新疆阿瓦提县盐碱地治理理论与措施分析研究

郭 琳，郭 健，张 兵

(1.新疆水利水电勘测设计研究院地质勘查研究所，新疆 乌鲁木齐 830052;2.新疆昌吉学院，新疆 乌鲁木齐 830052)

阿瓦提县地处天山南麓塔里木盆地西北部、塔克拉玛干大沙漠北缘，阿克苏河、叶尔羌河与和田河汇合处的三角洲平原上。地形比较平坦，平均坡降2.5‰ ～5‰，潜水埋深较浅，约2 m左右，在强烈蒸发作用下，土壤盐渍化程度较高。据调查统计，在全县8×104hm2耕地面积中，约50.94%的耕地出现不同程度的土壤盐渍化。在4.07×104hm2盐渍化耕地面积中，重度盐渍化面积1.16×104hm2，占盐渍化耕地面积的28%，中度盐渍化耕地面积为2.28×104hm2，占盐渍化耕地面积的56%，轻度盐渍化耕地面积0.65×104hm2，占盐渍化耕地面积的16%。土壤盐渍化使耕地面积质量下降，产出率低，严重地制约着农业可持续发展。为此，实施盐碱地改良与利用是改善农业生产条件、生态环境条件和农业生产发展的需要，也是实现农业现代化的需要。

2 阿瓦提县的自然环境特征

该县地处北纬 39°31'～ 40°50'，东经 79°45'～ 81°05'，土地总面积 132×104hm2，其中平原区面积 72.16×104hm2，荒漠面积 60.18×104hm2。气候特征是:夏季炎热，冬季严寒，降水量稀少，蒸发量大，属典型大陆性荒漠气候。据县气象站观测统计资料，多年平均气温10℃ ～11℃，极端最高气温为39.4℃(7月份)，极端最低气温 －25℃(元月份)，全年降水量29.1 mm，多年平均蒸发量1 905 mm。

该县不产流，阿克苏河、叶尔羌河与和田河三河在肖峡克汇成塔里木河，最终流入台特玛湖。

据地质勘探资料，在三角洲平原区，第四系厚度可达400～900 m，含水层类型主要是松散岩类孔隙潜水，水位埋深一般在2 m左右，单位涌水量2～3 L/s·m，矿化度在三角洲上部多在2 g/L以下，其下部及边缘地区在2g/L以上，甚至高达5 g/L以上。

3 盐碱地现状分布与成因

3.1 盐渍化类型

根据对盐碱地区0～30 cm和0～100 cm取样分析，并按《新疆土壤》盐碱地分级标准划分，其结果见表1。由表1可看出，0～30 cm含量盐量比0～100 cm含量盐量的重、中、轻盐渍化地区都高。轻中度盐渍化地区为 Cl—SO4盐类型，而重度盐渍化地区为Cl盐。

表1 土壤含盐量及盐分分类表

3.2 盐碱地现状分布

阿瓦提县盐碱地主要分布在玉满灌区、丰收灌区、拜什艾日克灌区和英艾日克灌区。盐渍化程度主要以中、重度盐渍化为主。四个灌区中，英艾日克灌区盐渍化面积所占比例最大，次之为拜什艾日克灌区，详见表2。

3.3 盐碱地的成因

盐渍化土壤是一个自然历史形成体，有其自身发生发展的客观规律。区内的干旱气候及其比较高的地下水位，引起土壤盐渍化，加之人们不当的农业灌溉，加速了土壤盐渍化的进程，导致该县产生了大面积的盐碱地。究其主要原因有:

3.3.1 土壤母质盐分本底值偏高

河流溶解了大量矿物质，搬运堆积在三角洲平原，成为土壤母质组成部分。在蒸发量大于降水量数十倍极端干旱气候影响下，地下水份循环比较活跃，通过毛细管作用，水份到达地表被蒸发掉，而盐份留在地表而聚集，经过漫长的地质历史，土壤中就积聚了大量的盐份而产生盐渍化。

表2 盐渍化耕地面积统计表 104hm2

3.3.2 特定的水文地质条件是土壤积盐的重要原因

在三河汇合处三角洲平原区，中上部地形坡度较大且沉积物质颗粒较粗，地下水位埋深2～3 m，矿化度小于2 g/L，大多在1 g/L，水化学类型为 HCO3·SO4—Mg·Ca型水或HCO3·SO4—Mg·Ca·Na型，土壤基本上不产生盐渍化或部分地段有轻度盐渍化。但在三角洲平原下部及其边缘地段，由于地下水埋深小于2 m，矿化度在2 g/L以上，甚至高达5 g/L，水化学类型为 SO4·Cl—Ca·Mg 型水或为 Cl·SO4—Na型水，土壤的积盐过程明显增强，盐渍化程度增高。

3.3.3 灌溉水平落后，排水系统不健全加快了土壤的积盐过程

时至今日，阿瓦提这四个灌区，仍然采用传统的地面灌溉，灌溉定额过大，甚至采用大水漫灌，加之田块面积大，土地平整程度差，而排水系统又不健全且淤积严重，排水能力很低，致使地下水位不断上升，土壤中大量积盐，呈现出重度的土壤盐渍化。

4 盐碱地治理的理论与措施

4.1 盐碱地治理的指导思想与原则

盐碱地治理的指导思想应是防治并重，改良与利用相结合。治理应遵守的基本原则是:4.1.1 防治并重，以防为主对轻度盐渍化或未发生次生盐渍化的地区，首先是采用预防措施。尽量减少传统灌溉方式，多采用滴灌技术，减少灌溉入渗补给地下水量，控制地下水位上升，搞好土地平整和配合农业综合措施，阻截或减缓毛细管作用，防止土壤积盐。对中、重度盐渍化地区作为重点治理对象，必须采用节水灌溉工程和排水工程，及其相应的农业综合配套设施建设，以获取良好的治理效果。

4.1.2 统筹考虑，因地制宜

盐碱地治理要有全局观念，应从有利于灌区水盐平衡，对水土资源做出统一安排，综合平衡，正确处理好上游与下游、灌区与灌区间、灌区生态环境与绿洲边缘之间的关系，建立起完整的灌溉系统和排水系统，以达到彻底改良盐碱地的目的。

鉴于各灌区土壤盐渍化程度不同，农业发展水平的差异以及土壤改良条件相差较大。因此，在盐碱地治理时，应科学制定土壤盐渍化改良分区，要因地制宜，采用不同的治理措施。

4.1.3 综合治理，水利当先

众所周知，“盐随水来，盐随水去”，既然是不合理灌溉和排水不力，导致地下水位抬高，造成土壤次生盐渍化，当然防治土壤渍化必须从解决水问题开始。因为水是土壤积盐传送者，也是土壤脱盐的输出者。因此，科学地调控地下水位动态，才是治理盐渍化的关键。在解决水问题的同时，配以农林草等综合措施，才能获得最佳的治理效果。

4.1.4 改良是手段，利用是目的

不同种类作物和林木，其耐盐程度不同。对耐盐程度高的林木，可在盐碱地种植，既可营造良好的生态环境，也能实现先利用后改良，在利用中改良，从而达到充分有效利用的目的。

4.2 盐碱地治理的理论与措施

4.2.1 盐碱地治理的措施

1)供需水平衡分析

根据治理区的耕地面积，和适宜本地的作物灌溉制度，确定出不同水平年的需水量。依据地表水来水量和地下水资源量，分析制定出相应水平年的可供水量。通过供需水平衡分析，可以确定出治理区工程前后引入区内的地表水量和地下水量。依据水化验资料，分别计算来水项和去水项的盐量，即进入治理区的总盐量和出区的总盐量，两者之差能说明治理区是处在积盐和脱盐状态。不同水平年的供需水计算是在一定灌排工程的基础上进行的。若处在脱盐状态，说明实施后供需水平衡设计合理，即治理区去水项中的排水沟排出盐量大于蒸发蒸腾量带出的盐量。盐渍化可以得到控制，否则需调整工程措施，以达到进一步脱盐时的供需水平衡。

2)水盐均衡方程

治理区水盐均衡方程可采用两个方程，即

式中:Q入为进入治理区地表水量和地下水量，104m3;Q出为从治理区排出的地表水量和地下水量，104m3;Q消为区内植被的蒸腾量和潜水蒸发量，104m3;Q地补为区内的地下水补给量，104m3;Q地排为从区内排出的地下水量，104m3;±△Q储为区内地下水储存量的变化量，104m3

这两个方程实质上，就是反映水盐转化关系。在制定一个最佳的治理区的盐控地下水位。再进行水盐均衡计算，以达到控制盐渍化的目的。

4.2.2 盐碱地治理的措施

从上述理论可知，治理盐碱地主要措施，就是要调控地下水位，即通过灌排工程措施来实现。

1)灌溉工程

目前的灌溉工程主要有渠系工程、喷滴灌工程和井灌工程。目的都在于控制灌溉水量，减少对潜水含水层的补给量，防止地下水位上升，同时要保持一定灌溉水量，使治理区的盐份得到冲洗，且盐份能搬出区外，这就意味着单一的灌溉工程是不能达到治理盐碱地的目的。为此，根据治理区的环境条件实际，采用适宜的联合灌溉工程，即滴灌工程与渠系工程或渠系工程和井灌工程相结合，治理盐碱地的效果会更好。不管采用何种联合灌溉工程，而在阿瓦提县四个有盐渍化的灌区，必须重视以下几个技术指标。

(1)滴灌工程

①作物的灌溉定额

棉花净灌溉定额在20 m3/km2(300 m3/亩)，果树灌溉定额 26 m3/hm2(390 m3/亩)。

②滴灌灌溉水利用系数要达到0.92。

(2)渠系灌溉工程

①作物的净灌溉定额:小麦23 m3/km2(340 m3/亩)，玉米灌溉定额22 m3/hm2(330 m3/亩)。

②灌溉水利用系数:渠系水利用系数0.773，田间水利用系数 0.92，由灌溉水利用系数为 0.711。

(3)井灌工程:作物灌溉定额与前述一致，最好实施滴灌，与滴灌灌溉水利用系数一致，若为渠灌，灌溉水利用系数要达到 0.75。

依据这些技术指标，根据供需水平衡计算，可以确定灌溉工程规模，按照《灌溉与排水工程设计规范》GB50288－99进行灌溉工程规划布置与设计。

2)排水工程

排水工程必须和现有排水设施组成健全的排水系统，同时要与灌溉工程密切相结合，真正达到有灌有排，控制盐渍化的产生。同样在设计排水工程时也要控制几个技术指标。

(1)盐控地下水位的制定

根据对阿瓦提县盐碱地主要作物耐渍深度的调查，小麦耐渍深度 1.0～1.2 m，棉花的耐渍深度为 1.5 ～2 m，为此，盐控的地下水位埋深要达到2 m以上，我们认为取2.5 m比较安全。

(2)排水模数

式中:q为防止盐渍化的排水模数 m3/d;μ为地下水位降深范内的平均给水度;V为排水地段内地下水面形状修正系数，通常取0.7～0.8;h0为地下水位的实际埋深(m)，可认为是每次灌水后引起的地下水位抬高值时的地下水位埋深;ht为设计的盐控地下水位埋深值(m);t为防止土壤返盐的排盐时间，一般设计时取12 d;Sn为排水过程，地下水平均蒸发强度，可按棉花日蒸发强度(mm)取舍

由以上参数值和耕地面积，可计算出治理区应排出的水量，可按《灌溉与排水工程设计规范》GB50288－99进行排水工程布置与设计。

5 结论

在阿克苏河流域三角洲地带，有着独特的水文地质特征，在大陆性极端干旱气候的影响下，土壤产生盐渍化是必然的。在阿瓦提县8×104hm2耕地面积中，约4.07×104hm2耕地面积出现不同程度的盐渍化，主要分布在玉满、丰收、拜什艾日克和英艾日克等四个灌区，且以中、重度盐渍化为主，约占土壤盐渍化面积的85%，主要为Cl—SO4盐和Cl盐。

根据盐渍化成因，提出了盐碱地治理以防治并重，改良与利用相结合的指导思想，制定了“防治并重，以防为主;统筹考虑，因地制宜;综合治理，以水当先;改良是手段，利用是目的”治理原则。

根据以往盐碱地治理的经验教训，本文提出了以供需水平衡和水均衡理论作为治理的理论依据。

在坚持治盐和控盐相结合方针指引下，指出了不同灌水方法的作物净灌溉定额、灌溉水利用系数和盐控地下水位。依据这些技术参数作为灌排工程规划设计依据。并按以《灌溉与排水工程设计规范》GB50288－99进行灌溉工程和排水工程的具体设计。

［1］崔文采，等.新疆土壤.中国科学出版社.1996.3

［2］钟俊平，等.土壤学及新疆土壤.新疆科技卫生出版社.1993.4

［3］灌溉与排水工程设计规范.GB50288－99.