定邊防洪排澇工程土壤鹽漬化環境影響分析及防治

張嫄，王岑，孫超

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安710001）

定邊防洪排澇工程土壤鹽漬化環境影響分析及防治

張嫄，王岑，孫超

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西西安710001）

在干旱地區，蓄水工程的滲透浸沒將會引起工程區周邊的土壤鹽漬化問題。針對定邊縣城城北防洪排澇工程開展對土壤鹽漬化環境影響分析，通過水文地質調查、土壤布點監測、地下水質監測、植被調查等，采用疊圖法分析預測工程產生的土壤鹽漬化程度、范圍，提出工程、生物、物理、農業等措施對土壤鹽漬化進行防治措施。

水利工程；土壤鹽漬化；環境影響；防治措施

土壤鹽漬化是指由于漫灌和有灌無排，導致地下水位上升、土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發后，鹽分積累在表層土壤中，當土壤含鹽量太高（超過0.3%）時，形成的鹽堿災害。蓄水工程建成運行后，隨著蓄水位升高，庫周地下水位和土層中的毛細管水也隨之升高，導致工程周圍浸沒、濕陷，易出現沼澤化、鹽漬化的現象[1]。也有相關研究指出，土壤與地下水中含有鹽分是產生土壤鹽漬化的內在因素，而一定的氣候、地貌、地下水位、土壤質地以及排灌設施、耕作措施等因素是其形成的外部條件[2]。

1 工程概況

定邊縣城北防洪排澇工程位于陜西省定邊縣縣城東北方向，工程以城區防洪、排澇為主，蓄滯城區雨洪和再生水，兼顧改善生態環境。工程由排澇渠、城北蓄滯洪區、退水渠三大部分組成。蓄滯洪區由高池、低池組成，總庫容1590萬m3，平均水深2.87 m，面積6.66 km2。

定邊縣屬于陜北黃土高原北部與毛烏素沙漠南緣的過渡地帶，屬溫帶半干旱內陸性氣候，根據定邊縣氣象站1980～2009年實測氣象資料統計，多年平均氣溫為8.7℃，多年平均降水量316.9 mm，年蒸發量2490 mm。工程建成后，蓄滯洪區將引起池周地下水位上升，再加上項目區氣候、地貌、土壤質地、植被等因素，區內具有產生土壤鹽漬化的可能性。本文主要從地下水位、土壤、地下水質、植被等幾個方面，分析預測工程土壤鹽漬化的變化情況。

2 工程運行期土壤鹽漬化環境影響分析

2.1 土壤鹽漬化分析

一般來說，地下水的埋藏深度達到一定高度時，土壤內和地下水中的鹽分會隨著水分的運行，沿毛細管上升至地表，造成地表鹽分的積累，這時的地下水埋深可稱為土壤鹽漬化的臨界地下水位深度[3]。地下水位埋深越淺，受到蒸發作用的影響程度越大，地下水沿毛細管的上升動力越大，帶到地表的鹽分就越多，造成鹽漬化的程度越重。

根據地下水現狀監測結果，高池及低池南部現狀地下水位埋深4 m~8 m，低池中部現狀地下水埋深3 m~4 m，低池北部現狀地下水位埋深2 m~3 m。經預測，當工程建成蓄水后，蓄水池周邊入滲可能引起土壤鹽漬化的礦化地下水的深度平均為2 m~3 m。將地下水現狀埋深圖及預測50年地下水水位升幅圖進行疊加，得出在低池北部地區現狀地下水位較淺處，可能會產生土壤鹽漬化，低池北部可能發生土壤鹽漬化的面積約3.1 km2。

2.2 土壤含鹽量、類型、孔隙狀態等對的土壤鹽漬化的影響

2.2.1 土壤含鹽量

土中鹽分，特別是易溶鹽（如氯化鈉、芒硝等）的含量及類型對土的物理、水理、力學性質影響較大。地下水位上升或土壤底層或地下水的鹽分隨毛管水上升到地表，水分蒸發后，使鹽分積累在表層土壤中，當土壤含鹽量太高（超過0.3%）時，形成鹽堿災害。

為調查評價區土壤鹽漬化水平，在評價區進行網格布點，各樣點東西相距500 m，南北相距500 m，共設46個采樣點。測得結果如圖1所示。

調查結果顯示，評價區土壤含鹽量的范圍為0.02%~3.70%，平均值為0.24%，處于輕度鹽漬化水平。

為了預測擬建的高低池處的土壤鹽漬化水平，在擬建的高、低池處共布設了34個現狀監測點位，其中高池12處，低池22處，監測結果顯示，擬建高池處土壤含鹽量多分布在0.024% ~0.2180%之間，平均含鹽量0.05%，擬建低池處土壤含鹽量多分布在0.028%~0.2%之間，平均含鹽量0.07%，可見擬建城北蓄洪滯區蓄水池的高、低池處的土壤含鹽量均較大，土壤平均含鹽量低池略大于高池。

圖1土壤不同深度含鹽量柱狀圖

2.2.2 土壤類型、土壤質地

工程影響到的土壤類型主要為風沙土，還有少量沼澤土、鹽土、草甸土。總體來說，評價區土壤透水性較強，結構較為疏松，保水保肥能力差。

土壤質地不同，則土壤的孔隙狀況不同，因而也直接影響著鹽分的積累過程。粘質土壤的毛管過于細小，毛管水上升高度受到抑制，所以粘土地下水臨界深度較小，土壤比較不易鹽化；砂質土的毛管孔隙直徑較大，地下水借毛管力上升的速度快，但高度較小，其地下水臨界深度略大于或近于粘質土，土壤也比較不易鹽化；粉砂土毛管適中，地下水位上升速度快，高度也大，地下水臨界深度也大，土壤易產生鹽漬化[3]。

2.3 地下水質對土壤鹽漬化的影響

地下水質對土壤鹽漬化的影響是多方面的，主要包括地下水礦化度等。根據研究，在裸地蒸發條件下，土壤積鹽主要發生在地表附近0 cm~20 cm范圍內，積鹽量隨潛水埋深增加而減小，兩者基本為指數關系，隨潛水礦化度增加而增加，兩者基本為線性。當土壤初始含鹽量越大，土壤淋洗脫鹽深度越小，淋洗后的土壤溶液濃度越大，因而也越易于產生蒸發。

根據對項目區周邊地下水環境現狀監測，高池處的地下水礦化度為538 mg/L，低池附近為438 mg/L~1267 mg/L，高、低池附近地下水礦化度較高，具備土壤鹽漬化的形成條件。

2.4 植被對土壤鹽漬化的影響

在鹽堿土中生長著一些耐旱、耐鹽堿的植物，它們具有抗鹽和積鹽能力，植株體內積累鹽分，當植物死亡后，有機體分解，鹽分又回到土壤中，使土壤不斷積鹽，因此，這些植物對土壤具有一定的積鹽作用[4]。

根據現場調查及衛星遙感，工程評價區及其周邊地區沒有高大山體，海拔高度大致在1300 m~1350 m之間。花麻池和茍池從湖濱到最高處僅有十幾米的海拔落差，因此垂直分帶并不明顯。但是從湖濱到最高處植物的分布表現出一定的規律性。評價區植被分布規律詳見圖2。

根據植被樣方調查，工程區內具有積鹽作用的植物主要有冰草、芨芨草、檉柳、鹽爪爪、駱駝刺等，這些積鹽作物的生長對項目區鹽漬化的形成起到了促進作用，也對項目區鹽漬化起到了一定的指示作用。

圖2評價區植被分布規律示意圖

3 土壤鹽漬化防治措施

3.1 工程措施

首先對蓄水池圍壩迎水面及蓄水池池底采用土工膜防滲措施，減少蓄水池向地下水的滲漏補給量，既可以降低蓄水池周邊的地下水位，防止周邊水位抬升造成的土壤鹽漬化。

3.2 生物措施

根據預測，在工程周邊可能發生土壤鹽漬化的區域如低池北部（面積約3.1 km2）、退水渠沿線（面積約1.5 km2），種植耐鹽性樹木及抗鹽性較強的牧草。

結合植被保護措施及水土保持方案，種植沙棗、枸杞等喬灌，改善小氣候，增加空氣濕度，減少地面蒸發，吸收土壤水分，降低地下水位。

種植牧草可以疏松土壤，抑制土壤返鹽和中和改堿的作用。在選擇作物培植時，需要因地制宜，如在較重的鹽堿地上，可選擇耐鹽堿較強的田菁、紫穗槐等，中度鹽堿地可以種植草木犀、紫花苜蓿、黑麥草等，鹽堿威脅不大的地則可種植豌豆、蠶豆、紫云英、高粱等耐鹽作物。

3.3 物理措施

對運行期蓄水池附近產生的分布相對集中、地面起伏較小的鹽堿土地進行平整，促進水分均勻下滲，從而有利于提高降雨淋鹽和灌溉洗鹽的效果。

3.4 農業措施

（1）蓄水池附近的耕地盡量避免施用氯化氨、碳酸銨，可盡量選用酸性肥料，如硫酸銨和過磷酸鈣等。

（2）增加有機肥料的使用，改善土壤團粒結構，改良鹽堿土理化性質，增加土壤的通氣性、透水性，促進鹽分的淋洗，活化土壤中的微量元素及磷素，改善養料的供應狀況，分解后產生的有機酸可中和土壤中的堿性。

（3）耕作時深耕深松，改善土壤的物理性質和土壤結構，增強保墑抗旱能力，阻止水鹽上升，但深耕應該注意防止將暗堿翻到地表。

4 結語

總體來說，土壤鹽漬化問題與工程蓄水后造成的地下水位上升有主要關系，除此以外，也與工程周邊的土壤、地下水質、氣候、地貌、植被等關系密切。在進行水利工程尤其是干旱地區的蓄水工程土壤鹽漬化環境影響分析及預測時，應注意：

（1）詳細調查項目區地下水位埋深，預測其地下水位上升幅度，確定土壤鹽漬化的臨界地下水位深度；

（2）可采用布設采樣點、監測點等方法對項目區土壤鹽漬化水平詳細調查，尤其是對擬建的工程區土壤含鹽量應該調查清楚；

（3）確定工程周邊土壤類型、土壤質地，并根據地下水監測資料，分析工程周邊地下水的礦化度；

（4）調查工程周邊的植被、地貌、土壤蒸發量等因素，最終結合以上多種因素，對工程建成后周邊的土壤鹽漬化進行預測。

在進行土壤鹽漬化防治時，可采取防滲、地面平整等措施，并適當結合水土保持措施種植耐鹽性樹木、灌木及抗鹽性較強的牧草，改善小氣候，增加空氣濕度，減少地面蒸發，吸收淺層土壤水分，也可結合農業措施，深耕深松，合理施肥，多采用酸性肥料，并增加有機肥料的使用。

[1]張澤平，劉猛，馬釗.淺談平原水庫的滲漏危害及勘察[J].山東水利，2010年9月.

[2]劉慶生，劉高煥，趙軍.土壤類型、質地和土地類型對土壤鹽漬化水平的指示[J].中國農學通報，2008年1月，第24卷第1期.

[3]魯春霞，于云江，關有志.甘肅省土壤鹽漬化及其對生態環境的損害評估[J].自然災害學報，2001年2月，10卷1期.

[4]李凱.北水南調工程隊區域土壤鹽漬化形成的影響[J].東北水利水電，2009年第10期.

S156.4

B

1673-9000（2017）03-0038-03

2017-02-07

張嫄(1984-)，女，陜西寶雞人，工程師，主要從事環境影響評價、水土保持工作。