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在半濕潤和非鹽鹼土地區,灌溉只是對作物需水的一種補充,而在乾旱、半乾旱的鹽鹼
土地區,還涉及到對土壤中鹽分的調節和管理問題。既要排除過多的鹽分,又要預防過多
鹽分的積累。所以,在這類地區,必須是補充水分與調節鹽分的統一。水鹽管理的原則是
在補充作物需水的同時,必須保證根層及下層土壤(約1--1.5米厚度)的良好水鹽狀況,包
括鹽化土的脫鹽過程(達到不影響所種作物的正常生長)和非鹽化土不發生次生鹽化過程。
為此,在上述的水源和水質管理的基礎上,要作好輸水及灌溉的管理。
1.輸水 輸水設計和工程的落後,造成灌溉水在灌區的嚴重滲漏損失。地上水灌溉
的渠道輸水損失可達60--70%。也就是說,三分之二的水不能用於灌溉。不僅如此,滲漏
損失的水將轉入土壤和地下水,抬高地下水位和增加土壤蒸發和積鹽,是土壤次生鹽鹼化
的面要原因。所以,在鹽鹼土灌區的水鹽管理中,首先要搞好減少灌溉滲漏損失的管理工
作。
輸水方式主要有三種:明渠、暗渠和管道輸水。
(1)明渠輸水 明渠施水仍然是當前普遍採用的一種形式,具有投資少、施工容易的
優點。明渠輸水是採用多級(干、支、斗、農、毛)輸水配水系統,與相應的多級排水系統
組成一個統一的灌排系統。明渠輸水中又分地上自流灌溉和地下渠提水灌溉兩種。
地上自流灌溉系統是從本灌區的引水點開始,使渠水面高於沿途70%以上的農田地面
,使灌溉水可以自流入農田。這種方式的優點是很明顯的,灌溉方便、迅速和節省能量。
但是渠水面高於兩側地面,且引水量大,過水時間長,水分滲漏損失嚴重,對土壤次生鹽
鹼化的威脅很大。解決的辦法主要是漿石襯砌(石料來源方便)或用混凝土板襯砌防滲。由
於造價高,只可能在主輸水線、過水時間長或因土性砂、滲漏嚴重的地段防滲。
地下深渠和提水灌溉是挖成深渠,使渠水面不超過土壤返鹽的臨界深度,一般是與排
水溝結合,叫灌排合一。與自流灌溉相比,這種形式可以大大減少滲漏損失和避免在自流
灌溉中的大水漫灌、難以管理以及可與蓄水相結合的優點。七十年代在河北平原上有不少
地方採用這種作法。但是,其中問題很多,主要是土方量大,佔地多,流沙塌坡和淤積問
題不易解決。在塌坡淤積問題未得解決和蓄水的情況下,很難保證水面不超過土壤積鹽的
臨界深度。另一個更重要的是能源問題,不僅要消耗大量能源和提高農業生產成本,而且
往往得不到電和柴油的充足供應而有水不能澆地,影響產量。
這種方法在易積澇而又缺乏水源的窪地,如天津的靜海縣、滄州地區的東光縣等地也
取得了成功經驗。但要有嚴格的條件,不是一般鹽鹼土地區都可以應用的。
(2)暗渠插水 暗渠輸水是用埋入地下的暗管進行輸水和配水,到需要灌溉的地塊由
露在地面的出水管口將水送入田間。這種方法具有輸水快、極少滲漏和不佔地的優點。過
去多用缸瓦管,現在逐漸改用塑料管。塑料管施工容易,易防漏,價格便宜。暗管按灌溉
渠系的設計佈局,埋入冬季可能最大凍層厚度以下。根據沿途水頭損失設計進水口的高程
,以好證壓力水頭。
暗管輸水一次性投資比明渠高,但與明渠防滲的造價相近。暗管輸水的主要限制因素
是輸水斷面和輸水量較小,宜於井灌或地上水灌溉系統中的斗、農級渠道。
隨著塑材管材品種的增加和價格降低,暗管輸水是很有發展前途的。
(3)移動式地面管道輸水 這是近兩三年才發展起來的一種輸水方式。就是用可以移
動的軟塑料管或防水布管代替固定式的明渠。由於它可以在地面移動,也可以由一個引水
點(如井)搬運到另一個引水點,所以使用方便、投資省。但管徑較小,僅適用於井灌區。
滄州地區的龍王河系有一厚度在5--15米的淺層淡水(其下為鹹水),受雨水和地面水的補
充和調節。他們普遍採用了出水量不高,但是機動靈活的真空井,配以移動式地面軟管輸
水,效果頗佳。
2、灌水方式 為了給作物供應水分和淋洗鹽分,要求灌入田間的水分能夠比較均勻
地進入土壤,以保證根據需要計算的灌水量能達到應有的效果,一定要講究灌水方式。灌
水方式一般有漫灌、畦灌(淹灌)、溝灌、噴灌、滴灌和浸潤灌等。
漫灌是在比較平坦的土地上,沒有或缺少限制性田間灌水工程的情況下,以大水量進
行大面積的淹灌。其用水量往往為常規灌水量的數倍或一二十倍。這是一種比較原始的灌
水方式,十八、十九世紀和二十世紀初的尼羅河、底格里斯河以及我國的黃河等大河流的
兩岸均以此方式灌溉。由於灌水量很大,能夠起到供應水分和抑制鹽分積聚的作用,對這
個地區農業生產的發展起到了巨大的、歷史性的作用。隨著人口的增長,在水土資源日趨
不足的情況下,這種方式已逐漸被淘汰。但是,在我國西北的某些地區,儘管水資源嚴重
不足,仍在採用這種落後的灌溉方式,一次一畝灌水達數百以至上千立方米。在華北地區
,也還存在幾畝或幾十畝的田塊上的大水漫灌。灌水控制的面積越大,地形也就相對越水
平坦。灌溉水積於低處而稍高處和高處上水很少或不能上水。在這種情況下,鹽分在土壤
中垂直向下淋洗的過程很弱,而代之以由低處向高處的水平轉移,形成大大小小的鹽斑。
所以漫灌的方法在鹽鹼土地區是應當廢止的。
畦灌或淹灌是目前的一種主要的灌水方式。它可以根據田面地形情況,起埂築壟,建
成畦田,逐塊灌溉。由於畦田面積小,地形相對平坦,能較好地控制水層和水量,起到供
水和淋鹽的效果。在地形不平時,畦田宜小,低處要高起埂。另外,在鹽鹼土地區,不宜
串灌,而應以臨時性毛渠逐塊灌溉。
溝灌多用於中耕性作物(玉米、高粱等)和壟作作物(甘薯、甜菜等)。在鹽鹼土地區,
溝灌具有溝下方鹽分淋洗較好而壟上鹽分積累的再分配的特點。為了避免或減輕這種不利
的鹽分再分配的狀況,在輪作倒茬中,中耕--壟作物與平作作物輪作,溝灌與畦灌方式交
換使用。另外,溝灌時也要注意地形特點,調整溝的長度和大小。
噴灌具有省水、灌水均勻和受地形影響不大的優點。但是灌水量小,對控制鹽分不利
。投資大和一些技術問題也影響其在鹽鹼土地區的應用。
滴灌和噴灌有著類似的特點,但在果園中的應用前景較好。在中東和南美一帶乾旱地
區水源極缺,利用滴灌在每一棵果樹的根區形成一個滴灌濕潤帶,地面以松土、覆蓋等形
式減少蒸發,取得了良好效果。
浸潤灌溉是通過埋沒於地下的滲水管以補充土壤亞表土的水分,其特點與滴灌相近。
3.鹹水灌溉 鹹水灌溉是鹽鹼土地區所特有的一種灌溉形式。一是這些地區水源一
般嚴重不足,二是存在一些礦化度偏高的鹹水,或是地上水,或是地下水,或是排水溝裡
的排出水的再利用。在摩洛哥及其一些中東乾旱地區,幾乎農業灌溉用水中80%以上是鹹
水。意大利、印度等尚有利用海水灌溉的試驗。我們這裡討論的主要是礦化度在2--7克/
升的鹹水或微鹹水的利用問題。
隨著水土資源的相對量的減少,耐鹽作物的選育和灌溉技術的提高,鹹水利用在我國
北方鹽鹼土地區將日益顯示出其重要意義。七十年代我們在河北省曲周縣進行了二十餘次
的鹹水灌溉試驗,提出了看水、看土、看莊稼的「三看」診斷法,把水、土和作物三者聯
繫起來考慮,設計了「三看」診斷法的查對圖(請參閱石元春等著的《黃淮平原的水鹽運
動和旱澇鹽鹼的綜合治理》一書)。
鹹水灌溉管理中有如下一些技術要點:
(1)如果具備一定條件和能夠掌握鹹水灌溉技術,礦化度在5克/升以下的微鹼性鹹水
是可以用於灌溉,並取得一定增產效果的。使用礦化度在3克/升以下的鹹水進行灌溉的
增產效果好,安全性較大。使用3--5克/升鹹水進行灌溉,也有明顯的增產效果,但要注
意因土壤質地、含鹽量、肥力水平和作物情況而採取不同的灌溉方法,避免對當季和下茬
作物產生不良影響,以及鹽分在上部土層的積聚。礦化度5--7克/升的鹹水只是在十分乾
旱缺水的情況下使用一兩次,但要謹慎從事。
灌溉用鹹水的另一個重要水質指標是「鹼度」。本區鹹水一般鹼度不高,但也有部分
地區,如河北臨西等地,淺層鹹水礦化度不高(多小於3克/升),但含碳酸氫納和碳酸鈉
較多,鹼度高,對作物和土壤危害很大。此類鹼性鹹水未經改善和採取特殊措施,一般不
宜用於灌溉。
(2)鹹水灌概在不同程度上增加了鹽分在土壤中的積累,這是鹹水灌溉中必須解決的
問題。為此鹹水灌溉的地區或地塊,首先要有良好的排水條件,使週年和多年的水鹽動態
保持脫鹽趨勢,這是保證鹹水灌溉不引起土壤鹽化和持續增產的重要前提。此外,要注意
觀察鹹水灌溉地塊和地區的水鹽動態,積極採用與淡水輪灌的辦法。如有積鹽趨勢,可利
用秋冬季河流棄水或其它淡水水源,適時進行大定額壓鹽灌溉或人工沖洗。
(3)鹹水灌溉的「三看」診斷法,可以幫助我們判斷在各種具體條件下,如何科學地
進行鹹水灌溉。如能不能灌,灌多少,灌后土壤鹽分狀況如何,怎樣才能取得良好的、持
續的增產效果。一般情況下,要注意作物需水的關鍵時期,灌溉次數和水量要加以控制。
非鹽化和輕鹽化土壤進行鹹水灌溉時,盡量將土壤的鹽動態保持為「輕積型」。中度鹽化
以上的土壤進行鹹水灌溉時,要根據要求,適當加大灌溉定額,將土壤的鹽動態保持為「
均衡型」或「淋濾型」。
(4)要取得鹹水灌溉的成功,必須有農業措施密切配合。首先需要土地平整,以減少
和避免鹹水灌溉後因地面不平使鹽分向局部高地轉移,傷害作物和形成鹽斑。土壤肥力高
和加大施肥量(尤其是有機肥),可以顯著地削弱鹽分對作物的危害,提高鹹水灌溉的效果
。此外,鹹水灌後及時鋤地很重要,它可以減緩土壤水分的蒸發和土壤溶液的濃縮,以利
發揮水分對作物的增產作用,避免或減少鹽分對作物的不利影響。
(5)通過鹹淡混灌,改善水質,是利用鹹水的一種好辦法。曲周試區和其他地方將鹹
水與淡水混合,使礦化度保持在3克/升左右進行灌溉,從而大大提高了鹹水灌溉的安全
性,擴大了鹹水的應用範圍。目前,許多地方在開採地下水時廣泛採用分層開採,深、中
、淺井結合和組成井組的作法,為鹹淡混灌開闢了廣闊的前景。在淺層鹹水區,應當將鹹
淡混灌作為一種正式的灌溉方法和制度,自覺地用於農業生產實踐。但是必須有嚴格的技
術要求和指導。
河北省水文地質大隊邯邢中隊進行了鹹淡水混合試驗。認為鹹淡水混合只是一種物理
混合,不起化學作用。淡水起著稀釋鹹水的作用,隨著淡化程度的增加而水質類型也逐漸
趨向淡水的水質類型。文中還提出了鹹淡水混合比例表,可供查詢。
河北平原東部深層淡水鹼度較高,可溶性鈉占陽離於總量的80--90%,鈉吸附比值大
於10。這種水用於灌溉後,兩三年即可引起土壤鹼化。河北省水利專科學校將這種深層鹼
性淡水與淺層鹹水混合使用,雙方水質都得到改善。深層鹼性淡水之pH值、鹼度、可溶性
鈉百分率和鈉吸附比值都明顯下降。淺層鹹水混合後,礦化度降低。
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人類之所以偉大,正在於他是一座橋樑而非目的;
人類之所以可愛,正在於他是一段跨越與完成。
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