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邢台市咸淡水混合浇技术研究

2017-05-13尹世勇

中国绿色画报 2016年10期

尹世勇

摘 要:本文对邢台市微咸水资源分布及其开发利用现状进行了分析,并结合微咸水的化学特性,指出利用微咸水进行灌溉,不仅要考虑作物对水分的要求,而且要控制盐分的危害,微咸水灌溉技术涉及到水、土、作物等几个方面。实验结果表明:矿化度小于或低于3g/L的微咸水,对作物和土壤不会产生危害。

关键词:咸水利用;咸水灌溉条件;咸淡水混合灌溉技术;改善生态环境;邢台市平原区

1 邢台市微咸水分布基本

邢台市平原地下水有咸水分布区总面积达3 905.5km2,其中矿化度2~3g/L的面积2 351.1km2,矿化度3~5g/L的面积889.9km2,主要分布在黑龙港与滹滏平原。黑龙港平原总面积4 934km2,有咸水分布面积3 267.7km2,占总面积的66.2%;滹滏平原总面积748km2,有咸水分布面积540.8km2,占总面积的72.3%。

全市平原区地下咸水多年平均年资源量5.34亿m3,其中2~3g/L的微咸水多年平均年资源量3.25亿m3, 3~5g/L的咸水1.20亿m3,大于5g/L的咸水0.89亿m3。这些微咸水和咸水主要集中在黑龙港和滹滏平原区各县市。

巨鹿、广宗、威县、南宫一带;Na2SO4 NaHCO3、 Mg(HCO3)2主要分布在新河、临西、威县、广宗一带。

2、 咸水灌溉对作物的影响

有效盐的危害主要是盐害,少数为盐碱双害(邢台市有盐碱双害的县为临西县)。在咸水分布区,单一的碱害基本不存在。有效盐的存在与各离子水化学成分的比例有关,主要由各离子含量比例关系决定。用RNa表示钠离子含量(mmol/L),用RCl表示氯离子含量(mmol/L),用RSO4表示硫酸盐含量(mmol/L),则可用RNa/RCl和RNa /(RCl+RSO4)系数确定有效盐的含量。

当RNa/RCl系数大于1时,有效盐类为NaCl、Na2SO4、MgSO4、Mg(HCO3)四种;当RNa/RCl系数小于1时,有效盐主要为NaCl、MgCl2、MgSO4三种。当RNa /(RCl+RSO4)大于1时,有效盐出现NaHCO3,咸水呈盐碱双害。邢台市咸水中有效盐类含量及盐度、碱度计算计算成果见表1。

3 咸淡水混合灌溉技术

直接利用咸水灌溉方便、经济,又能取得增产效果,但若用得不当,则存在潜在的危害。因此,可根据当地条件,选用咸水间接利用方式,即把较高矿化度的咸水与淡水按一定比例混合后用于灌溉,以降低水的矿化度,减少盐分对作物及土壤的危害。咸淡水的混合比例應根据咸水的矿化度和当地淡水资源条件来决定,原则是混合后的水要能够满足农业灌溉水质要求,或者能减轻盐害。咸淡水混合的配比关系可以按下式计算确定:

(1)

式中:M为混合水的矿化度,g/L;M1、M2为混合前咸、淡水矿化度,g/L;V1、V2为混合前咸、淡水的体积,m3。

根据邢台市咸水灌溉实验研究结果,进行咸淡水混合灌溉时,控制灌溉水在3g/L以下,以保证作物生长安全。不同地域根据当地咸水和淡水的浓度,计算合适的咸淡水比例。表2是混合到矿化度为3g/L时每立方米咸水所需淡水量。

咸水中加入一定比例的淡水混合后进行灌溉,可以改善水质,降低咸水的矿化度,使其达到可灌溉的标准;淡水中加入咸水增加可利用的水资源量,扩大灌溉效益。咸水与碱性淡水混合能改善水质,由于两种水中各种离子含量不同,可以相互稀释而降低矿化度、盐度和碱度。在邢台市平原区,深层地下淡水都呈弱碱性,水中碳酸根离子和碳酸氢根与微咸水中的钙离子和镁结合后,可产生碳酸盐及重碳酸盐类沉淀,从而能克服碱性危害。这样,既可以淡化微咸水,又可以改变水中溶解物的化学性质,减轻对作物的危害。例如,将含有较多Ca2+的碱性水与含有较多Ca2+、Mg2+的咸水混合时,CO32+、HCO3-首先与Ca2+、Mg2+化合形成无害盐类CaCO3,MgCO3,Ca(HCO3)2。而Na+同Cl-、SO42-化合物形成的NaCl、Na2SO4比Na2CO3、NaHCO3的危害低的多,而且它们在进入土壤后,在集中降雨或淡水灌溉时易于淋洗排出土体。通过两种水中的离子相互化合作用而降低盐碱灾害。

4 结论

在咸水区开展咸淡水混合灌溉,可充分利用咸水资源,增加可利用的水资源。邢台市在2005~2007年期间,在咸水区农业灌溉使用咸淡水混合灌溉,减少淡水开采量1 883万m3,

咸淡水按照一定比例混合,使其达到农业灌溉用水要求,咸淡水混合后,改善并降低咸水矿化度含量,达到充分利用咸水资源的目的。根据邢台市平原区土壤性质、耕作措施及气候条件等因素,咸淡水混合后矿化度控制在3g/L以下,对农作物安全、土壤环境影响较小。

在保证农业生产增产增收的前提下,充分利用咸水,减少淡水开采量,对改善当地地下水生态环境发挥重要作用。2005~2007年期间,减少水位下降幅度4.75m,并对减缓咸水底界面下移、含水层疏干等方面,都发挥积极作用。

参考文献:

[1] 乔光建,张勇.邢台市咸水分布特征与合理开发利用研究[J].水资源保护,2004,20(2):22-26.

[2] 崔毅.农业节水灌溉技术及应用实例[M].北京:化学工业出版社,2005.232-240.

[3] 乔光建.区域水资源保护探索与实践[M].北京:中国水利水电出版社,2007.274-279.