基于人民勝利渠灌區(qū)土壤次生鹽堿化方面的探索

周在美

(河南省人民勝利渠管理局，河南 新鄉(xiāng) 453000)

1 基本情況

河南省人民勝利渠灌區(qū)是新中國成立后在黃河下游建設(shè)的第一個引黃灌區(qū)，1952年完工即于當(dāng)年開始灌溉農(nóng)田，已有69a的歷史。除了保證農(nóng)田正常灌溉以外，還向灌區(qū)內(nèi)新鄉(xiāng)等城市提供生活和工業(yè)用水，在20世紀80年代還曾通過衛(wèi)河把黃河水輸送到省外，解決天津市缺水的燃眉之急。人民勝利渠引黃灌溉的實踐不僅改變了中國歷史上“黃河百害，唯富一套”的說法，而且創(chuàng)造了世界上利用多沙河流水資源的成功先例。

2 在防治次生鹽堿化方面所做的工作

2.1 加強水鹽監(jiān)測工作

土壤次生鹽堿化的發(fā)生與發(fā)展，是緩慢進行的，因為地下水位的上升和耕層土壤鹽分的積累，都得有一個過程。根據(jù)人民勝利渠灌區(qū)的教訓(xùn)，從1958年采取“大引、大蓄、大灌”，破壞了灌區(qū)水量平衡，引起地下水位惡性上升開始，到1961年灌區(qū)次生鹽堿地大量發(fā)生止，經(jīng)歷了2-3a的時間。因此，為了有效地防止次生鹽堿化的發(fā)生，加強水鹽監(jiān)測工作是十分重要的。只有通過長期的、系統(tǒng)的水鹽監(jiān)測，才能了解水鹽動態(tài)的現(xiàn)狀及其運動規(guī)律，才能有針對性地提前采取有效措施，防患于未然。同時，即使對已經(jīng)發(fā)生了土壤次生鹽堿化的土地，或者是老鹽堿地的改良，也要通過水鹽監(jiān)測工作，在確知地下水埋深、礦化度和土壤含鹽量及其離子組成后，才能選用正確的改良措施。也只有通過水鹽監(jiān)測，才能判斷不同措施的改良效果。因此，要防治土壤次生鹽堿化，搞好水鹽監(jiān)測工作是前提。

2.2 確定水鹽動態(tài)的安全指標(biāo)

從防治土壤次生鹽堿化的角度出發(fā)，主要是確定地下水埋深和耕層土體含鹽量2個方面的安全指標(biāo)。地下水安全埋深，也稱臨界深度，它是指能抑制土壤返鹽的地下水埋深[1]。這在不同的季節(jié)、不同的土壤質(zhì)地的地區(qū)，是完全不同的。根據(jù)人民勝利渠灌區(qū)的多年研究實踐，早春和汛前兩季節(jié)對不同土壤所應(yīng)達到的地下水位控制標(biāo)準(zhǔn)如下：

2.2.1 早春地下水安全埋深

土壤在汛期過后就已開始返鹽，但主要的積鹽時期在蒸發(fā)大、降雨小的早春(2月)以后。當(dāng)全剖面輕質(zhì)土、深位夾黏土(指1.0-2.0m輕質(zhì)土層中間出現(xiàn)厚度>30cm的黏土層)和中位夾黏土(指0.3-1.0m輕質(zhì)土層中間出現(xiàn)厚度>30cm的黏土層)，在積鹽時期地下水埋深分別<2.0m、1.6m、1.0m以后，開始出現(xiàn)次生鹽堿化現(xiàn)象。這3個埋深就是防止土壤次生鹽堿化的臨界深度。

2.2.2 汛前地下水安全埋深

控制地下水位的目的，在于充分利用汛期雨季的降雨，淋洗耕層土壤的鹽分。在同一土質(zhì)條件下，汛前地下水埋藏愈深，脫鹽深度愈大，脫鹽率愈高。人民勝利渠灌區(qū)，從防治土壤次生鹽堿化與防澇的需要出發(fā)，提出在壤土地區(qū)，非汛期地下水埋深的安全深度為2m.實踐證明，采用這個安全深度來控制地下水埋深，是可行的。

2.3 土壤鹽分的安全含量

土壤耕層鹽分含量的大小，直接關(guān)系到農(nóng)作物的生長發(fā)育。水鹽動態(tài)預(yù)報可以告知未來一年中土壤鹽分的變化，但它對農(nóng)作物是否有害，還得有一個判別標(biāo)準(zhǔn)。在人民勝利渠灌區(qū)，當(dāng)耕層(0.2-0.3m)土壤含鹽量<0.2%(干土重)時，對各種農(nóng)作物均無害；當(dāng)耕層土壤含鹽量>0.2%時，由于土壤鹽分組成的不同，對不同農(nóng)作物有不同的影響。一般來說，農(nóng)作物的苗期，耐鹽能力比較低，生長中后期，耐鹽能力比較高；棉花、高粱等作物耐鹽能力比較高，小麥、玉米等作物耐鹽能力較低。

2.4 搞好灌區(qū)水量平衡

水鹽動態(tài)預(yù)報的結(jié)果，可以提前告知未來一年中，預(yù)報地區(qū)地下水埋深以及土壤鹽分等的變化狀況。當(dāng)?shù)弥A(yù)報地區(qū)地下水位會上升，土壤有返鹽趨勢時，就應(yīng)該及早采取措施，搞好灌區(qū)水量平衡。一方面要控制渠灌引水，減少來水量；另一方面要及早開挖疏浚排水系統(tǒng)，增加排水量。使灌區(qū)來去水量在一個新的、不致引起地下水位上升的基礎(chǔ)上達到平衡。在沒有土壤次生鹽堿化威脅的地區(qū)，搞好水量平衡仍然是一項十分重要工作。水量平衡搞好了，生態(tài)環(huán)境就能得到改善。歷史上由于沒有注意水量平衡，致使土壤次生鹽堿化、沼澤化的教訓(xùn)是很多的[2]。

人民勝利渠灌區(qū)自1952年4月開灌后，由于注意適量引水，科學(xué)灌溉，灌區(qū)水量平衡狀況一直良好，糧棉產(chǎn)量穩(wěn)步上升。1958年以后，由于采取了錯誤的“大引、大蓄、大灌”的方針，致使土壤次生鹽堿化的大量發(fā)展(見表1)。

表1 不同時期水量平衡狀況

從表中可以看出：①1958年-1961年，人民勝利渠從渠首引入灌區(qū)的水量達56.733億m3，而用于農(nóng)田灌溉的水量只有18.116億m3，引水量是農(nóng)田用水量的3倍，水量平衡嚴重失調(diào)，地下水位惡性上漲。開灌初期，灌區(qū)平均地下水埋深2.76m，但到此期，灌區(qū)地下水平均埋深只有1.38m，部分地區(qū)已接近地表，最終致使土壤次生鹽堿化的大量發(fā)展，加上原有老鹽堿地0.69萬hm2，1961年全灌區(qū)鹽堿地面積已達1.89萬hm2。②相距30年以后，1988年-1991年，人民勝利渠從渠首引入灌區(qū)的水量只有25.135億m3，用于農(nóng)田灌溉的水量為16.962億m3，在此期間灌區(qū)已發(fā)展水稻1.2萬hm2左右，但總引水量只有1958年-1961年的44.3%，全灌區(qū)地下水平均埋深已達到3.61m。由于水量平衡狀況良好，不僅1.2萬hm2次生鹽堿地全部得到了改良，同時還改良了老鹽堿地0.6萬hm2。③從人民勝利渠灌區(qū)兩個時期的對比可以看出，控制渠灌，適時引水，保持水量供需平衡，對抑制地下水位上升，防止土壤次生鹽堿化的發(fā)生及老鹽堿地的改良，都具有十分重要的作用。

搞好水量平衡還要加強排水工作。人民勝利渠灌區(qū)土壤次生鹽堿化大發(fā)展時期，引水過量固然是一個主要因素，但排水系統(tǒng)不健全，有灌無排也是一個重要因素。后來采取控制渠灌引水，大搞3a除澇治堿工程，整治東、西孟姜女河和衛(wèi)河三條骨干排水河道，開挖排水溝等措施，才取得了改良的效果。

對于排水工程，主要的工作有兩方面。①確定適宜的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。目前人民勝利渠灌區(qū)，干排以上排水河道，均達到5a一遇的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以排地面水，而且可以排地下水；支排達到3a一遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，只能起到汛期排澇的作用；斗農(nóng)排沒有專門布設(shè)，多以路溝代替。②加強對排水工程的管理養(yǎng)護，以保證排水的暢通。特別是引黃灌區(qū)，灌溉退水的含沙量較大，排水渠容易淤塞，因此，搞好排水渠的清淤養(yǎng)護，十分重要[3]。

3 實行渠井結(jié)合灌溉

在易旱、易澇、易堿的地區(qū)，為了有效地控制地下水位，防止土壤次生鹽堿化的發(fā)生，搞好灌區(qū)水量平衡固然重要，但灌溉和排水，都是人為的措施。控制渠灌引水，可以減少來水量，但不能避免多雨年份增加的雨水量；在平原地區(qū)，開挖少量的骨干排水河道，對排除澇水和地下水有重要的作用，但總不能在所有地塊上都布設(shè)斗農(nóng)排，開挖深度也不可能太深，否則不僅工程量大，占地多，而且管理任務(wù)大、經(jīng)濟效益低。人民勝利渠灌區(qū)的實踐證明，無論從調(diào)控地下水位，合理利用水資源或者是防止次生鹽堿化等方面，實行渠井結(jié)合灌溉，都具有主要的現(xiàn)實意義。

3.1 控制地下水位

在平原地區(qū)，要想布設(shè)開挖密如蛛網(wǎng)的排水系統(tǒng)來控制地下水位，其難度是非常大的。根據(jù)人民勝利渠灌區(qū)的經(jīng)驗，實行井渠結(jié)合灌溉，是控制地下水位的有效手段。通過調(diào)查研究，曾得到了一個井渠灌水比值Q與地下水埋深升降值H1的關(guān)系式：H1=0.55-1.31Q，根據(jù)此式，對1982年-1983年的有關(guān)資料進行了計算。經(jīng)在全灌區(qū)調(diào)查，井渠灌水比值Q=0.29，由此算得地下水埋深升降情況見表2。

表2 灌區(qū)井渠用水比例與地下水的關(guān)系

從表2可以看出，在人民勝利渠灌區(qū)，當(dāng)井渠灌水比值達到0.29時，就可以基本保持地下水位不上升。灌區(qū)渠灌引水，1982年為4.24億m3，1983年為3.79億m3，由此，算得灌區(qū)井灌開采地下水量，1982年為1.23億m3，1983年為1.10億m3。目前，灌區(qū)井灌年開采地下水量約1.3-1.7億m3，因此，灌區(qū)地下水位穩(wěn)定下降，1994年全灌區(qū)地下水平均埋深達到3.2m，有效地防止了土壤次生鹽堿化的發(fā)生。

3.2 有利于除澇治堿

根據(jù)人民勝利渠灌區(qū)的觀測，普遍井灌一次，可以降低地下水位0.76m。一次在汛前或汛期，只要不是遭遇特大干旱，一般灌溉可優(yōu)先考慮用井灌。汛前用井灌，可以降低地下水位，增加汛期土壤的蓄水能力，減輕雨澇災(zāi)害，汛期降雨頻率較大，降雨量也較多，但也往往出現(xiàn)伏旱現(xiàn)象，因此，汛期的灌溉要特別慎重，多數(shù)情況下，宜用井灌，不用渠灌，這是因為用渠灌會抬高地下水位，如遇大雨，渠水與雨水重疊，會加重內(nèi)澇災(zāi)害。同時，渠水與雨水共同補給地下水，會使汛后地下水位持續(xù)處于高水位之下，這對防止冬春土壤返鹽，亦十分不利。

總的來說，實行井渠灌溉，對調(diào)控地下水位，合理利用水資源，綜合治理旱澇堿，都是行之有效的方法，是發(fā)展引黃灌溉的必由之路。