摘 要: 红寺堡灌区是宁夏扶贫扬黄工程开发建设的新灌区,是我区四个大型扬水灌区之一。为了合理开发土地资源,防治土壤次生盐渍化,通过开展该灌区地下水动态与水盐均衡研究,密切关注土壤次生盐渍化监测、进行研究与防治,实践证明,发展高效节水农业是红寺堡灌区土壤盐渍化防治的根本途径。
关键词: 发展; 高效节水; 防治; 土壤盐渍化
一、背景
红寺堡灌区是宁夏扶贫扬黄工程开发建设的新灌区,是我区四个大型扬水灌区之一,红寺堡灌区扬黄灌溉移民工程开发建设,对宁南山区的脱贫致富,建设生态农业,加速宁夏经济发展和社会进步,具有深远的政治意义。为了合理开发土地资源,防治土壤次生盐渍化,宁夏水利水电工程建设管理局一直对该灌区的地下水动态情况高度重视。在灌区开发建设前,进行了详细的水文地质勘察。开发建设过程中又开展该灌区地下水动态与水盐均衡研究,密切关注土壤次生盐渍化监测、进行研究与防治。取得红寺堡扬水灌区地下水位动态监测及其变化趋势分析、灌区水盐均衡研究等成果,切合当地实际,因地制宜提出土壤次生盐渍化分区治理措施,对该灌区开发、建设、管理提供了科学依据。同时,通过近几年实施的土壤次生盐渍化防治措施,已经取得了明显的生态、经济及社会效益。
二、土壤盐渍化的成因
1. 盐化土壤存在是产生盐渍化的内在条件
调查成果表明,红寺堡灌区土壤母质含盐量大于1.0%的盐土占18.3%,存在灌溉条件下产生土壤盐渍化的潜在威胁。
2. 不良的水文地质状况是产生土壤盐渍化的客观条件
红寺堡灌区地处罗山与烟筒山之间,受大罗山隆起构造的影响,第三系构造上升呈浅埋状,在柳泉以北已有红色岩系裸露地表。上覆第四系更新统冲洪积松散层,层厚相对较薄,一般为10~50m,甚至小于10m。在松散底层与第三系界面之间,常堆积一层薄厚不等的含钙质的砾质土,该土层透水性差,成为隔水底板,导致灌溉后地下水地下水垂向流通不畅。红寺堡灌区干旱少雨、蒸发强烈。年均蒸发量E601 1350mm,多年平均降雨量200mm,蒸发强烈使地下水中的盐粒子浓度大幅度提高,并顺毛细管迅速上升到表层土壤中并不断积累,促使土壤盐渍化。
3. 灌溉是引起土壤盐渍化的外在条件
随着开发面积的逐年增加,移民定居率的提高,灌溉面积逐年增大,灌水量逐年增加,,在灌溉作用下,使灌区地下水接受补给,局部低洼地地下水水位上升,强烈的潜水蒸发致使表层土壤中盐离子浓度提高,使非盐化土壤也处于次生盐渍化状态。
三、土壤盐渍化分布范围
红寺堡灌区土壤盐渍化主要发布在长山头三支干控灌区以及红三干渠控灌区的大河乡、红寺堡镇、太阳山镇局部地段。
红三干渠控灌区大河乡麻黄沟村的红三干8支稍段,地下水埋深2007年3月为2.86m,9月为1.73m,2005～2008年土壤盐渍化面积150亩。龙坑村红三干9支稍段地形为封闭形洼地,四周农田灌溉水下渗向低处汇流,下伏第三系红层为不透水层不利于地下水排泄,使洼地形成沼泽明水湖,水深超过0.5m。在明水湖周边稍高处近百米范围内耕地产生土壤次生盐渍化。大河村红三干10支稍段,2005年土壤盐渍化面积110亩,占该村耕地面积的3.4%,2008年面积310亩。龙兴村新圈二支干12支、9支,2008年调查次生盐渍化面积425亩。
红三干渠控灌区红寺堡镇属红三干渠中游灌域,耕地盐渍化主要发生在河水村红三干21支4、5分支稍段,2005年盐渍化面积250亩,占该村耕地面积的4.8%,2006年开挖排水沟,2007年调查明水面积缩小了许多。兴旺村红三干21支2、3分支稍段,2005年局部洼地有明水,2006年开了排碱沟后明水面积减小,2008年调查盐渍化面积减少了609亩。光彩村红三干22支2008年调查盐渍化面积668亩。兴盛村红三干22支,2007年2月地下水埋深2.02m,年平均埋深1.76m。2005年盐渍化面积1620亩,2008年面积1720亩,比2005年增加了100亩。其中8斗以下有盐渍化耕地约1000亩,约50亩不能耕种,其余可种玉米、枸杞,7斗以下有盐渍化耕地约700多亩,2004年实施3000亩暗管排水工程,项目区上游效果较好。
红三干渠控灌区太阳山镇红三干渠下游灌域,耕地盐渍化主要发生在甜水河村红三干23、24支稍段,柳泉村红三干27支稍段,永泉村红三干32―1支稍段,新泉村红三干32―2支稍段,东泉村红三干34支稍段,西泉村红三干37支稍段,豹子滩村红三干38支稍段及红崖湾村红三干40支稍段。
四、水盐调控思路
红寺堡灌区扬黄灌溉加速了灌区水盐循环进程,地下水径流向地势低洼处汇集,地下水位上升,潜水蒸发加剧,在低洼处、封闭小盆地发生土壤次生盐渍化,致使该地区的土壤盐渍化面积零星分布,目前状况只能因地制宜小范围治理。在地下水径流缓慢、排泄以潜水蒸发为主的地方修建排水沟,将地下水引入红柳沟、苦水河、甜水河等沟道排出区外,合理控制地下水水位,在地形比降较大的地区布置截渗沟。
依据各均衡分区水盐循环特点和盐渍化程度及发展趋势,拟定水盐调控内容及措施,以有利于灌区农业增产和可持续发展,有利于减轻盐渍化程度和最终消除盐渍化为标准,坚持节水方针,加强田间管理,农业措施和工程措施相结合,提高灌溉水利用效率和农作物产出效率。
红寺堡灌区水盐调控主要方法有:1)引水渠道全断面砌护,采用新式先进的田间灌水方式,提高灌溉水利用效率和农作物产出效率,从源头节水。在节水灌溉方式方面,除了大面积采用小畦灌溉,部分经济作物采用喷灌、滴灌外,还可以大面积采用沟灌的方式进行田间灌溉。枸杞、玉米、高酸苹果、葡萄、土豆、中草药、设施农业的灌水都可采用沟灌的方式。据成功的经验资料介绍,采用沟灌的方式灌溉,灌溉水进入田间时,只占田面面积的60%,而且水在沟中流动速度快,可有效的减少田间渗漏量,不同的作物可节水20~40%。这样就能有效的减少田间渗漏量,也减少了灌溉回归水量,达到控制地下水位大幅上升的趋势,减少潜水蒸发量,遏制土壤次生盐渍化的发展。2)布设截渗沟排水(截渗沟为埋入地下的大口径暗管排水专用管),将坡地上游的地下水导出区外。即在产生土壤次生盐渍化区域的上游沿等高线方向布设截渗支沟。截渗支沟布设根据耕地地形及面积大小布设。一般布设在坡地盐渍化耕地上游陡坎之下,盐渍化面积较大的耕地,截渗支沟布设间距在200~500m之间,不宜大于500m。截渗支沟的深度在2.0~2.5m,截渗支沟的水力坡度要适宜,应能满足排水的设计要求,一般在1/1000~1/3000。同时根据地形,因地制宜布设输水干沟,将截渗支沟排出的水导出盐渍区外排向山洪沟道,最终达到排出多余的水,降低地下水位,防治耕地次生盐渍化的扩展。
其中的主要调控措施有:1)从管理入手,建立健全各项灌溉规章制度,实行计划用水,按方收费,抓好计划的制定及落实,责任到人,层层监督,奖惩结合,以经济杠杆促进制度的落实。最终达到科学管理,节约用水的良好运行模式。2)从技术入手,坚持节水方针,推广各种科学先进的节水灌溉新技术新方法,调整种植结构,制定科学可行的灌水定额,提高灌溉水利用效率和农作物产出率。开展科学试验,试验研究出真正适合红寺堡灌区的农作物布局和种植结构,以利于水资源的优化配置。
五、土壤盐渍化防治对策
改良盐碱地“排、灌、平、肥”有效结合,即有效排水、高效节水、平整土地、平衡施肥相结合。实践表明,从发展节水农业对调控土壤水盐动态的作用及区域水盐平衡的观点,红寺堡灌区防治土壤盐渍化,必须走发展节水农业之路。主要措施有实施合理调控土壤水盐动态的最佳节水防盐灌溉制度、采用节水防盐的灌水技术、减少输配水系统的渗水损失以及合理利用水资源。
关键词: 发展; 高效节水; 防治; 土壤盐渍化
一、背景
红寺堡灌区是宁夏扶贫扬黄工程开发建设的新灌区,是我区四个大型扬水灌区之一,红寺堡灌区扬黄灌溉移民工程开发建设,对宁南山区的脱贫致富,建设生态农业,加速宁夏经济发展和社会进步,具有深远的政治意义。为了合理开发土地资源,防治土壤次生盐渍化,宁夏水利水电工程建设管理局一直对该灌区的地下水动态情况高度重视。在灌区开发建设前,进行了详细的水文地质勘察。开发建设过程中又开展该灌区地下水动态与水盐均衡研究,密切关注土壤次生盐渍化监测、进行研究与防治。取得红寺堡扬水灌区地下水位动态监测及其变化趋势分析、灌区水盐均衡研究等成果,切合当地实际,因地制宜提出土壤次生盐渍化分区治理措施,对该灌区开发、建设、管理提供了科学依据。同时,通过近几年实施的土壤次生盐渍化防治措施,已经取得了明显的生态、经济及社会效益。
二、土壤盐渍化的成因
1. 盐化土壤存在是产生盐渍化的内在条件
调查成果表明,红寺堡灌区土壤母质含盐量大于1.0%的盐土占18.3%,存在灌溉条件下产生土壤盐渍化的潜在威胁。
2. 不良的水文地质状况是产生土壤盐渍化的客观条件
红寺堡灌区地处罗山与烟筒山之间,受大罗山隆起构造的影响,第三系构造上升呈浅埋状,在柳泉以北已有红色岩系裸露地表。上覆第四系更新统冲洪积松散层,层厚相对较薄,一般为10~50m,甚至小于10m。在松散底层与第三系界面之间,常堆积一层薄厚不等的含钙质的砾质土,该土层透水性差,成为隔水底板,导致灌溉后地下水地下水垂向流通不畅。红寺堡灌区干旱少雨、蒸发强烈。年均蒸发量E601 1350mm,多年平均降雨量200mm,蒸发强烈使地下水中的盐粒子浓度大幅度提高,并顺毛细管迅速上升到表层土壤中并不断积累,促使土壤盐渍化。
3. 灌溉是引起土壤盐渍化的外在条件
随着开发面积的逐年增加,移民定居率的提高,灌溉面积逐年增大,灌水量逐年增加,,在灌溉作用下,使灌区地下水接受补给,局部低洼地地下水水位上升,强烈的潜水蒸发致使表层土壤中盐离子浓度提高,使非盐化土壤也处于次生盐渍化状态。
三、土壤盐渍化分布范围
红寺堡灌区土壤盐渍化主要发布在长山头三支干控灌区以及红三干渠控灌区的大河乡、红寺堡镇、太阳山镇局部地段。
红三干渠控灌区大河乡麻黄沟村的红三干8支稍段,地下水埋深2007年3月为2.86m,9月为1.73m,2005～2008年土壤盐渍化面积150亩。龙坑村红三干9支稍段地形为封闭形洼地,四周农田灌溉水下渗向低处汇流,下伏第三系红层为不透水层不利于地下水排泄,使洼地形成沼泽明水湖,水深超过0.5m。在明水湖周边稍高处近百米范围内耕地产生土壤次生盐渍化。大河村红三干10支稍段,2005年土壤盐渍化面积110亩,占该村耕地面积的3.4%,2008年面积310亩。龙兴村新圈二支干12支、9支,2008年调查次生盐渍化面积425亩。
红三干渠控灌区红寺堡镇属红三干渠中游灌域,耕地盐渍化主要发生在河水村红三干21支4、5分支稍段,2005年盐渍化面积250亩,占该村耕地面积的4.8%,2006年开挖排水沟,2007年调查明水面积缩小了许多。兴旺村红三干21支2、3分支稍段,2005年局部洼地有明水,2006年开了排碱沟后明水面积减小,2008年调查盐渍化面积减少了609亩。光彩村红三干22支2008年调查盐渍化面积668亩。兴盛村红三干22支,2007年2月地下水埋深2.02m,年平均埋深1.76m。2005年盐渍化面积1620亩,2008年面积1720亩,比2005年增加了100亩。其中8斗以下有盐渍化耕地约1000亩,约50亩不能耕种,其余可种玉米、枸杞,7斗以下有盐渍化耕地约700多亩,2004年实施3000亩暗管排水工程,项目区上游效果较好。
红三干渠控灌区太阳山镇红三干渠下游灌域,耕地盐渍化主要发生在甜水河村红三干23、24支稍段,柳泉村红三干27支稍段,永泉村红三干32―1支稍段,新泉村红三干32―2支稍段,东泉村红三干34支稍段,西泉村红三干37支稍段,豹子滩村红三干38支稍段及红崖湾村红三干40支稍段。
四、水盐调控思路
红寺堡灌区扬黄灌溉加速了灌区水盐循环进程,地下水径流向地势低洼处汇集,地下水位上升,潜水蒸发加剧,在低洼处、封闭小盆地发生土壤次生盐渍化,致使该地区的土壤盐渍化面积零星分布,目前状况只能因地制宜小范围治理。在地下水径流缓慢、排泄以潜水蒸发为主的地方修建排水沟,将地下水引入红柳沟、苦水河、甜水河等沟道排出区外,合理控制地下水水位,在地形比降较大的地区布置截渗沟。
依据各均衡分区水盐循环特点和盐渍化程度及发展趋势,拟定水盐调控内容及措施,以有利于灌区农业增产和可持续发展,有利于减轻盐渍化程度和最终消除盐渍化为标准,坚持节水方针,加强田间管理,农业措施和工程措施相结合,提高灌溉水利用效率和农作物产出效率。
红寺堡灌区水盐调控主要方法有:1)引水渠道全断面砌护,采用新式先进的田间灌水方式,提高灌溉水利用效率和农作物产出效率,从源头节水。在节水灌溉方式方面,除了大面积采用小畦灌溉,部分经济作物采用喷灌、滴灌外,还可以大面积采用沟灌的方式进行田间灌溉。枸杞、玉米、高酸苹果、葡萄、土豆、中草药、设施农业的灌水都可采用沟灌的方式。据成功的经验资料介绍,采用沟灌的方式灌溉,灌溉水进入田间时,只占田面面积的60%,而且水在沟中流动速度快,可有效的减少田间渗漏量,不同的作物可节水20~40%。这样就能有效的减少田间渗漏量,也减少了灌溉回归水量,达到控制地下水位大幅上升的趋势,减少潜水蒸发量,遏制土壤次生盐渍化的发展。2)布设截渗沟排水(截渗沟为埋入地下的大口径暗管排水专用管),将坡地上游的地下水导出区外。即在产生土壤次生盐渍化区域的上游沿等高线方向布设截渗支沟。截渗支沟布设根据耕地地形及面积大小布设。一般布设在坡地盐渍化耕地上游陡坎之下,盐渍化面积较大的耕地,截渗支沟布设间距在200~500m之间,不宜大于500m。截渗支沟的深度在2.0~2.5m,截渗支沟的水力坡度要适宜,应能满足排水的设计要求,一般在1/1000~1/3000。同时根据地形,因地制宜布设输水干沟,将截渗支沟排出的水导出盐渍区外排向山洪沟道,最终达到排出多余的水,降低地下水位,防治耕地次生盐渍化的扩展。
其中的主要调控措施有:1)从管理入手,建立健全各项灌溉规章制度,实行计划用水,按方收费,抓好计划的制定及落实,责任到人,层层监督,奖惩结合,以经济杠杆促进制度的落实。最终达到科学管理,节约用水的良好运行模式。2)从技术入手,坚持节水方针,推广各种科学先进的节水灌溉新技术新方法,调整种植结构,制定科学可行的灌水定额,提高灌溉水利用效率和农作物产出率。开展科学试验,试验研究出真正适合红寺堡灌区的农作物布局和种植结构,以利于水资源的优化配置。
五、土壤盐渍化防治对策
改良盐碱地“排、灌、平、肥”有效结合,即有效排水、高效节水、平整土地、平衡施肥相结合。实践表明,从发展节水农业对调控土壤水盐动态的作用及区域水盐平衡的观点,红寺堡灌区防治土壤盐渍化,必须走发展节水农业之路。主要措施有实施合理调控土壤水盐动态的最佳节水防盐灌溉制度、采用节水防盐的灌水技术、减少输配水系统的渗水损失以及合理利用水资源。
