引嫩工程擴建區土壤水鹽動態與防治土壤鹽堿措施研究

梁貞等

摘 要：引嫩工程擴建區是在現有北部引嫩工程基礎上進行擴建的工程區域，是蘇打鹽堿化土集中分布的季節性凍土區。擴建工程建成后增加的水量主要用于發展灌溉與生態用水（少量）的需要。文章概述了區域內土壤水鹽動態規律與防治土壤鹽堿措施研究的成果，為引嫩工程擴建發展灌溉防治土壤鹽漬化提供了科學依據與措施。

關鍵詞：引嫩擴建；北部引嫩總干渠；土壤水鹽動態；防治土壤鹽漬

1 研究區域地理位置

研究區位于黑龍江省的西部，即：齊齊哈爾市、綏化市、大慶市3個市全境，哈爾濱市的呼蘭區、雙城區、賓縣、巴彥、阿城等區縣。

引嫩擴建一、二期工程全部完成后，灌溉面積將分別達到230.7萬畝與448.25萬畝。根據國內外干旱半干旱鹽漬化土壤區域發展灌溉都將能否防治土壤鹽漬化作為灌溉成功與否的重要標準，因此進行防治土壤鹽漬化措施研究具有重要現實與深遠意義。

2 土壤水鹽動態研究

土壤水鹽動態研究是改良鹽漬土和防止土壤次生鹽漬化的理論基礎，也是水利工程設計與建設所需的重要參數以及生態環境保護、國土整治的主要依據。

2.1 土壤水鹽動態研究點的布設

2.1.1 北部引嫩工程烏南總干渠研究點

分別在19km段（基本無鹽漬土）；58km段（小量鹽漬土分布）；薩分干段（鹽漬土分布較多的渠段），以總干渠為中心，不同距離布設了土壤水鹽動態研究點。研究點在1972年6-12月完成（北引未通水前完成的），在布設研究點時測了水位，取了土水樣，進行室內PH、鹽分的分析。

2.1.2 氣象站研究點

為使氣象要素進行分析成果之用，分別在林甸、安達、肇東等3個氣象站觀測場內布設了研究點，研究項目觀測時間與北引3個渠段一致。

2.1.3 肇蘭新河研究點

肇蘭新河是在原旱河自然排水溝的基礎上，于60年中期擴建而成的人工骨干排水河道。于90年代開始在青肯泡污水庫南岸與肇蘭新河的上游的四村、西山及肇蘭新河中游肇東鎮，下游（金山）各布設了三個土壤水鹽動態研究井，井深、井距各研究點同相同，且均為黃土狀亞粘土及潛水。

2.1.4 肇東尚家土壤改良試驗區

試驗區設在肇東鎮9km尚家鎮紅明一隊，是60年代新開的鹽漬草原，土壤水鹽動態研究點分別設在蘇打鹽土、鹽化草甸土、堿化草甸土與草甸黑鈣土等4處，從72年開始觀測，經歷了豐水年、平水年與枯水年3個時段，觀測時間、水、土化驗項目與北部引嫩3個渠段相同。

2.2 研究項目

2.2.1 地面水、地下水的化學分析。包括PH、總鹽（水為礦化度），在布設研究井期間還進行了顆粒（質地）測定，個別年份還對10-20-30cm土壤有機質、N、P、K含量的分析。

2.2.2 研究頻次：水質分析一般在每年的豐水期與枯水期各測一次，土壤在特殊年采取土樣進行分析，由于土壤化學成分比較穩定測的次數較少。

2.3 研究結果與分析

2.3.1 北部引嫩烏南總干渠研究點成果

（1） 地面水質

北部引嫩工程的水源為訥河市拉哈鎮附近的嫩江干流水，從1976年8月開始到2013年，累計總引水量約150億立方米，通水前的1970年PH值7.37，總礦化度0.07g/L。1998年是區內嫩江、松花江發生特大洪水，引進的嫩江水PH： 7.31、礦化度增加了0.02g/L。1999-2001年為區內特旱年，PH值7.22較通水前-0.15，總礦化度增加0.04g/L。2002-2005年PH均值較通水前-0.04，總礦化度增加0.02g/L。2006-2013年均值PH7.66，總礦化度0.0139g/L。陽離子總量1.16mg/L，Na++占陽離子總量的15.99%。

北引烏南總干渠19、58、薩分干3個渠段，1998年嫩江、松花江發生了特大洪水后1999至2001年發生特旱年，2003-2005年為平水年，3個渠段PH值7.40-7.58，總礦化度0.11-0.63g/L，較通水前均有不同程度的減少。

北引工程的大慶與紅旗泡兩座水庫，較引嫩江水蓄水之前PH值與總礦化度均有不同程度的減少，PH減產0.08-0.22，礦化度減少0.08-0.50g/L 。

（2） 北引烏南總干渠土壤水鹽動態水質

19km渠段：潛水位（地下水位）：最高2.617m，最低水位4.078m，到1999年平均為2.3m。PH值略高于通水前，礦化度有6處高于通水前，PH值及離子含量及總硬度總堿度較通水前，減多增少。

58km渠段：左岸最高水位1.79-1.84m，最低水位為4.40-4.73m。右岸最高水位2.13m，最低水位為4.58m。PH與鹽分：左岸較通水前增加的17項，減少的29項，即減多于增加。1999年特洪后增加的28項，減少的33項，即減少略小于增加。

薩分干渠段：北引通水前1973-1974年北引通水前最高潛水位1.30-2.3m，最低潛水位3.51-4.19m，變幅1.89-2.21m。北引通水后，南1號最高水位最高升高1.30m，最低水位升高0.24m，而距引水渠較高的點，潛水位與引水總干渠水位基本上無影響。

薩分干段：右岸較通水前增加18項，減少的14項；右岸較通水前增加18項，減少11項。通水后較通水前右岸增加54項，減少51項。左岸通水后較通水前增加42項，減少的35項，總之本渠段通水后較通水前有增加的趨勢。

紅旗泡水庫：紅旗泡水庫是向大慶市工業生產與生活供水的水源地，從蓄供水1978年到2000年7月地面水PH值7.93，總礦化度0.294g/L，氟0.5mg/L，灌溉系數34.93。21世紀以來2002-2005年均值：PH值8.15，總礦化度0.24。分別較20世紀70年代增加0.22，總礦化度-0.09g/L，農田灌溉系數達到69.8，增加了34.87，為優質農田灌溉優質水源的1.94倍。

（3） 北引烏南總干不同渠段土壤PH與鹽分

土壤PH及鹽分研究，包括北引烏南總干渠19km、58km、薩分干3個渠段，取土深度由地表向下均為0-30cm，30-50cm，50-100cm，在72與73年通水前在布設研究井點時，在100cm以下到潛水位每100cm取層攏動土0.5kg，分析土壤的PH、總鹽量CO32--、HCO3-、CL-、SO42-、與Ca2-、Mg2+、K+、Na+等項，在通水后多次進行土壤樣的測定，結果如下：

0-1.0m以上土壤鹽分與PH監測研究的結果：烏南總干19 km段1994年、1999年、2001年3個年度，通過9個項目研究成果統計，較通水前的1972年分別減少78%、100%、67%。尤其是1998年區內發生特大洪水后，研究的9個項目均有不同程度的減少。58km段亦有減少的趨勢，即增加的占44.4%、11.1%、22.2%。而減少的分別占56.0%、88.9%、77.9%。幅度不如19km段大，但薩分干段，明顯增加的項目多，分別占研究項目的67%、78.0%、78.0%。

（4） 林甸、安達氣象站PH與鹽分

通過1994年、2001年、2005年與北引通水前比較，增加與減少變幅較小，說明即使在沒有北引工程引水的影響，在自然狀況下也并非一成不變。其中安達市氣象站較1972年北引通水前增加的占44.5%，減少的占55.5%。林甸縣氣象站較1972年北引通水前增加占61.5%，減少的占38.5%。

2.3.2 肇蘭新河研究點成果

肇蘭新河研究點土壤水鹽動態研究包括肇蘭新河地下水、水質與尚家鎮紅明試驗區結合土壤改良進行的土壤水鹽動態的研究二部分。

（1） 肇蘭新河工程區水鹽動態

地下水位：青肯泡污水庫南岸段3個研究井最高水位多出現在1月或雨季，平均為2.77m。變幅為2.58-2.89m；最低水位出現在12月，平均為3.83m，變幅在4.49-4.04m之間。

肇蘭新河上、中、下游平均最高水位2.04m，變幅1.45-3.03m；最低水位平均3.60m，變幅在2.37-4.43m；最低水位平均3.60m，變幅在2.37-4.43m。

地下水水質：PH：平均為8.11，以中游肇東鎮段最高為8.79，污水庫岸地下水最低為7.80.。礦化度：平均為0.79g/L，上游最高為6.88g/L，下游金山段最低為0.79g/L。重碳酸根：重碳酸根平均904.7mg/L，中游最高為1103.2mg/L，下游最低為557.2mg/L。硫酸根：平均951.3mg/L，下游最低為39.8mg/L，上游最高達2501.5mg/L。鈣離子：平均為88.1mg/L，中游最低為35.3mg/L，上游最高在這249.5mg/L。鈉、鉀離子：平均874.2mg/L，下游最低為62.7mg/L，上游最高達183.4mg/L。總堿度、總硬度：總堿度平均為45.78德國度，總硬度平均34.54德國度，總堿度下游為25.61德國度，中游為58.98德國度，總硬度上游為71.97德國度，中游為10.82德國度。灌溉系數：平均6.81。下游最高為17.45，中游最低則為1.36。

此外，距肇蘭新河1-2km的四方山軍馬場和肇東鎮水利局深井地下水為白堊承壓水，PH略高于區內地下水質研究井。其他鹽分含量堿度、硬度均低于區內各研究井。

（2） 肇東尚家試驗區土壤水鹽動態

從區內降雨量分析，歷經豐、平、枯3個水文年，地下水的鹽分（礦化度）以輕度鹽化草甸土最低為0.737g/L，鹽化堿化草甸土次之為0.831g/L；草甸蘇打鹽土最高為1.576g/L；水中PH值亦有類似的趨勢，詳見表1。

3 防治土壤鹽漬化的措施

3.1 建立完善的排水工程體系

排水工程是防治土壤鹽漬的關鍵，是一項系統工程。包括干、支、斗與配套田間的工程，還有排水的出路。松嫩平原從60年代中期開始興建了安肇新河、肇蘭新河兩條人工骨干排水河道以及烏雙下游的東吐莫泄水工程，解決了封閉無出路的自然狀態，為引嫩工程、發展灌溉、防治洪水土壤鹽漬創造了環境條件，據黑龍江省大慶地區防洪工程管理處1993-2013年統計資料，安肇與肇蘭新河二條骨干排水河道累計泄水量達54.03億立方米，年平均泄水量 4.91億立方米，泄水量最大的是1998年與2013年，分別年泄水量9.26與10.59億立方米，土壤鹽分與其它污染物亦隨泄水排出區外，從而改善了地面水的環境質量與洪澇災害，但也存在部分水滲入地下，提高了土壤潛水水位，改變了潛水的水質。

3.2 北部引嫩工程防治土壤鹽漬措施

為防止土壤次生鹽漬化，在規劃設計中把排水作為重要措施，除充分利用60年代中期開挖的安肇新河、肇蘭新河打通排水出路之外，還在總體規劃中確定了以排定灌的方針，布設了排灌配套灌排系統，形成排灌結合的新灌區。采取禁止旱、水田插花種植的措施。在工程設計上采取一系列防止地下水位升高的有效措施，如總干渠設計水位平地面、總干渠兩側設置防護排水林帶，通過排水防止總干兩側地下水側滲，抬高地下水位，重點渠段開挖截流溝，非通水期間渠道放空不留水，并布設土壤動態觀測點，加強土壤水鹽動態研究和綜合試驗等。通過以上技術措施，從北引1976年8月引嫩江水開始至2013年止，累計引水總量達150億立方米，不但沒有引起土壤次生鹽堿化，而且由于加強排水，促進水體循環，改善了自然環境條件，促進了工農業生產的蓬勃發展和生態環境的改善。

3.3 將防治土壤鹽漬列入生態環境建設

生態環境建設是防治土壤鹽漬化的基礎，在松嫩平原鹽漬土區，要把防治土壤鹽漬措施列入生態建設規劃與建設之中，并提出實施規劃的具體措施。

3.4 草原鹽漬土壤改良措施

松嫩平原是畜牧業生產較發達的地區，但草原沙化、鹽漬化、退化比較突出，輕度退化草原面積占14.9%，中度退化草場面積占11.9%，重度退化草原占9.8%，已影響畜牧業的發展，黑龍江省人大已制定該區禁牧措施，已起到明顯的效果，應加強督促檢查，并認真貫徹執行。

以縣為單位選擇有代表性的典型區的草場進行淺耙松土播種施肥與灌溉的示范試驗，以提高牧草的品質與產量，為全區草場建設提供經驗，促進全區畜牧業的發展。

3.5 在有水源的鹽漬土區發展水稻種植

水稻是需水量大又是優質穩產高產作物，且有市場競爭優勢。但種植水稻必須有完善的排水工程體系。并堅持節水排灌，在地下水資源豐富區要采取井渠結合即地面地下水聯合運行，即利于水資源綜合利用，減少水費的支出，防止土壤次生鹽漬化的綜合效益。

3.6 施用化學改良劑

施用化學改良劑是國內外用于改良鹽漬土特別是蘇打堿化土壤的普遍方法。松嫩平原已應用化學改良劑有硫酸鈣，磷石膏、腐殖酸、磷酸三鈉渣等化學改良等項研究，也取得較好的效果，但由于改良劑產量有限，且成本高，目前推廣應用困難較大，今后隨著經濟的發展，人民經濟收入的提高，將是蘇打鹽漬土的重要措施。

此外，建立科學的耕作制、輸作制、大量施用農家有機肥，特別是利用秸桿資源還田等農業技術措施，對利用改良鹽漬化土壤都是行之有效的技術措施。

參考文獻

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