排水措施對深層土壤及地下水的淡化作用

李秀榮

（牡丹江市水利設計院，黑龍江牡丹江 157000）

1 概況

排水措施不僅可以降低地下水位，防止鹽分回升，同時也可以排走含鹽的地下水，改變地區水鹽平衡狀態，使地下水逐年淡化，達到根本改良土壤的目的。當地下水淡化以后，雖有較高的地下水位（超過臨界水深）也不會有大量鹽分向上輸送，地下水不但不致危害作物的生長，反而可為作物吸收利用。

按照土壤容許含鹽量0.2% ～0.3%、含氮量0.01% ～0.02%的標準，如土壤含水量為20% ～30%，則土壤含鹽溶液濃度可在10 g，土壤溶液氮根含量可在0.5～1 g/L左右。當地下水礦化度淡化至上述標準時，一般來說作物應該能夠正常生長。但由于蒸發作用，地下水不斷向上輸送，表層鹽分的增加會很快超過容許含鹽量。所以實際上允許的地下水礦化度應遠較以上土壤溶液濃度低，一般在1～3 g/L。

淡化地下水層深度必須能保證深層鹽分不向地下水表層擴散;同時，也要求淡化了地下水（在一定時期內）能夠供給作物利用，而不致使深層含鹽地下水回升。

2 排水措施對深層土壤及地下水的淡化作用

在有排水系統的條件下，渠道的滲漏水對土壤和地下水的淡化起著很大的作用。渠道滲漏水的淡化作用與渠道和排水溝的布置方式有關。在灌溉渠道與排水溝相間布置時，渠道滲漏的淡水不斷流向排水溝，含鹽地下水在淡水的擠壓下將不斷地自排水溝排走，地下水則自渠底向排水溝方向逐漸淡化。如果灌溉渠道與排水溝布置成相鄰位置，則渠道中的滲漏淡水立即自排水溝排走。在這種情況下，對地下水的淡化作用僅限于排水溝附近地區，而且還容易引起排水溝的坍坡現象。所以在鹽堿土地區當條件許可時，灌排渠道應盡可能采用相同的布置方式。詳見圖1。

在有排水溝的情況下，沖洗、灌溉、降雨等對土壤和地下水的淡化也都有顯著作用。但其淡化過程與渠道滲漏時的淡化過程不同。一般是越靠近排水溝處，土壤和地下水淡化得越快;排水溝中間部分，要待沖洗和灌溉淡水累積后，地下水才逐漸淡化。圖2中舉出了部分地區沖洗資料，說明在有排水溝的情況下沖洗對土壤的淡化作用。從圖中可以看出，在距離排水溝20 cm處土壤淡化可深到2.0 m，而在75 m距離處，淡化土層僅深40 cm。

必須指出，欲保證地下水逐漸淡化，灌溉、沖洗和降雨等對地下水的補給總量必須大于地下水蒸發量。因此，也有人主張有意識地加大灌溉和沖洗定額，或修筑田埂截留雨水，以促成地下水的淡化。但在這種情況下，必須具有良好而通暢的排水系統，才不致引起地下水上升。

土壤和地下水淡化過程是指在有排水溝的情況下而言。如果在灌區內部沒有排水系統，在灌區附近也缺乏可用作排水的河流或溝道時，則地下水淡化效果就比較差。因為由渠道滲漏、灌溉及沖洗等所補給地下水的淡水與含鹽地下水銜接后，受到地下水的頂托，淡水的下滲量逐漸減少，因而地下水淡化的范圍就受到限制。在淡化范圍以外，則由于含鹽地下水位的上升，更加劇了土壤的返鹽。因此，在無排水的情況下，地下水的淡化只能是局部的、暫時的，土壤和地下水中的鹽分只是在一定地區范圍內進行了局部的重新分布，并沒有得到根本的排除。

圖1 渠道與溝道相鄰布置時的地下水淡化過程示意圖

圖2 有排水溝情況下沖洗前后不同位置處土壤脫鹽過程線

[1]武漢水利電力學院農田水利教研組.農田水利學[M].北京：中國工業出版社，1965.

[2]賴民基，方成榮.改良鹽堿地的排水設施[J].水利學報，1959（3）：53-66.

[3]王文焰，王云濤.鹽堿地豎井排水效率的試驗研究[J].西安理工大學學報，1989，5（4）：331-337.