甘肅省鹽堿化區(qū)域地下水合理埋深分析與確定

楊建濤

（甘肅省討賴河流域水資源局，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

隨著甘肅省最嚴(yán)格水資源管理制度、地下水超采綜合治理、農(nóng)業(yè)水價(jià)改革試點(diǎn)等管理措施的實(shí)施，高效節(jié)水農(nóng)業(yè)面積不斷增加，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及替代水源工程等多措并舉，地下水開采量大幅減少。河西地區(qū)實(shí)施的石羊河流域重點(diǎn)治理、黑河治理、敦煌規(guī)劃等重點(diǎn)流域的水資源優(yōu)化配置和治理，水資源得到合理的開發(fā)利用，地下水超采得到有效遏制。根據(jù)地下水水位動態(tài)分析，地下水超采現(xiàn)象嚴(yán)重的內(nèi)陸河部分區(qū)域和景泰川灌區(qū)，地下水水位下降速率明顯減緩。酒泉市瓜州縣、玉門市、張掖市甘州區(qū)、臨澤縣、武威市民勤縣的部分區(qū)域地下水水位出現(xiàn)了回升，同時(shí)，部分區(qū)域次生鹽漬化的問題也顯現(xiàn)出來了[1]。

1 鹽堿化的基本概念

土壤中含有各種可溶性鹽類，氮、磷、鉀等是農(nóng)作物生長發(fā)育必需的鹽類，鈣、鈉、鎂等是對農(nóng)作物的生長發(fā)育有害的鹽類。土壤中對農(nóng)作物生長發(fā)育有害的鹽類含量超過農(nóng)作物所允許的程度，這種土壤稱為鹽漬土。含量未超過允許程度，但抑制農(nóng)作物生長，這類土壤稱為鹽漬化土壤。鹽漬土在自然條件下形成的，稱為原生鹽漬土，由于灌溉或排水不當(dāng)或耕作技術(shù)不良而引起的則稱為次生鹽漬土。文章涉及到的鹽堿化區(qū)域的鹽漬土均為次生鹽漬土[2]。

2 甘肅省鹽堿化簡述

2.1 鹽堿化概況

甘肅省地下水資源開發(fā)利用對土壤鹽堿化的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是大量開采高礦化的地下水（TDS 大于3g/L）灌溉，在強(qiáng)烈的蒸發(fā)濃縮作用下，表層土壤積鹽速度加快，土壤鹽堿化程度加重；二是地下水埋深較淺的區(qū)域引灌地表水、泉水資源（大水漫灌抬高了地下水位），加之排水不暢，鹽分在土壤上層聚集產(chǎn)生次生鹽堿化現(xiàn)象或使原生鹽漬土鹽堿化程度加重。

部分區(qū)域由于只重視增加地表水的飲用，而節(jié)水工程灌溉技術(shù)落后，土壤鹽分較大的灌區(qū)為了洗鹽壓鹽，不斷提高灌溉水量，使大量田間滲漏雖然能暫時(shí)降低土中的含鹽量，卻人為地抬高了地下水位，到來年春夏季節(jié)，隨著蒸發(fā)強(qiáng)度的增大，土壤含鹽量急劇上升，反而加重了土壤的鹽堿化程度，形成了惡性循環(huán)。鹽堿化區(qū)域多次大水漫灌洗鹽壓鹽后，由于地下水位上升和下部粘土層阻隔，易溶鹽不能外排，經(jīng)毛細(xì)現(xiàn)象向地表集中，產(chǎn)生次生鹽堿化現(xiàn)象，地表出現(xiàn)大量鹽斑。此外，由于地下水位上升，原生鹽漬土區(qū)蒸發(fā)量增大，使鹽堿化程度進(jìn)一步加重。

2.2 鹽堿化分布

甘肅省的土壤鹽堿化的區(qū)域主要分布在玉門-踏實(shí)盆地，面積約1196km2；花海盆地，面積約241km2；瓜州盆地，面積約228km2；酒泉盆地，面積約117km2；金塔盆地，面積為264km2；鼎新盆地，面積約189km2；張臨高盆地在黑河兩岸零星分布，面積約212km2；民勤盆地，面積約711km2；景泰縣景泰川，面積約473km2。全省合計(jì)鹽堿化面積約6559km2。均地處干旱地區(qū)的引水灌溉區(qū)，由于地表水的引灌，造成區(qū)域地下水水位上升，易發(fā)生土壤次生鹽堿化，因該區(qū)域地下水為咸水，利用價(jià)值不大，第三次水資源調(diào)查評價(jià)只計(jì)算了地表水體補(bǔ)給量和降水入滲補(bǔ)給量之和作為該區(qū)域地下水資源量，且未計(jì)入計(jì)算分區(qū)地下水資源量之中，也未計(jì)算可開采量。土壤鹽堿化的區(qū)域地下水資源量為4.72 億m3，鹽堿化區(qū)域礦化度M＞2g/L 地下水資源量及模數(shù)見表1。

表1 甘肅省礦化度M＞2g/L 地下水資源量及模數(shù)

3 鹽堿化區(qū)域埋深分析

3.1 鹽堿化易發(fā)區(qū)典型埋深情況

景泰縣景泰川引黃灌區(qū)是典型的由于引水灌溉發(fā)生較嚴(yán)重次生鹽堿化的地方，甘肅省水文水資源局在景泰縣景泰川已發(fā)生次生鹽堿化的區(qū)域有三眼地下水監(jiān)測井，分別是紅柳泉、余家窯和城關(guān)一隊(duì)，從2008 年開始監(jiān)測埋深，埋深在1.32～4.47m之間變化，此區(qū)域主要為景電工程的引水灌區(qū)，由于不斷的引水灌溉，該區(qū)域的地下水水位不斷抬升，相應(yīng)的鹽漬化現(xiàn)象逐年加重。景電灌區(qū)已發(fā)生鹽漬化的區(qū)域地下水2008-2019 年年平均埋深變化如圖1 所示。

圖1 鹽堿化區(qū)域典型地下水監(jiān)測井2008-2019 年年平均埋深變化圖

3.2 鹽堿化易發(fā)區(qū)埋深確定

甘肅省土壤次生鹽堿化易發(fā)區(qū)的地下水埋深采用“地下水控制埋深=土壤最大毛細(xì)水上升高度（hc）+耕作層厚度”的公式測算。最大毛細(xì)水上升高度通過參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來確定，見表2。各鹽堿化易發(fā)區(qū)表層土壤以壤土為主，主要采用拖拉機(jī)犁地，耕作層厚度約為0.30m，因此，理論毛細(xì)水上升高度經(jīng)驗(yàn)值hc 取壤土的最大值4.00m，則地下水控制埋深為大于4.30m。

表2 理論毛細(xì)水上升高度經(jīng)驗(yàn)數(shù)值表

統(tǒng)計(jì)已發(fā)生土壤鹽堿化的各盆地和河谷川地的監(jiān)測數(shù)據(jù)，計(jì)算各區(qū)域的埋深年變幅，取各監(jiān)測井埋深年變幅的中位數(shù)確定合理的地下水埋深，花海盆地鹽堿化易發(fā)區(qū)無地下水監(jiān)測井，埋深控制指標(biāo)按5m 確定。各盆地鹽堿化易發(fā)區(qū)地下水埋深控制指標(biāo)見表3。

表3 各盆地鹽堿化易發(fā)區(qū)地下水埋深控制指標(biāo)

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

甘肅省的土壤鹽堿化的區(qū)域主要分布在玉門-踏實(shí)盆地、花海盆地、瓜州盆地、酒泉盆地、金塔盆地、鼎新盆地、張臨高盆地在黑河兩岸零星分布、民勤盆地、景泰縣景泰川。全省合計(jì)鹽堿化面積約6559km2。

土壤鹽堿化的區(qū)域均地處干旱地區(qū)的引水灌溉區(qū)，由于地表水的引灌，造成區(qū)域地下水水位上升，已發(fā)生土壤次生鹽堿化，土壤鹽堿化的區(qū)域地下水資源量為4.72 億m3。

鹽堿化易發(fā)區(qū)地下水位應(yīng)大于5m，各鹽堿化易發(fā)區(qū)的埋深控制指標(biāo)在5.00～6.27m 之間，鹽堿化易發(fā)區(qū)需要增加地下水取用水量，在埋深未達(dá)到水位控制埋深之前，取用地下水不占當(dāng)?shù)氐叵滤∮弥笜?biāo)。

4.2 建議

已發(fā)生土壤鹽堿化的盆地需要增加地下水開采量，以此來減少鹽堿化土地面積和防止鹽堿化的擴(kuò)大。各有關(guān)行政區(qū)水行政主管部門應(yīng)制定相應(yīng)取水政策，在已發(fā)生鹽堿化的區(qū)域開采地下水不占用當(dāng)?shù)氐娜∮盟笜?biāo)，按各鹽堿易發(fā)地確定的埋深控制取水量，以更好的開發(fā)利用鹽堿化區(qū)域的地下水資源。

對于今后新增發(fā)生土壤鹽堿化的區(qū)域，地下水埋深按大于等于5m 控制。

對于取用的地下水礦化度M＞2g/L 的區(qū)域，應(yīng)不占用本地的地下水取用水指標(biāo)；鹽堿化易發(fā)區(qū)內(nèi)地下水豐富，應(yīng)鼓勵(lì)取用地下水，以降低地下水水位，在此區(qū)域內(nèi)取用的地下水不占用當(dāng)?shù)氐牡叵滤∮弥笜?biāo)，如:玉門-花海盆地、瓜州盆地、踏實(shí)盆地、金塔盆地等已發(fā)生鹽堿化的區(qū)域分別增加0.1～0.3億m3的地下水取水量，張臨高盆地等黑河沿岸鹽堿化易發(fā)區(qū)增加0.5 億m3地下水取水量，均不占地下水取用水指標(biāo)。