浅谈人民胜利渠灌区水盐动态观测

2016-05-19张富有李炳辰河南省人民胜利渠管理局

河南水利与南水北调 2016年3期

□赵　爽　□张富有　□李炳辰（河南省人民胜利渠管理局）

浅谈人民胜利渠灌区水盐动态观测

□赵爽□张富有□李炳辰（河南省人民胜利渠管理局）

摘要：人民胜利渠灌区自开灌之初，对土壤水盐动态观测工作就十分重视，特别是上世纪60年代灌区发生大面积次生盐碱化之后，该项观测工作又得到进一步加强，从而积累了大量观测资料。文章通过分析比较灌区内土壤水盐动态观测的目的和方法，以及土壤水盐动态观测对灌区运行发展的影响，得出进一步做好水盐动态观测，进行科学准确的水盐动态监测预报对灌区防治改良土壤次生盐碱化意义重大。

关键词：盐碱化水盐动态观测方法

1　灌区概况

人民胜利渠灌区位于河南省北部，总面积1200 km2。受历代黄河泛滥沉积影响，以古黄河废堤（古阳堤）为界，在灌区内形成3个主要地貌单元：古阳堤以南为古黄河漫滩区；古阳堤以北为古黄河背河洼地区；卫河两侧为卫河淤积区。灌区土壤以中壤土、轻壤土为主，受历代黄河沉积泛滥影响，灌区水文地质状况随着地貌单元不同而有所差异，古黄河漫滩区地势高亢，地下水径流条件较好，地下水埋深在6 m上下，地下水矿化度一般为1 g/L，土体含盐量1‰左右；古黄河背河洼地区，地势低平，地面水、地下水径流条件较差，地下水埋深3 m上下，地下水矿化度多位2 g/L，土体含盐量2‰左右，灌区历史上遗留下来的0.68 万hm2老盐碱地，大部分在此区域内。灌区属暖温带大陆性季风气候，多年平均降雨量为620 mm，但随季节分配不均，夏秋降雨约占全年降雨量的70%～80%，形成冬春干旱、夏秋多雨，先旱后涝、涝后又旱的气候特点。因此，灌区历来就是旱、涝、碱灾害并存的地区。所以对灌区土壤中水分、盐分、地下水埋深及其含盐量的状态进行监测，掌握土壤中水分盐分运动的规律，是研究盐渍土发生、演变及防治措施的一项重要工作。

2　观测内容

降雨、蒸发、地形地貌、土壤及水文地质等条件，都会对土壤水盐动态产生巨大影响。灌区土壤水盐动态的观测，主要从以下几个方面进行：浅层土壤水在蒸发过程中盐分随着水分在土壤中向上运动积累的状况、不同盐类与土体的互相作用；水分向土壤渗入过程中的水盐动态，丰水期雨水把土中盐份融化带走的速度和制订灌水时间及灌水定额的计算；土壤季节性和多年水盐动态，雨季前后，春灌、夏灌前后土层中含盐量、含盐性质及其在剖面中分布的变化，区域土壤水盐动态监测。

3　观测方法

3.1田间定位观测法

在田间布置定位观测点，定期采集土壤，进行水分盐分的测定，通过所得资料数据分析水盐变化规律。由于土壤水盐动态的变化是在各种自然因素和人为活动因素综合影响下形成的，特别是气候，地下水和灌溉排水，农业生产行为，耕作、施肥等因素对土壤水分盐分运动的影响最大。因此，在对土壤水盐进行动态观测的同时，还要观测气象因素，尤其是降雨量、地下水水位、地下水矿化度以及盐分组成的变化，灌溉排水对土壤及地下水水盐动态的影响。灌区土壤盐分定位观测点的布设要有典型性和代表性，既要考虑到灌区内不同土壤、地貌类型，又要考虑针对灌溉排水条件布设专门的观测点。一般情况下土壤盐分重的地区，布点较密，土壤盐分轻的地区，布点较稀；地下水位高的地区比地下水位低的地区要密。土壤盐分定位点旁边均应布设地下水观测井，以便在进行土壤盐分观测取样时，同时能观测地下水位与水质。土壤水分观测，除部分与土壤盐分定位点同步观测外，一般在不同土壤，不同作物种植的地块上都设有1～2个观测点。灌区内主要采用此种观测方法，此方法可以观测在自然和人为条件下引起的综合水盐动态变化，而不能研究某一种因素对水盐动态的影响，同样每次取样也不能在同一位置，且容易产生较大误差。

3.2渗漏计观测

渗漏计是在模拟田间自然条件下,依靠重力作用或负压抽汲采集土柱剖面不同层次的渗漏水,测定目标养分离子或污染离子的动态变化,探明离子的下淋量及其规律,也可在人为附加条件下,利用土柱不同深度的测孔插入各种传感器探头,从而监测相关农业化学性质的动态变化。渗漏计是在控制条件下研究作物、水和土壤之间的关系的实验装置，广泛用于物质在土壤剖面中的迁移及其渗漏损失研究，可用其进行土壤水盐的动态观测。通过把地下水控制到不同程度，观测不同地下水水位下土壤中水分盐分的动态信息。对所得数据进行分析得出各种因素的相互影响关系。渗漏计观测精度较高，它需要完全安装在尽可能接近自然或田间状况下的土壤基质中收集渗漏液，且尽量模拟作物自然生长的自然条件，对环境要求较为苛刻。

3.3电模拟法

利用土壤盐分传感器（四电极盐分测定仪）和电阻网络模拟显示不同条件下的土壤水盐动态规律。四电极盐分测定仪是一种由金属管、绝缘管、引出导线和4个电极等构成的四电极土壤盐分测定传感器，其特征在于4个电极在绝缘管的外部均呈环状，环状电极的导线从绝缘管和金属管的内部引出，并可在绝缘管的内部安装温敏器件。利用四电极测电阻的原理，它可以快速测量土壤的盐分和电导率，其测定结果准确可靠，且对田间土壤盐分变化的响应速度快，无盐分累计误差，是土壤盐分含量和电导率测定专用的一种新设备。由于此方法主要是通过传感器测量土壤电阻率数值,再经校准、换算得到表示土壤溶液含盐量的实际电导率。所以此方法对观测人员技术要求较高。而且在田间土壤电阻率的测量值,除了受土壤含盐量的影响外,还受土壤盐分组成、土壤质地、结构、土壤含水量、环境温度等因素的影响。需要观测者通过进行校正,消除这些影响。

该项观测技术手段自70年代以来也有较快发展。灌区利用土壤盐分传感器埋设在土壤中直接测量土壤溶液含盐量的变化，并且在不同土壤中埋设仪器，在地表直接测得土壤含盐量变化，利用计算机分析处理数据，及时了解土壤水盐动态和盐渍化分布状况。该项观测技术具有测量速度快，便于移动的优点。

3.4数字模拟法

随着计算机技术的发展，灌区自动化进程逐步完善，可以应用电子计算机处理所收集的土壤、水文地质和气象等有关信息数据，模拟不同条件下土壤水盐动态规律。数字化模拟法完全利用计算机模拟分析软件，具有自动化程度高、工作周期短、数据处理准确的特点。此方法对原始数据的准确性要求较高。

以上几种方法各有利弊，在实际生产实践中可多种方法同时应用，相互结合以提高观测数据的精度。

4　存在问题

人民胜利渠开灌至今已有60多年历史，年份已久灌区内部分基础观测设施有老化损毁现象。且近年来由于黄河下游水沙条件的改变，灌区的引水状况恶化，灌溉面积正在逐年减少，灌区内原有的地下水观测井、降雨量观测点数量也随之减少。缺乏这些必要的观测点就意味着没有准确的数据来源，就不能科学准确的监测和预报灌区水盐运动将有何变化。针对上述问题，灌区在以后的生产运行中首先要加强用水管理，提高灌溉水利用率，另辟途径寻求更好的引水方式改善引水状况。同时加大基础观测设施建设力度，增加地下水观测井、降雨量观测点等观测站的数量，做好基础数据收集工作。

5结语

人民胜利渠灌区自开灌以来，特别是60年代大规模发展渠灌以后，为了防治次生盐渍化，进行旱涝盐碱的综合防治，开展了不同条件与各种水利工程、农业作物条件下的土壤水盐动态观测，如渠灌沟排、井灌并排、排咸补淡、咸水灌溉等条件下的水盐动态观测预报，且灌区水盐动态观测工作在防治土壤次生盐碱化上已经取得显著成绩。根据多年的实践经验，只有通过长期的、系统的土壤水盐监测，才能了解水盐动态的现状及其运动规律，才能有针对地提前采取有效措施，防范于未然。同时，对已经发生了土壤次生盐碱化的土地，或是老盐碱地的改良，也要通过水盐监测工作，在确知地下水埋深、矿化度和土壤含盐量及其离子组成后，才能选用正确的改良措施。通过土壤水盐动态观测，才能判断出不同措施的改良效果。水盐动态观测对减少干旱、渍涝及防治土壤次生盐碱化意义重大，做好土壤水盐信息观测，水盐数据动态分析，积极开展水盐动态监测预报，是今后生产实践中的重点。

（责任编辑：赵鑫）