節水灌溉在新疆灌區鹽堿地改良治理中的應用

張 龍

(新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

1 概況

新疆地處干旱半干旱地區，降水稀少，蒸發強烈，灌區土壤鹽堿化危害嚴重。據調查數據表明[1]，全區鹽漬化耕地3496萬畝，占耕地總面積的37.7%，14個地(州、市)均有分布，其中輕度、中度和重度鹽漬化耕地面積占鹽漬化耕地總面積的76.5%、20.5%和3%。長期以來，新疆在土壤鹽漬化治理改良的水利工程措施方面進行了堅持不懈的探索，從20世紀50—60年代的“干排鹽”法，70—80年代的干排渠，90年代干、支、斗排的連通，到近20年的流域綜合治理、水鹽調控等治理以及鹽土高效利用等措施，新疆灌區土壤鹽漬化治理技術和研究不斷進步，取得一定實效進展。對于農業新技術、新的耕作栽培措施應用引發的灌區土壤鹽漬化新問題，因地制宜地推廣農業節水灌溉技術、建立完善的水利工程體系，不斷提高灌溉水平，對加快灌區鹽堿地改良、改善生態環境、保障糧食安全、實現農民增收、促進農業可持續發展具有十分重要的現實意義[2]。

2 新疆灌區鹽堿地主要成因及危害

2.1 自然方面原因

新疆地形地貌呈現“三山夾兩盆、山盆相間”的特征，前山地帶主要分布著含鹽的第三紀和第四紀地層，母巖和母質含鹽量高，鹽分含量達到50～900g/kg，一些山前沖積物在10m深土層的含鹽量達到50～100g/kg。內陸河從山區淋溶鹽分，通過地表水和地下水徑流輸送到盆地，然而平原區降水稀少，鹽分聚積在土壤表層難以淋溶，加之氣候蒸發強烈，造成含鹽的地下水聚集到地表不能排出[3]。

2.2 水利方面原因

(1)水利基礎設施薄弱，引發灌區土壤次生鹽漬化問題。目前，新疆已建水庫的總庫容僅占河流徑流量的14%，多數河流缺少山區控制性水利樞紐；平原水庫約占水庫總數的70%左右，庫區滲漏造成周邊地下水位上升，水庫下游耕地土壤鹽堿地程度相對較高。據統計，新疆大、中型灌區渠道防滲率分別為48.6%和57.7%，田間斗農渠的防滲率更低，加之灌溉工程的管護機制不健全，農業灌溉畝均定額偏高[4]，水資源浪費嚴重。渠道滲漏和田間滲漏累加，不僅增加了排水系統負擔，而且大部分滲漏水量補給地下水，抬高灌區地下水位，直接引發灌區土壤次生鹽漬化問題。

(2)水利管理重灌輕排，造成灌區土壤鹽漬化程度加重。新疆較多地區不能充分認識灌區排水工程是灌區水利工程建設的重要組成部分，排水工程與灌溉工程沒有統一規劃布局、協調建設和運行管理。經過近60多年的建設，大部分灌區已建成較完善的灌溉體系，但排水系統或系統不完整，或排水渠深度不夠、間距過寬，或排水渠淤積坍塌，或無排水容泄區，起不到排水效果或排水效果不明顯，使得地下水水位升高，并使灌區表土積鹽，耕地次生鹽漬化程度加重。

2.3 農業方面原因

(1)新疆水資源空間分布不均，呈現“春旱夏洪秋缺冬枯”的特點。受山區控制性水利樞紐調節能力的限制，種植業結構單一，小麥、玉米、棉花等作物比重大，苜蓿、綠肥等養地類作物比重很低，用地不養地，造成土地用養失衡。

(2)隨著無機肥的廣泛、大量使用，土壤結構破壞造成土壤板結、肥效降低，不僅影響到土壤蓄水保墑，而且降低了農作物的抗鹽能力。

2.4 灌區鹽堿地主要危害

(1)造成農業產量下降。新疆灌區土壤次生鹽漬化問題是造成農業產量下降的主要原因，鹽堿通過土壤溶液直接危害農作物細胞，影響作物正常的吸收和代謝機能，雖然農業成本增加但農民收益降低。部分鹽堿化嚴重的灌區土壤退化，甚至被迫棄耕，導致土地荒漠化。新疆鹽漬化耕地造成的低產田面積多，輕度、中度和重度鹽堿化土減產10%、15%～30%和30%～50%，每年造成的農業損失在20億元以上[5]，給農民帶來很大經濟損失。

(2)影響了生態環境。新疆農業生產和生態用水的矛盾十分突出，部分區域地下水超采，生態環境脆弱。由于排水容泄區選擇不當，農區中高礦化度鹽堿水排放到綠洲邊緣，使自然植被遭到破壞。地表的鹽堿聚集，遇到干旱大風將形成鹽塵暴天氣，污染甚至危害周邊環境，如：艾比湖的鹽沙塵已經影響到烏蘇、沙灣、奎屯、石河子、烏魯木齊等區域；塔里木流域生態環境的可持續發展直接影響著南疆地區各族群眾的生產生活水平和幸福指數。

(3)破壞了地下水環境。由于灌區排水系統不完善，進入灌區的鹽分聚集在耕地土壤中，或通過“大水壓鹽”的淋洗作用進入淺層地下水，地下水礦化度升高、水質惡化，導致水環境破壞。焉耆盆地大量排水進入博斯騰湖，湖水礦化度2000年達到1.5～2.0g/L，博斯騰湖由淡水湖變為微咸水湖。喀什地區上游排水進入下游水庫，西克爾水庫礦化度一度達到5g/L。喀什地區伽師縣水質不達標，導致多發慢性腹泄和地方性伽師病，危害人民健康。

3 農業節水灌溉在鹽堿地治理中的應用

灌區地下水位高低，直接影響到土壤鹽漬化程度，要使土壤次生鹽漬化得到有效控制，必須合理降低地下水位，使其大于臨界深度。以農業節水灌溉技術為主的水利工程措施在灌區鹽堿地治理方面的有益探索，取得了可復制推廣的成效。

3.1 加快灌溉渠道防滲建設

近20年來，國家和自治區利用大中型灌區續建配套與節水改造、小型灌區“最后一公里”等項目建設大力推進骨干渠道和末級渠系防滲，既減少了渠道損失，又提高了渠系利用率，防止了地下水位升高，降低了灌區土壤鹽堿[6]。據調查，大中型灌區防滲率分別為48.6%和57.7%，現澆混凝土、預制混凝土板、砌石等渠道防滲方式廣泛應用，通過疏浚骨干河道、完善各級渠系防滲、建立合理灌溉制度，灌區渠系水有效利用率大幅提高。

3.2 積極推廣高效節水灌溉技術

自2008年以來，新疆在自治區人民政府主導、高位推動下，快速發展以膜下滴灌為主的農業高效節水灌溉技術，形成了具有新疆區域特色的高效節水灌溉發展模式[7]，截止2018年底，高效節水灌溉面積累計發展到3778萬畝，占全區灌溉面積的40%以上。以往大水漫灌時灌區的毛灌溉定額高達1200m3/畝，實施高效節水后灌溉定額下降到500m3/畝以下，大大減少了田間滲漏對地下水的補給，有效降低了灌區地下水位，控制了土壤鹽漬化程度；并在作物根系周圍形成低鹽區，促進幼苗成活和農作物生長。

3.3 實施病險水庫除險加固建設

1998—2015年，國家和自治區對新疆360多座水庫實施了病險水庫除險加固建設，通過除險加固工程措施，有效減少了水庫滲漏對地下水的補給，水庫下游灌區耕地鹽漬化范圍和影響程度有效減輕。如瑪納斯河流域的夾河子、大泉溝等平原水庫過去在水庫壩下500～1000m范圍內都是沼澤鹽堿地，現在影響范圍減少到50～100m[8]。

3.4 配套改造骨干及田間排水渠系

為提高灌區水利工程治漬排水和排鹽能力，自20世紀70—80年代開始，新疆在明溝系統基礎上開始開挖干、支、斗、農、毛排堿渠，合適土壤條件增設田間暗排，在水文地質條件適宜的地方實行豎井排灌，合理控制地下水位，防止下層土壤鹽分返到上層，取得了較好效果[9]。在灌區鹽堿地尤其是南疆鹽堿地上采用70～150m3/畝的較大田間定額進行灌溉洗鹽、壓鹽，溶解土壤耕作層鹽分，促使鹽分下滲，通過排水系統排到下游排水容泄區。但排堿渠需定期進行清淤、整修，國家和自治區未進行專項補貼和資金支持。

4 灌區鹽堿地治理面臨的嚴峻形勢

4.1 現代農業發展對治理提出新要求

中共中央國務院發布的2020年中央一號文件《關于落實發展新理念加快農業現代化 實現全面小康目標的若干意見》明確提出要持續夯實現代農業基礎，提高農業質量效益和競爭，大規模推進高標準農田建設。灌區鹽堿地基本都是中低產田，作為重要的后備耕地戰略資源，利用潛力大，迫切需要開展鹽堿地治理，盡快將鹽堿地改造成集中連片、旱澇保收、穩產高產、生態友好的高標準農田。

4.2 水利改革發展總基調對治理提出新要求

為深入落實“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，推動“水利工程補短板、水利行業強監管”總基調向縱深發展，迫切要求補齊農田水利建設的短板，完善灌溉和排水的鹽堿地治理水利工程體系建設，加強水質、水鹽平衡的監測，優化耕作制度和灌排制度，鞏固灌區鹽堿地治理成果，防止因不合理灌溉、施肥、耕作等利用方式導致耕地次生鹽漬化程度加深，以及已防治的鹽堿地返堿。

4.3 農業環境治理對治理提出新要求

黨的十八屆五中全會通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》提出要牢固樹立和深入貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，新疆脆弱的生態環境，迫切要求重視農業環境治理，加強、加快灌區鹽堿地治理，建立良好的生態環境。通過科學配置水資源，控制灌區規模，降低農業用水比重，合理開發利用地下水，做好灌區鹽堿地治理，保障生態環境用水，加強生態脆弱流域和區域的綜合治理與生態修復。

5 主要節水灌溉治理措施

5.1 加快灌區續建配套與節水改造工程建設

2020年全面完成大中型灌區續建配套與節水改造建設任務，繼續開展小型灌區“最后一公里”建設。以打造現代化灌區為目標，按照大中型灌區標準化、規范化管理指導意見的要求，編制完成“十四五”水利發展規劃，梳理各類灌區水利工程的建設思路、建設內容、建設規模和建設投資，提出明確時間表，制定路線圖。力爭到2025年，全區干支斗三級渠道防滲率達到70%以上，完成排渠的疏浚、聯通，加快推進農業水價改革，充分發揮水價的杠桿作用，統籌中央、自治區、地方和社會資金，完成灌區續建配套與節水改造，大幅減少渠道損失，防治灌區次生鹽漬化[10- 13]。

5.2 加快田間高效節水工程建設

新疆農業高效節水建設發展到現階段，有成效、亮點，也有經驗、教訓。應全面總結高效節水建設在規劃、布局、建設、管理、運營等方面的成果經驗，分類、歸納具有地域特色的有效做法，認真梳理問題、查找不足，按照標準化、規范化建設要求。北、東疆部分高效節水工程已到使用年限，應抓好已建高效節水設施的升級改造；南疆高效節水灌溉技術推廣滯后、使用率較低，應借鑒、復制沙雅縣渭干河灌區高效節水增收試點項目的成功經驗，推廣、建設一批示范區。加強對已建節水工程的維護管理，降低灌溉定額，減少灌溉水量，有效控制地下水位。

5.3 加快推進灌溉試驗研究

充分利用昌吉中心試驗站、福海重點試驗站等10個試驗站的作用，結合灌溉分區和種植業結構，重視和加強灌溉試驗工作，尤其是大宗農作物與灌溉方式、灌溉制度的結合，堅持長期開展灌溉試驗工作，及時修訂農業灌溉用水定額，完善灌溉用水定額體系。結合山區控制性水利樞紐、灌區骨干工程防滲情況和流域、區域“三條紅線”控制指標，編制水量調度方案，并嚴格執行。正確處理好節水與鹽堿地防治之間的關系，通過科學試驗結合區域實際，科學選擇節水灌溉配套治理鹽堿地的技術，改善農田土壤環境，促進灌區鹽堿地治理取得實效。

6 結語

新疆灌區鹽堿化受水利、農業、生態等多種因素的影響，復雜多變，鹽堿地治理必須堅持系統治理理念，久久為功。鹽堿地較嚴重地區相繼開展改良試點治理項目建設表明，以農業節水灌溉為主的水利措施取得了較好的改良效果。但單一的改良利用方法和措施，難以滿足區域鹽堿地治理以及社會、經濟、生態的多目標需求。應以流域和灌區土壤鹽漬化分區為整體，多方位、多措并舉、多種技術集成綜合治理，并與退耕還林還草、生態建設、農業結構調整相適應[14- 15]。