定边防洪排涝工程土壤盐渍化环境影响分析及防治

2017-08-01张嫄王岑孙超

陕西水利 2017年3期

关键词：盐渍化含盐量盐分

张嫄，王岑，孙超

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710001）

定边防洪排涝工程土壤盐渍化环境影响分析及防治

张嫄，王岑，孙超

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西西安710001）

在干旱地区，蓄水工程的渗透浸没将会引起工程区周边的土壤盐渍化问题。针对定边县城城北防洪排涝工程开展对土壤盐渍化环境影响分析，通过水文地质调查、土壤布点监测、地下水质监测、植被调查等，采用叠图法分析预测工程产生的土壤盐渍化程度、范围，提出工程、生物、物理、农业等措施对土壤盐渍化进行防治措施。

水利工程；土壤盐渍化；环境影响；防治措施

土壤盐渍化是指由于漫灌和有灌无排，导致地下水位上升、土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，盐分积累在表层土壤中，当土壤含盐量太高（超过0.3%）时，形成的盐碱灾害。蓄水工程建成运行后，随着蓄水位升高，库周地下水位和土层中的毛细管水也随之升高，导致工程周围浸没、湿陷，易出现沼泽化、盐渍化的现象[1]。也有相关研究指出，土壤与地下水中含有盐分是产生土壤盐渍化的内在因素，而一定的气候、地貌、地下水位、土壤质地以及排灌设施、耕作措施等因素是其形成的外部条件[2]。

1 工程概况

定边县城北防洪排涝工程位于陕西省定边县县城东北方向，工程以城区防洪、排涝为主，蓄滞城区雨洪和再生水，兼顾改善生态环境。工程由排涝渠、城北蓄滞洪区、退水渠三大部分组成。蓄滞洪区由高池、低池组成，总库容1590万m3，平均水深2.87 m，面积6.66 km2。

定边县属于陕北黄土高原北部与毛乌素沙漠南缘的过渡地带，属温带半干旱内陆性气候，根据定边县气象站1980～2009年实测气象资料统计，多年平均气温为8.7℃，多年平均降水量316.9 mm，年蒸发量2490 mm。工程建成后，蓄滞洪区将引起池周地下水位上升，再加上项目区气候、地貌、土壤质地、植被等因素，区内具有产生土壤盐渍化的可能性。本文主要从地下水位、土壤、地下水质、植被等几个方面，分析预测工程土壤盐渍化的变化情况。

2 工程运行期土壤盐渍化环境影响分析

2.1 土壤盐渍化分析

一般来说，地下水的埋藏深度达到一定高度时，土壤内和地下水中的盐分会随着水分的运行，沿毛细管上升至地表，造成地表盐分的积累，这时的地下水埋深可称为土壤盐渍化的临界地下水位深度[3]。地下水位埋深越浅，受到蒸发作用的影响程度越大，地下水沿毛细管的上升动力越大，带到地表的盐分就越多，造成盐渍化的程度越重。

根据地下水现状监测结果，高池及低池南部现状地下水位埋深4 m~8 m，低池中部现状地下水埋深3 m~4 m，低池北部现状地下水位埋深2 m~3 m。经预测，当工程建成蓄水后，蓄水池周边入渗可能引起土壤盐渍化的矿化地下水的深度平均为2 m~3 m。将地下水现状埋深图及预测50年地下水水位升幅图进行叠加，得出在低池北部地区现状地下水位较浅处，可能会产生土壤盐渍化，低池北部可能发生土壤盐渍化的面积约3.1 km2。

2.2 土壤含盐量、类型、孔隙状态等对的土壤盐渍化的影响

2.2.1 土壤含盐量

土中盐分，特别是易溶盐（如氯化钠、芒硝等）的含量及类型对土的物理、水理、力学性质影响较大。地下水位上升或土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在表层土壤中，当土壤含盐量太高（超过0.3%）时，形成盐碱灾害。

为调查评价区土壤盐渍化水平，在评价区进行网格布点，各样点东西相距500 m，南北相距500 m，共设46个采样点。测得结果如图1所示。

调查结果显示，评价区土壤含盐量的范围为0.02%~3.70%，平均值为0.24%，处于轻度盐渍化水平。

为了预测拟建的高低池处的土壤盐渍化水平，在拟建的高、低池处共布设了34个现状监测点位，其中高池12处，低池22处，监测结果显示，拟建高池处土壤含盐量多分布在0.024% ~0.2180%之间，平均含盐量0.05%，拟建低池处土壤含盐量多分布在0.028%~0.2%之间，平均含盐量0.07%，可见拟建城北蓄洪滞区蓄水池的高、低池处的土壤含盐量均较大，土壤平均含盐量低池略大于高池。

图1土壤不同深度含盐量柱状图

2.2.2 土壤类型、土壤质地

工程影响到的土壤类型主要为风沙土，还有少量沼泽土、盐土、草甸土。总体来说，评价区土壤透水性较强，结构较为疏松，保水保肥能力差。

土壤质地不同，则土壤的孔隙状况不同，因而也直接影响着盐分的积累过程。粘质土壤的毛管过于细小，毛管水上升高度受到抑制，所以粘土地下水临界深度较小，土壤比较不易盐化；砂质土的毛管孔隙直径较大，地下水借毛管力上升的速度快，但高度较小，其地下水临界深度略大于或近于粘质土，土壤也比较不易盐化；粉砂土毛管适中，地下水位上升速度快，高度也大，地下水临界深度也大，土壤易产生盐渍化[3]。

2.3 地下水质对土壤盐渍化的影响

地下水质对土壤盐渍化的影响是多方面的，主要包括地下水矿化度等。根据研究，在裸地蒸发条件下，土壤积盐主要发生在地表附近0 cm~20 cm范围内，积盐量随潜水埋深增加而减小，两者基本为指数关系，随潜水矿化度增加而增加，两者基本为线性。当土壤初始含盐量越大，土壤淋洗脱盐深度越小，淋洗后的土壤溶液浓度越大，因而也越易于产生蒸发。

根据对项目区周边地下水环境现状监测，高池处的地下水矿化度为538 mg/L，低池附近为438 mg/L~1267 mg/L，高、低池附近地下水矿化度较高，具备土壤盐渍化的形成条件。

2.4 植被对土壤盐渍化的影响

在盐碱土中生长着一些耐旱、耐盐碱的植物，它们具有抗盐和积盐能力，植株体内积累盐分，当植物死亡后，有机体分解，盐分又回到土壤中，使土壤不断积盐，因此，这些植物对土壤具有一定的积盐作用[4]。

根据现场调查及卫星遥感，工程评价区及其周边地区没有高大山体，海拔高度大致在1300 m~1350 m之间。花麻池和苟池从湖滨到最高处仅有十几米的海拔落差，因此垂直分带并不明显。但是从湖滨到最高处植物的分布表现出一定的规律性。评价区植被分布规律详见图2。

根据植被样方调查，工程区内具有积盐作用的植物主要有冰草、芨芨草、柽柳、盐爪爪、骆驼刺等，这些积盐作物的生长对项目区盐渍化的形成起到了促进作用，也对项目区盐渍化起到了一定的指示作用。