濱到最高處植物的分布表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。評價區(qū)植被分布規(guī)律詳見圖2。

根據(jù)植被樣方調(diào)查，工程區(qū)內(nèi)具有積鹽作用的植物主要有冰草、芨芨草、檉柳、鹽爪爪、駱駝刺等，這些積鹽作物的生長對項目區(qū)鹽漬化的形成起到了促進作用，也對項目區(qū)鹽漬化起到了一定的指示作用。

圖2評價區(qū)植被分布規(guī)律示意圖

3 土壤鹽漬化防治措施

3.1 工程措施

首先對蓄水池圍壩迎水面及蓄水池池底采用土工膜防滲措施，減少蓄水池向地下水的滲漏補給量，既可以降低蓄水池周邊的地下水位，防止周邊水位抬升造成的土壤鹽漬化。

3.2 生物措施

根據(jù)預測，在工程周邊可能發(fā)生土壤鹽漬化的區(qū)域如低池北部（面積約3.1 km2）、退水渠沿線（面積約1.5 km2），種植耐鹽性樹木及抗鹽性較強的牧草。

結(jié)合植被保護措施及水土保持方案，種植沙棗、枸杞等喬灌，改善小氣候，增加空氣濕度，減少地面蒸發(fā)，吸收土壤水分，降低地下水位。

種植牧草可以疏松土壤，抑制土壤返鹽和中和改堿的作用。在選擇作物培植時，需要因地制宜，如在較重的鹽堿地上，可選擇耐鹽堿較強的田菁、紫穗槐等，中度鹽堿地可以種植草木犀、紫花苜蓿、黑麥草等，鹽堿威脅不大的地則可種植豌豆、蠶豆、紫云英、高粱等耐鹽作物。

3.3 物理措施

對運行期蓄水池附近產(chǎn)生的分布相對集中、地面起伏較小的鹽堿土地進行平整，促進水分均勻下滲，從而有利于提高降雨淋鹽和灌溉洗鹽的效果。

3.4 農(nóng)業(yè)措施

（1）蓄水池附近的耕地盡量避免施用氯化氨、碳酸銨，可盡量選用酸性肥料，如硫酸銨和過磷酸鈣等。

（2）增加有機肥料的使用，改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，改良鹽堿土理化性質(zhì)，增加土壤的通氣性、透水性，促進鹽分的淋洗，活化土壤中的微量元素及磷素，改善養(yǎng)料的供應狀況，分解后產(chǎn)生的有機酸可中和土壤中的堿性。

（3）耕作時深耕深松，改善土壤的物理性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，增強保墑抗旱能力，阻止水鹽上升，但深耕應該注意防止將暗堿翻到地表。

4 結(jié)語

總體來說，土壤鹽漬化問題與工程蓄水后造成的地下水位上升有主要關(guān)系，除此以外，也與工程周邊的土壤、地下水質(zhì)、氣候、地貌、植被等關(guān)系密切。在進行水利工程尤其是干旱地區(qū)的蓄水工程土壤鹽漬化環(huán)境影響分析及預測時，應注意：

（1）詳細調(diào)查項目區(qū)地下水位埋深，預測其地下水位上升幅度，確定土壤鹽漬化的臨界地下水位深度；

（2）可采用布設采樣點、監(jiān)測點等方法對項目區(qū)土壤鹽漬化水平詳細調(diào)查，尤其是對擬建的工程區(qū)土壤含鹽量應該調(diào)查清楚；

（3）確定工程周邊土壤類型、土壤質(zhì)地，并根據(jù)地下水監(jiān)測資料，分析工程周邊地下水的礦化度；

（4）調(diào)查工程周邊的植被、地貌、土壤蒸發(fā)量等因素，最終結(jié)合以上多種因素，對工程建成后周邊的土壤鹽漬化進行預測。

在進行土壤鹽漬化防治時，可采取防滲、地面平整等措施，并適當結(jié)合水土保持措施種植耐鹽性樹木、灌木及抗鹽性較強的牧草，改善小氣候，增加空氣濕度，減少地面蒸發(fā)，吸收淺層土壤水分，也可結(jié)合農(nóng)業(yè)措施，深耕深松，合理施肥，多采用酸性肥料，并增加有機肥料的使用。

[1]張澤平，劉猛，馬釗.淺談平原水庫的滲漏危害及勘察[J].山東水利，2010年9月.

[2]劉慶生，劉高煥，趙軍.土壤類型、質(zhì)地和土地類型對土壤鹽漬化水平的指示[J].中國農(nóng)學通報，2008年1月，第24卷第1期.

[3]魯春霞，于云江，關(guān)有志.甘肅省土壤鹽漬化及其對生態(tài)環(huán)境的損害評估[J].自然災害學報，2001年2月，10卷1期.

[4]李凱.北水南調(diào)工程隊區(qū)域土壤鹽漬化形成的影響[J].東北水利水電，2009年第10期.

S156.4

B

1673-9000（2017）03-0038-03

2017-02-07

張嫄(1984-)，女，陜西寶雞人，工程師，主要從事環(huán)境影響評價、水土保持工作。