引嫩工程對地下水生態(tài)環(huán)境的影響與防治

龍麗

（黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，黑龍江哈爾濱150080）

引嫩工程對地下水生態(tài)環(huán)境的影響與防治

龍麗

（黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，黑龍江哈爾濱150080）

國內(nèi)干旱、半干旱鹽堿區(qū)引水發(fā)展灌溉，均以能否防治土壤鹽堿作為衡量引水成敗的標(biāo)志。因此，對北部引嫩工程20余年來土壤水動(dòng)態(tài)規(guī)律與防治土壤鹽堿措施研究成果，具有重要的現(xiàn)實(shí)與深遠(yuǎn)意義。

地下水；生態(tài)環(huán)境；土壤鹽堿；防治措施；引嫩工程

北部引嫩工程自1976年8月開始向松嫩低平原供水，年設(shè)計(jì)引水量4.65億m3，并開始了土壤水鹽動(dòng)態(tài)與防治土壤鹽堿措施的研究。21世紀(jì)以來，嫩江干流最大的水利樞紐——尼爾基水庫與嫩干北引渠首攔江水閘先后建成興利，北部引嫩工程一期工程擴(kuò)建后，年引嫩江水為14.68億m3，為原設(shè)計(jì)年水量的3.2倍，新增加的水量主要用于灌溉與生態(tài)用水。

1 概況

1.1 地理位置

本文涉及的地理位置，位于嫩江干流左岸中下游松嫩的低平原。北起烏裕爾河與訥漠爾河分水嶺，南到松花江干流，西起嫩江干流，東至明青高地分水嶺，總面積5.6萬km2（105.6萬hm2），屬于烏裕爾河、雙陽河、安肇新河、肇蘭新河等流域。行政區(qū)包括齊齊哈爾市區(qū)嫩左郊區(qū)，訥河、富裕、依安、拜泉；大慶市的郊區(qū)、林甸、杜蒙、肇州、肇源；綏化市區(qū)、明水、青岡、蘭西、安達(dá)、肇東等縣（市）區(qū)。

1.2 分布的土壤

分布有5類亞類土壤，共計(jì)面積92.79萬hm2：鹽土類17.43萬hm2，堿土類9.50萬hm2，鹽化草甸土亞類34.13萬hm2，鹽化沼澤土亞類7.91萬hm2，堿化草甸土亞類23.82萬hm2。目前雖還不是鹽堿土或鹽化、堿化草甸土、沼澤鹽化亞類，當(dāng)引水用水不當(dāng)，發(fā)展農(nóng)田與草原灌溉與生態(tài)用水，也可能形成新的次生鹽漬化土壤，土壤一旦形成鹽漬土后，輕則減產(chǎn)，重則寸土不生，這類土壤包括石灰性草甸土亞類，黑鈣土類，總面積約有103.98萬hm2：其中石灰性草甸土亞類65.8萬hm2，占36.69%；黑鈣土類38.15萬hm2，占63.3%。區(qū)內(nèi)新積土面積較大，均受洪水泛濫的影響。

2 地下水生態(tài)環(huán)境

2.1 項(xiàng)目

地下水生態(tài)環(huán)境包括地下水位與水質(zhì)（即礦化度），對鹽堿土與鹽化、堿化土壤的形成極為密切。為此，在興建北引烏南引水干渠的同時(shí)，就以總干渠為中心的兩側(cè)垂直引水干渠50～60 m，160 m，300～500 m布設(shè)土壤水鹽動(dòng)態(tài)規(guī)律點(diǎn)的研究，地下水位即在非凍結(jié)期半月測定一次水位，每年（不定期）的枯、豐水期對重點(diǎn)觀測開采取水樣，分析PH、重碳酸、碳酸、氯、硫酸、鈣、鎂、鈉、鉀、總鹽量等。在井的1 m四周采取土樣（即0～20，20～50，50～100 cm）擾動(dòng)分析土壤樣的pH及鹽分含量，分析項(xiàng)目與水分析項(xiàng)目相同。

2.2 主要研究成果

2.2.1 地下水位

1）19 km（基本無鹽堿土的分布）。地下水最高水位2.89～3.56 m，最低水位4.35～4.39 m，變幅在1.11～0.78 m。水位變化與輸水期與降水量相關(guān)，通水后與土壤鹽堿沒有明顯的變化。1998年區(qū)內(nèi)發(fā)生特大洪水后，1999年11月平均水位為2.43 m。

2）58 km（有小量的鹽堿土）。地下水最高水位0.88～1.47 m，最低水位4.39～4.86 m，抬高3.0～0.39 m。1998年區(qū)內(nèi)發(fā)生特大洪水后，1999年11月測定地下水位為2.0～2.5 m，平均為2.25 m。

3）薩分干（鹽堿土面積較多）。最高水位0.980～2.896 m，最低水位3.48～4.46 m，變幅為1.6～2.5 m。1998年區(qū)內(nèi)發(fā)生特大洪水后，1999年11月測為1.25～2.70 m，平均為1.89 m。

通過20余年地下水位測定，均有上升與消退兩個(gè)過程。地下水上升出現(xiàn)在每年的土壤凍層化通時(shí)，地下水消退的最低點(diǎn)，在土壤凍結(jié)化通時(shí)，可見土壤凍結(jié)是地下水消退的主要原因。

2.2.2 地下水水質(zhì)

1）19 km。pH只有2個(gè)點(diǎn)略高，其余各處均低于通水前；有6處礦化度高于通水前，但減多增少，可見，引入低礦化度嫩江水地下水鹽分有減輕的趨勢。1999年11月分析，Na與K較通水前減少，但Ca與Mg等增加，說明水質(zhì)有改善的趨勢。

2）58 km。礦化度增加的有4.6項(xiàng)，減少的有5.8項(xiàng)，即減多增少。1999年11月 ，在區(qū)內(nèi)采取1998年發(fā)生大洪水后的水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，較通水前增加的有7項(xiàng)，減少的有16項(xiàng)，即減多增少，土壤鹽漬有減輕的趨勢。

3）薩分干。礦化度增加的有6.625項(xiàng)，減少的有4項(xiàng)，即增多減少少，但1999年11月采取水樣分析較1998年區(qū)內(nèi)發(fā)生特大洪水后，增加的有9項(xiàng)，減少的有14項(xiàng)，也是減多增少，說明洪水也帶走了一些鹽分。

2.2.3 土壤pH與鹽分

數(shù)學(xué)新課程強(qiáng)調(diào)：“教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，向?qū)W生提供充分從事數(shù)學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)，幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能、數(shù)學(xué)思想和方法，獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn).學(xué)生是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主人，教師是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和合作者.”

通過20多年對3個(gè)渠段19個(gè)剖面點(diǎn)133層次土壤pH、鹽分含量分析說明：

其中較通水前pH增加的有39個(gè)，占29.3%；總鹽增加的有41個(gè)，占30.8%；CO-23增加的有24個(gè)，占18.0%；HCO-13增加的有79個(gè)，占59.4%；Cl-增加的有27個(gè)，占20.3%；SO-24增加的有36個(gè)，占27.1%；Ca+2增加的有38個(gè)；占28.6%；Mg+2增加的有66個(gè)，占49.6%；Na++K+增加的有40個(gè)，占30.1%?？偟目丛錾贉p多，有減少的趨勢。

北引烏南總干渠兩側(cè)pH與鹽分變化趨勢見表1。

表1 北引烏南總干渠兩側(cè)pH、鹽分變化趨勢表

表1增加較多的是薩分干，主要是因曾利用北引干渠種植水稻，排水無出路，土壤靠地面蒸發(fā)，鹽隨氣散，氣散鹽存，而造成土壤次生鹽堿化（己停止灌溉）。此外，在水庫的周圍，低平地在水庫下1 000 m以內(nèi)，土壤鹽堿較蓄水前明顯增加，其中草甸蘇打鹽堿土約增加3倍（在修水庫蓄水前草原中草甸蘇打鹽堿土約占5%，目前已占20%以上），為此，防治土壤鹽堿化仍是工程運(yùn)行管理不可忽視的問題。

3 防治土壤鹽堿的措施

1）規(guī)劃設(shè)計(jì)防治土壤鹽堿措施。20世紀(jì)70年代初，進(jìn)行北部引嫩工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，將防治土壤鹽堿列為規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容，并在施工期間予以落實(shí)。由于北引擴(kuò)建工程，是在原北部引嫩總干渠的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建的，因此，防治土壤鹽堿措施，也為引嫩工程擴(kuò)建打下了好的基礎(chǔ)。

2）烏南引水渠在地面下運(yùn)行。為減少引水對沿渠地下水位的影響。烏南引水總干渠最高水位與地面持平，完全處于地下行水。

3）非引水期，引水渠中不存水。根據(jù)松嫩平原屬季節(jié)性凍土區(qū)，每年從4月下旬至10月下旬非凍結(jié)期引水，從每年10月下旬至次年的4月下旬，土地結(jié)凍與水的結(jié)冰期，渠系放空不存水，防止渠道水補(bǔ)給渠道兩側(cè)的地下水源。

4）生物排水，降低沿引渠側(cè)滲對地下水的影響。北部引嫩烏南總干渠基本完成施工后即開始營造速生的楊樹林帶，通過林帶吸收地下水減少地下水側(cè)滲抬高地下水與側(cè)滲范圍，經(jīng)過10余年楊樹間伐既減少側(cè)滲抬高沿渠道側(cè)滲的影響，改變了生態(tài)環(huán)境也增加了經(jīng)濟(jì)收入。由于擴(kuò)建是在原北引引水干渠的西側(cè)進(jìn)行擴(kuò)建的，部分林帶將受到一些影響，在擴(kuò)建后即應(yīng)進(jìn)行造林，在樹種上應(yīng)增加經(jīng)濟(jì)與用材林，并應(yīng)與喬灌結(jié)合，對鹽堿重的地區(qū)采取客土的辦法，避免因鹽堿重林不易活等問題。

①北引工程為半年引水期，而大慶與紅旗泡水庫向大慶工業(yè)與生活供水全部用管道全年每天不間斷地供水，實(shí)際上起到排水作用。

②20世紀(jì)60年代中期，區(qū)內(nèi)建成了安肇新河與肇蘭新河2條骨干排水河道，據(jù)大慶地區(qū)防洪工程管理處24年庫里泡、青肯泡滯洪區(qū)與污水庫泄水量資料統(tǒng)計(jì)：總泄水量614 742.51 m3，其中安肇新河庫里泡泄水量479 482.31 m3，占泄水總量的80.05；青肯泡滯洪區(qū)與污水庫泄水量122 630.1萬m3，占23.40%。

兩河年泄水量為25 614.27 m3，而水中礦化度（含鹽量）1 473.72 mg/L，為北引渠首嫩江水礦化度48.35 mg/L的30.48倍。如進(jìn)一步加大引嫩水量與兩河的泄水量，從區(qū)內(nèi)水量與鹽分平衡分析，能使低平原鹽堿土減輕。

③堅(jiān)持以排定灌，排灌結(jié)合。在北部引嫩工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持以排定灌，沒有排水工程，不允許發(fā)展灌溉的基本正確原則。

6）提高供水水價(jià)，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)廢水廠內(nèi)循環(huán)利用。

青肯泡污水庫規(guī)模是按乙烯廠年生產(chǎn)30萬t乙烯排蓄的工業(yè)生產(chǎn)廢水而確定的，但經(jīng)歷了年生產(chǎn)乙烯60萬t、90萬t直至目前120萬t，廢水量與污水庫規(guī)模卻沒有變，而且供水的水價(jià)也在不斷提高，所以應(yīng)該加大廠內(nèi)廢水循環(huán)利用的力度，并堅(jiān)持廠內(nèi)經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后，才允許泄水入青肯泡污水庫。

7）種植水稻利用改良鹽堿地。水稻種植具有二重性，用水量大，但若有完善的排水工程，可以利用其改良鹽堿地。北部引嫩工程烏南灌區(qū)繁榮等鄉(xiāng)，北引水前為克山病、大骨節(jié)病多發(fā)地區(qū)，北引烏南總干渠通水并發(fā)展水稻灌區(qū)后，改善了水的環(huán)境，食品結(jié)構(gòu)中增加了大米，多年來再未發(fā)生地方病，人們健康水平明顯提高，鹽堿地與鹽堿化土壤面積也逐年減少。

此外，其它的農(nóng)業(yè)技術(shù)與化學(xué)改良劑等對改良鹽堿地與鹽堿化土壤也有很好的效果。

4 結(jié)語

干旱、半干旱鹽堿土與鹽堿化土壤地區(qū)如引水用水不當(dāng)，將使原有的鹽堿地或鹽堿較輕的土壤鹽堿加重，即使目前還不是非鹽堿地與鹽堿化土壤，也可能形成次生鹽漬地。如土壤形成鹽堿土后，輕則減產(chǎn)，重則成為不毛之地，失去農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的價(jià)值，因此國內(nèi)外都將引水發(fā)展灌溉后能否防治土壤鹽堿作為衡量工程成敗的重要標(biāo)志。為此，北部引嫩工程20余年防治土壤鹽漬措施的研究成果，對引嫩擴(kuò)建工程具有重要意義。

如今后加大引入優(yōu)質(zhì)嫩江水量，并加大安肇新河與肇蘭新河2條骨干排水河道泄水量，將使松嫩低平原鹽堿化土壤得到改良。

［1］劉彥君，龍顯助，田壯飛，趙義，馬延廷.北部引嫩工程對環(huán)境的影響與水土資源保護(hù)措施研究［M］.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，1999，5.

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2017-07-05