阿克陶地区盐碱地治理工程实践

摘 要：土地整治项目是改善当地土地资源利用程度较低和提升土地利用效率的重要方式，将大量的盐碱地资源开发为可利用耕地，不仅有利于保障国家耕地数量和粮食安全，也是坚持精准扶贫、精准脱贫，坚持绿色协调可持续发展的必由之路。本文对新疆阿克陶地区土壤盐渍化状况和成因进行分析，并结合土地整治工程提出了地表积盐层盐壳剥离、土地平整与地形地貌再造、土壤质量改善工程、修建排水沟、灌溉系统以及修建道路和农田防护等措施，以期为阿克陶地区盐碱地整治提供技术支撑和实践经验。

关键词：阿克陶地区;土地整治;盐碱地整治;工程实践

中图分类号：S281

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115020

收稿日期：2020-10-10

作者简介：刘天成（1986-），男，硕士。研究方向：土地工程技术开发及应用等。

引言

盐碱土是盐土和碱土的总称。盐碱地是盐类物质累积的一种土壤类型，主要是通过土壤与一定的盐分、水分在特定气候条件下相互作用而形成的。而盐碱地形成实质主要是一些易溶性的盐类在土壤中重新分配，不断聚集累积起来的。一般情况下，盐碱地含有的盐分超过植物正常生长对盐分的耐受范围，而严重的将发生寸草不生的情况。目前我国的盐碱地根据分类的方法及依据不同，可分为不同类型。根据含盐量的多少主要分为3大类：轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。其中，轻盐碱地种植作物的出苗率一般保持在70%～80%，该类盐碱地中含盐量小于0.3%，pH值为7.1～8.5;中度盐碱地是指含盐量为0.3%～0.6%，pH值为8.5～9.5，其种植作物的出苗率约为60%;重度盐碱地的植物出苗率小于50%，含盐量大于0.6%，pH值大于9.5。根据土壤类型和所在地区的气候差异可将盐碱地分为4个大类：滨海盐渍区、黄淮海平原盐渍区、荒漠及荒漠草原盐渍区、草原盐渍区。新疆阿克陶地区主要是荒漠及荒漠草原盐渍化区域。目前盐碱地的改良方法包括各种物理手段、化学方法以及生物修复法。对于盐碱化程度较重、面积较大的区域选用生物修复方法耗时周期较长;化学修复方法成本较高，且存在二次污染的潜在危险;选用土地整治手段进行修复可高效快速地利用大面积盐碱地。

土地整治项目是改善当地土地资源利用程度较低和提升土地利用效率的重要方式[1-4]，阿克陶县位于中国的西部边陲，新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州的西南部，拥有大量的未利用盐碱地。将大量的盐碱地资源开发为可利用耕地，不仅有利于保障国家耕地数量和粮食安全，也是坚持精准扶贫、精准脱贫，坚持绿色协调可持续发展的必由之路[5-8]。根据《中共中央国务院关于打赢脱贫攻坚战的决定》（中发〔2015〕34号）要求，新建阿克陶县地处高寒山区、荒漠边缘等生存环境恶劣、不具备基本发展条件、人口严重超负荷、产业基础薄弱且少数民族高度聚集的地区，是新疆扶贫对象最多、贫困发生率最高、贫困程度最深、扶贫工作难度最大的地区，是全疆经济社会发展的短板和制约，也是影响新疆社会稳定和长治久安的重点区域，必须以更大的决心、更明确的思路、更精准的举措、超常规的力度，实现脱贫攻坚目标。

1 项目区概况

项目区地理坐标介于E76°4′23.18″～76°6′43.51″，N39°4′02.08″～39°5′57.80″，项目区多年平均降水量49.6mm，多年平均水面蒸发量为2913mm，干旱指数为58.73。项目区属于长期未利用的荒漠化土地，其土壤发生分类属于漠境盐土，土壤盐渍化和沙化严重。土壤剖面盐分含量呈“胖T”型分布，在表层已形成厚度不等的盐霜覆盖层和5～15cm厚的盐结壳，个别地块的盐结壳厚达15～20cm，质地坚硬，盐结壳呈蜂窝状，盐分含量高达244.4g·kg-1。0～60cm土层易溶盐的平均含量为107.1g·kg-1，项目区浅层地下水的矿化度为4.2～4.8g·L-1，属于咸水（3～10g·L-1）。200m深处承压水为重碳酸钙钠型水，矿化度为0.272g·L-1，项目区地下水埋深1.4～2.0m。

项目区属于从未利用的重盐碱化土地，盐碱危害严重，土壤障碍因素多，自然肥力瘠薄。因此，在对项目区土地的盐碱化问题进行综合治理的过程中，必须坚持治防相结合，即在治理土地现有盐碱化问题的前提下，将防止土地在以后使用过程中再次返盐作为主要目标，采取治控一体化设计，注重实效。根据项目区实际情况，因地制宜，提出合理的灌溉制度和耕作制度，防止因不合理的灌溉、施肥和耕作等方式导致次生盐碱化的发生。后期加强跟踪监测、调控和管理，防止已经治理好的盐碱地重新返盐返碱，巩固好治理成果，保证治理好的耕地能可持续利用。结合土地利用现状，通过可行的技术规程，经济合理、因地制宜以及兼顾社会、经济和生态效益的原则，将项目区盐碱地通过综合整治，开发为耕地是一项重大问题。

2 土地利用现状和土壤基本类型

项目区属于长期未利用的荒漠化土地类型，地表滋生有稀疏的芦苇、骆驼刺和红柳等典型盐生植物。地表既生长着耐盐植物芦苇，又生长着旱生耐盐植物骆驼刺，预示着该地区的地下水位埋藏较浅，升降活跃;但地区土壤上层较为干旱。

从土壤发生分类学看，该地土壤类型属于漠境盐土，又依据现代系统分类学，该地土壤属干旱正常盐成土类（Aridissols-OrthicHalosols），其亚类属于石膏—盐磐干旱正常盐成土。

3 土壤盐渍化状况

项目区土壤盐分含量空间分布变异性大。在土壤剖面垂直空間尺度上，不仅盐分含量高，而且重盐土层深厚。不仅0～30cm表层土壤盐分含量很高，且在30～100cm范围内土壤盐化程度也达到了重盐土的水平。这完全有别于其它地区盐分仅集中在土壤表层、而下层盐分含量较轻的盐渍土。

项目区内在水平尺度上土壤含盐量分布不均匀，呈插花状的斑块分布，整体呈现出由西南至东北递增趋势。0～60cm土层易溶盐的平均含量为107.1g·kg-1，根据《新疆土壤》盐碱化程度分级标准，项目区土壤属于重盐土，相当于重盐土阈值的10～20倍。严重的盐渍土决定着项目区改良与利用的难度极高，因为重度盐碱地土壤存在水分不易下渗，不同土层间还存在不透水隔层，这导致项目区盐碱地整治过程中需要多种改良技术措施相互配合，改良的周期相对较长，改良过程只能循序渐进。

土壤盐分组成以氯化物为主，伴有硫酸盐或脱水石膏，土壤pH值范围在7～8，说明项目区主要是盐渍土而不是碱土。依据土壤盐分离子组成特点，断定项目区盐渍化类型主要为硫酸盐—氯化物型。该类型盐土具有很强的溶陷性和盐胀性，对于项目区的道路和灌、排水工程质量的稳定性具有很大威胁，同时，氯化物对作物的危害性也特别巨大。

4 盐渍化成因

项目区属于冲洪积扇平原，山区成土母质中普遍含有可溶性盐分，这些盐分可随河流、农业灌溉水等地表水运移累积至项目区。上游河水在补给浅层地下水时，对含盐地层的淋洗，使项目区浅层地下水的矿化度不断提升。项目区气候极端干旱，降水量稀少，蒸发强烈，年平均蒸发量是年降水量的十几倍，土壤淋溶非常微弱，土壤水分上升占绝对优势，盐分随水分向地表不断聚集。项目区土壤质地主要为砂壤土，毛细管水分上升高度较高，地下水埋深浅，长期处在临界深度以上是该地区盐碱化严重的主要原因。

总体来说，项目区土壤盐渍化形成的原因大致可归结为，土壤条件和地下水质是盐渍土形成的物质基础，干旱的气候条件是灌区积盐的动力，地形条件及地下水位的影响是土壤盐渍化的发展因子，人为活动的影响不同程度地加剧了该地区的盐渍化程度。

该地土壤是在原生盐渍化与次生盐渍化的双重作用下形成的，其土壤盐化程度及剖面变异特征在很大程度上有别于其它地区的盐化土壤，表现为土壤盐化程度逐年加重。土壤的盐渍化过程决定着项目区土地整治内容既要剔除现存的含盐量，又要遏制和防止新的次生盐渍化过程。

5 治理措施

5.1 地表积盐层盐壳剥离

由于项目区存在局部含盐量极高而形成的盐结壳，因此在该项目实施的初期，应先对地表积盐层（0～10cm）进行刮铲，剥离剔除盐壳，以降低冲洗定额，节省以水资源为主要内容的工程成本，达到提高冲洗效果目的。将该措施称之为机械除盐。同时，对剥离部分的盐结壳需要在固定区域进行深埋处理或其它的去盐处理，以避免形成二次污染。

5.2 土地平整与地形地貌再造

应对项目区地形进行重塑与平整，以满足机械化作业、灌溉、洗盐等技术措施的需求，防止盐分不断向高处移动聚集。在设计与土地平整过程中，避免将深层潜育性还原土层（灰蓝色）暴露或接近地表，造成新的危害。

5.3 土壤质量改善工程

在土地平整之后，建议利用探地雷达进行全面普探，确定局部地段剖面上僵硬、紧实、透水性差的土层是否存在以及存在的部位和厚度。若埋藏较浅，采用深翻技术打破该土层;若埋藏较深时，需采用打孔法穿透该障碍层，再在孔中回填砂石的方式，打通水分和盐分向深层迁移的通道，利用“文丘里效应”原理，增强上部土层的脱盐速率与效率。对于局部的沙土地带，依据沙层厚度，在项目区风沙带周围对表土进行剥离，将剥离的表土与沙土混合，确保整个项目的土壤质地类别基本一致。

在完成土壤物理改善之后，还需要对土壤的养分、水分进行一定改善提升。添加有机肥可长效绿色地改善土壤治理，提升土壤水分利用及土壤保水性能，如合理利用当地的秸秆、麦秆，以及施用腐熟的农家肥等;同时，合理种植耐盐植物有利于改善整体的生物群落特征，提升土壤微生物多样性。

5.4 修建排水沟

项目区的地下水位受河流季节性水势的驱动作用，处于动态变化过程，在这种情况下，修建排水沟目标和任务，主要担负改良初期移送洗盐和压盐的盐分;在后期主要担负控制地下水位的季节性上升，防止次生盐渍化任务。排水沟在这里显然与其它地区有所不同，修建排水沟是将以排水排盐为主要目标改以控盐（长期）为主，排盐为次;故排水沟的间距不宜设置过窄，以便降低沟渠占地面积，减少工程投入和运行期间的清淤维护等费用。

基于排水沟的任务与目标，从工程成本以及排盐效果诸方面考虑，排水沟优先采用“明沟”排水洗盐。利用明沟暴露的坡面侧向蒸散作用，增加土体排盐和脱盐效果，同时该地区降雨量小，对沟道产生雨滴冲刷和淤积破坏小，减少沟道的护理难度和运行维护费用。

通过对土壤质地以及断面研究，确定该地区地下水位的临界深度为1.4～1.7m，排水沟的农沟（末级固定沟）沟深不低于2m。为提高脱盐速率和增加新增耕地面积，排水沟设计农沟、支沟、斗沟3级固定沟道，沟边坡可以采用红柳、芦苇等生物技术措施护理。

项目区次生盐渍化主要条件是季节性河水驱动的地下水位抬升，在项目区周边设计修建截水斗沟，减轻河水浸渍的危害性。

5.5 灌溉系统

采用地表水进行灌溉，水源为库山河水。在修建灌溉系统时，由于项目区水资源匮乏，且蒸发强烈，土壤渗透性强，具有溶陷性和盐胀性等特征。为节约水资源和保证灌溉系统的稳定性，采用低压管道输水，且为以后条件允许时实施节水灌溉（滴管或喷灌技术）奠定基础。

5.6 道路工程和农田防护

道路采用田间道、生产路2级布设。由于项目区土壤的硫酸盐含量较高，田间道采用砂砾石路面，碎石垫层;生产路采用素土路面。在项目区周围、田块、道路间种植林带，树种选速生杨和大果沙棘，林带可以防风，减小地面蒸发作用，改善小气候，同时树木的需水量远远高于普通作物，能有效降低作物附近的地下水位，获得生物排水的效果。

6 结语

盐碱地的开发利用虽然耗时且复杂，但其对耕地的增加及当地的生态恢复等意义深远，值得更进一步研究探索。本项目经开发后，项目区将建成基础设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的农田，显著提高土地的利用率和利用效率，全面改善农业生产条件和生态环境，实现耕地数量、质量和生态协调发展，保障安置居民的生产生活，有力推动当地社会、生态、经济全面协调发展。

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（责任编辑 李媛媛）