宁夏红寺堡扬黄灌区盐碱地成因及治理措施分析

陈建斌

（宁夏水利水电勘测设计研究院有限公司，宁夏银川 750000）

盐碱地是各种盐土、碱土及不同程度盐化和碱化土壤的总称，其形成的本质主要是各种可溶性盐在地表层沿水平和垂直方向的重新分布，从而使盐分逐渐聚集在土壤表面，进而影响农作物的正常生长。根据盐碱化程度的不同，盐碱地分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。

宁夏红寺堡扬黄灌区（以下简称红寺堡灌区）西靠烟筒山，东南接大罗山，北有牛首山，位于三山之间，沿大罗山分布。灌区内地势南高北低，整个地势由东南向西北倾斜，坡度为0.67%～2.00%，海拔1 240～1 450 m，属于山间丘陵地貌区。区域内沟谷自然发育，受红柳沟、单阴沟、双阴沟等9 条天然沟切割，沟谷呈树枝状由东向西北通向黄河。

1 红寺堡灌区土壤盐碱化现状

红寺堡灌区现有耕地总面积4.49 万hm2，主要种植农作物为玉米、小麦、黄花菜。耕地质量平均等级为4.55等，低于宁夏耕地质量平均等级（6.83等）；耕地土壤有机质平均含量为11.43 g·kg-1，低于宁夏平均水平（13.8 g·kg-1）；耕地土壤全氮含量平均值为0.63 g·kg-1，低于宁夏平均水平（0.82 g·kg-1）；耕地土壤有效磷含量平均值为26.82 g·kg-1，低于宁夏平均水平（27.07 g·kg-1）。

红寺堡灌区开发前，地下水埋深较深，土壤盐渍化面积占比小，仅为400 hm2；初期开发灌溉2 年后，大量灌水致使局部地下水位抬升，盐渍化面积呈迅猛增长趋势，盐渍化地面积达到4 173 hm2；后期的耕种过程中，随着灌区的开发、巩固及灌溉用水的控制，红寺堡灌区盐渍化面积呈缓慢增长，截至2022年，红寺堡灌区盐碱地面积5 560 hm2，其中轻盐渍化面积2 107 hm2，占总面积的37.9%；中盐渍化面积2 813 hm2，占总面积的50.6%；重盐渍化面积640 hm2，占总面积的11.5%。盐渍耕地主要分布在大河乡、红寺堡镇、柳泉乡、太阳山镇等4个乡镇。

2 土壤盐渍化成因

2.1 干旱荒漠气候是灌区盐碱土形成的先决条件

红寺堡灌区属典型的温带大陆性气候，四季分明，气候干燥，日照充足，昼夜温差大，年均降水量240 mm 左右，而蒸发量却超过1 280 mm，干旱缺水是当地最大的自然条件特征。在这种干旱气候条件下，土壤的自然淋溶作用和脱盐过程非常微弱，土壤中可溶性盐通过毛细管积聚在地表，导致表层土壤中的盐大量积聚，从而在地下水位高的区域形成大面积盐碱土[1]。红寺堡灌区大罗山洪积扇由南向北倾斜，至苦水河、甜水河平原，地势较低，是地表水和浅层地下水汇积地区，排水不畅。

2.2 母岩和母质含盐是灌区盐碱土形成的物质基础

红寺堡灌区土壤的成土母质以第四纪洪积-冲积物为主，主要为淡灰钙土和新积土，母质含盐量为2.5～9.0 g·kg-1，含盐量较高。这是灌区地下水及土壤中盐分的主要来源。

2.3 地表水和地下水的补给是灌区盐碱土形成的主要动力

1）地表水。发源于大罗山的诸多支沟，由大罗山西麓进入灌区，支沟均不同程度地含有一定量的盐分，这些地表水既是把盐分搬运至灌区的动力，也是开发前灌区地下水补给的主要水源[1]；开发后，黄河水成为灌区灌溉和地下水补给的主要水源。浅层地下水沿阶梯状农田而下，沿途接纳各种回归水，矿化度逐渐增高，水化学类型也逐渐改变，在渗透系数较小的低洼地带形成盐分聚集[1]。

2）地下水。矿化地下水通过土壤毛细管上升至地表，经水分蒸发后将盐分滞留在土壤表层，造成土壤积盐[1]。

2.4 地形、地貌是灌区盐碱土形成的强化因素

灌区地处大罗山冲洪积平原末端，灌区内盐分出路有限，只能从高地向低地转移和积聚，强化了灌区的积盐过程。

2.5 人为因素是灌区次生盐碱土形成的重要条件

2.5.1 人为引起地下水位上升，超过临界深度从而形成次生盐碱土

红寺堡灌区开发建设初期采用大水漫灌、大水压盐带走土壤表层盐分，同时由于洪积扇下游区域排水不畅，超额的灌溉导致地下水位迅速抬升，部分地区地下水水位上升幅度在5 m 以上，盐分随地下水向地表聚集。

开发建设中期伴随土壤盐碱化的出现及灌区开发建设进程，灌溉制度得到一定优化，灌水量得到有效控制。由于灌区地处丘陵及冲洪积平原区，地形纵坡大、地下水水力梯度大，高处地下水向低处聚集。灌区灌排系统不配套，尤其是地势较低的清水河、甜水河、红柳沟、苦水河一带，地下水外排条件较差，地下水位上升趋势没有得到有效遏制，盐碱化面积进一步增加。

近些年来，红寺堡灌区提倡节约用水，灌溉定额得到严格控制，地下水水位年均上升0.02～0.11 m，其上升速率得到有效控制。但受资金不足影响，目前灌排体系功能尚不健全，已建沟道治理管护不到位、维护经费有限，管护难度大，未形成良性循环；部分地区地下水位高，缺少灌溉洗盐用水，土体含盐得不到彻底淋洗，致使土壤盐碱化进一步加重。

2.5.2 耕作制度不合理，土地不平整，引起土壤次生盐碱化

伴随灌区多年的灌溉，地下水埋深逐年减小，由于灌水技术差、灌水频率低，土壤返盐快，无法将已压至土壤剖面中下部的盐分继续压到深层，反而使该层盐分活化，造成盐分重新返至表层[1]；灌水不均，使未灌水的部位成为干排盐地段，逐步变成盐土。

红寺堡灌区种植作物单一，开发建设中期以玉米为主要作物，长期单一地耕种使土壤贫瘠、有机质含量少、pH值升高，土壤微生物的活动受到抑制，从而影响氮素及其他养分的转化和供应。

3 盐碱地治理措施

目前，红寺堡灌区土壤母质含盐量高，灌区内表层0～20 cm 土壤含盐量高的盐渍土面积973 hm2，但所有片区的土壤pH 值普遍在8.5 以上，平均pH 值达到8.96；同时，项目区土壤肥力低、质地较重、存在黏土隔水层、透水性差、地下水位较高。以上特征会形成土壤恶性循环，次生盐碱化危害越来越严重，急需采取改良措施。

3.1 排水措施

调控浅层地下水的主要工程措施有明沟排水、暗管排水、辐射井排水。由于灌区土质、条田划分、灌溉系统布置等条件不同，各排水方案适用程度也不相同。红寺堡灌区基岩埋深浅，多数地方地下2～3 m 存在浅层不透水层，辐射井在此地适应性较差，不作考虑。

1）暗管排水。暗管排水适用地层广，具有施工、管理方便，占地少，排水排盐量大、速度快，加速土壤脱盐及淡化地下水等优点[2]。暗管排水措施在宁夏已实施多年，材料生产、施工机械、施工技术等方面优势明显，并在一些地区取得了良好效果；但是，针对红寺堡灌区某些片区基岩埋深浅、下垫面土壤质地黏重且透水性差这一特殊条件下，暗管排水治理盐碱地的效果及运行使用年限还有待进一步论证。

2）明沟排水。明沟排水能够排除明水和土壤水、降低地下水位，良好的排水沟系更是防治土壤盐化和改良盐碱地的重要措施。明沟排水易于操作，技术成熟，后期运行维护简单，灌区已有部分片区应用明沟排水，采取生物和工程防护措施固坡后可有效防止沟道坍塌淤积。但是明沟排水占地面积较大，征占地和补偿机制是项目中的主要风险因素，结合红寺堡灌区人均耕地面积仅1 667 m2左右这一实际问题，明沟排水征占地赔偿资金缺口巨大，且明沟排水施工进度人为因素影响较大，实施协调难度非常大。

综上所述，结合红寺堡灌区实际，宜采用暗管排水+部分明沟排水方案，以暗管排水作为盐碱地治理的主要工程措施，对于存在下垫面隔水层的区域慎重考虑暗管排水措施，可采用明沟排水措施。

3.2 灌溉措施

高效节水、水盐调控是干旱区灌区治理两个永恒的主题。部分灌区虽然实施高效节水灌溉，但是经多年的耕种、灌溉后，依然出现不同程度的土壤盐渍化加剧现象，其主要原因是虽然节水灌溉有效控制了灌水量和灌水频次，但是长期的有灌无排致使地表所接受的灌溉水带来的盐分无法排出，灌区仍处于积盐状态，长此以往，盐渍化逐年加剧。因此，合理调控土壤中水盐的运动是改良灌区盐碱地的关键，防治土壤盐碱化必须采取合理的灌溉措施，控制地面水和地下水。高效节水灌溉可以有效减缓灌区盐渍化进程，但其积盐状态并未因节水灌溉而改变，所以高效节水虽然是治理土壤盐渍化的一个重要手段，但并不是一劳永逸的措施，还需在节水灌溉的基础上配合其他改良措施。

结合红寺堡灌区供水条件、农业种植结构及高效节水方布局，提出以下灌溉措施。1）利用冬灌泡田洗盐碱。为防止水中溶盐分过多和地下盐分上返，在11月利用灌区内现状渠系，采取冬灌水泡田。冬季错开了农作物用水高峰期，水资源较充足便于洗盐碱，通过一定时间的洗盐，可以使耕地含盐量降低。2）结合现代化灌区要求，采用滴灌方式控制灌水量。灌区盐碱地的重要成因是地下水位高，为了治理盐碱地，必须控制灌溉用水量。滴灌节水是一项投资少、见效快的改良措施，可从源头上减少进入灌区的水量和盐量。减少了项目区灌溉水量，就减少了灌溉水转化为地下水的量，提高水的有效利用率，减少水分的入渗，减缓地下水位抬升的速度，并减少盐分的带入。3）根据供水时段灌水。红寺堡灌区5月多年平均蒸发量185.9 mm，多年平均降水量27.6 mm，蒸发强烈，降水相对较少，且红寺堡扬黄工程在5 月中期为检修维护设定了10 d 的停水期。为防止盐分随水分蒸发上返，利用滴灌系统蓄水池调节供水，在5 月中期停水时段补充灌溉，使前后水相接。

3.3 农业措施

1）改土培肥。土壤盐碱化是影响土壤肥力的重要因素之一，土壤不脱除过量的盐碱会导致潜在的土壤肥力不能发挥；土壤脱盐后若不能及时培肥，则土壤理化性质得不到全面改善，脱盐效果不能巩固，作物也不能持续高产稳产。所以，脱盐和培肥是盐碱地改良利用中两个密不可分的重要环节[3]。

2）深耕翻土。深耕在于加深耕作层，促进作物根系向深层伸展，充分利用深层土壤水分和养分以增加作物产量。盐碱地的地下水位一般比较高，土壤物理性状不良，常存在潮湿、冷凉、板结等问题，有浅位隔水层的下潮地盐碱地尤为突出。因此，盐碱地较一般土壤更需要深耕，并需要增施有机肥料，防止土壤返盐、促进土壤脱盐，创造良好的耕层构造。春耕可有效防止土壤表层返盐，所以春耕宜早勿迟，否则会导致下层土壤盐分返至地表，既降低保墒效果，又使盐分上移，有碍于适时春播。

3）平整土地。土地平整程度是影响灌水质量和洗盐效果的关键，局部高地因降水少、干旱、蒸发强，积盐量远远超过低平部位，常形成盐斑，因此需要及时平整土地[4]。

3.4 生物改良利用措施

1）种植牧草绿肥。绿肥作物是以其新鲜植物体就地翻压或沤、堆制肥为主要用途的栽培植物，绿肥作物除用以改良土壤以外，多数作为饲草并以根茬肥田，或作为覆盖作物栽培以保持水土和保护环境。红寺堡灌区常见牧草绿肥主要是多年生紫花苜蓿、饲料玉米、油葵，牧草绿肥在盐碱地治理改良中可以增加土壤有机质和养分、改善土壤物理性状、促进土壤脱盐和抑制土壤返盐[5]。

2）植树造林。植树造林是改良利用盐碱地综合措施中的一个重要方式，其主要作用是通过降低地下水位防止土壤返盐，通过增强土壤透水性促进土壤脱盐。

3.5 化学措施

盐碱地土壤的pH 值较高，一般在9以上，土壤黏重，通气性差，严重影响农作物生长。通过化学改良可改变土壤胶体吸附性离子的组成，调节土壤pH 值，从而改变土壤的结构和通透性，加速土壤脱盐。

常用的化学土壤改良剂可分为3类：1）含钙类物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙及石灰等含钙物质；2）酸性物质，如硫酸、硫酸亚铁、黑矾等含酸、含硫物质；3）有机类改良剂，包括传统的腐殖质类（如草炭、风化煤、有机物料及绿肥）、尿素甲醛及其树脂聚合物，以及工业下脚料糠醛渣、生物土壤改良剂等。

4 结语

盐碱地改良是一个较为复杂的综合治理系统工程，主要包括排水措施、灌溉措施、农业措施、生物改良利用措施及化学措施。在盐碱地改良利用过程中，要结合灌区地下水埋深、土壤质地、土体渗透性能、灌溉方式等客观因素，在分析其成因的基础上因地制宜地确定治理方案，有效控制地下水位，积极推进盐碱地治理，保障国家粮食安全。