白城地區暗管改堿關鍵技術及其前景分析

張明宇 劉峰 王強

摘要：松嫩平原是世界三大蘇打鹽漬土之一，也是目前我國最大面積的蘇打鹽漬土集中分布地。由于松嫩平原的鹽漬土的存在，不僅大大的影響了吉林省白城地區的當地居民生活，同時還嚴重危及了農村生態環境及農村經濟的可持續發展。因此整治及改造松嫩平原蘇打鹽堿土勢在必行。本文就白城地區荒堿地低產整治，指出暗管改堿的關鍵技術，并對該技術的應用前景進行分析。

關鍵詞：白城地區;暗管改堿;關鍵技術;前景分析

中圖分類號：S2文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190215024

1暗管改堿原理

1.1白城地區鹽堿地產生的原因

鹽堿地也稱為土地鹽漬化，是指土壤層中可溶性鹽含量逐步增加并發展成鹽漬土的過程。正常來講2cm深的土壤層中可溶性鹽的含量超過0.1%就稱這樣的土地為鹽堿地，因為人為影響而造成的鹽堿土，稱為次生鹽漬土。造成鹽堿地主要有2個原因：地區年降雨量低，而年蒸發量明顯高于降雨量， 水分蒸騰導致鹽堿積累增加; 地下水位高，受海洋影響，地下水鹽度高，水中的可溶性鹽通過毛細上升快速增長到地面，從而使其鹽堿化。

1.2暗管改堿原理

鹽堿地的整治與改造不能與水分離，預防和減少鹽堿地造成的災害應主要是對水的控制。為了使土壤不再鹽堿化，要防止地下水位高于臨界水位;通過對毛細上升作用的控制以減少地下水到地面的蒸發。暗管改堿工程技術的基本原理是利用水鹽運動規律，通過水自身運動的水分重力，使得土壤中的鹽分在水中溶解，然后利用管道排放出去。根據溶質運移理論，土壤鹽分遷移主要是通過對流和水力彌散作用。土壤中的可溶性鹽一般以一些固體晶體的形成聚集在土壤表面，或者以可溶性鹽溶液的形式存在于土壤水中。在暗管改堿的技術工程中，最重要的一點是創造條件，使土壤中的鹽通過水來，再隨著水而去，這樣將土壤中的各中狀態的鹽分轉化為自由溶液中的鹽分，從而自土壤中排除。通過在一定深度的土壤下面鋪設暗管，由于土壤中的水分是要遵循水力學運動規律，因此土壤中的水流向鋪設的暗管，這樣土壤水中攜帶的鹽分也通過鋪設的暗管隨水排出。

1.3暗管改堿的一些輔助措施

在實際操作過程中，特別是對于土壤鹽漬化較嚴重的地區，在鋪設完暗管后，一定要對其土壤進行淋洗，淋洗的方法是對該鹽堿地自上而下進行灌溉，將土壤淺層鹽分送入土壤深層，使土壤中一定深度的鹽含量可以在短時間內降低到作物耐鹽性范圍內，使作物能正常生長。 另外，配套灌溉系統，地表明排系統，深松土地，配合有機肥施用，種植耐堿作物等其他整治鹽堿地的輔助措施，以便最大程度提高土地生產能力。

2暗管改堿的關鍵技術點

在進行暗管改堿鋪設暗管施工之前，要對土壤鹽分和礦質含量以及土壤結構，滲透性，地下水位等進行勘測;再根據勘察測量的數據進行暗管的管路設計;根據測量和設計結果確定田間暗管的鋪設的間距，鋪設的長度和鋪設的深度，確定暗管的管徑，確定各個采集井的位置等。通常來講，為了加強改堿的效果，建設優質農田，多數采用直徑為110mm的PVC穿孔波紋管作為暗管，在地表面鋪設的一級吸水管的尾端連接農級以上灌排溝渠。另外為了避免土壤中的細顆粒進入暗管導致管道的堵塞，一般都是在暗管的管外包裹300g/m2的土工布，再埋上200mm厚的礫石濾料，以便在防淤泥堵塞的同時又增加了管道周圍土壤的滲水性。

2.1管道間距的確定

根據土壤性狀、每日排水量以及根系區深度等條件來確定管道間距的。 在實際工程中，管道間距通?；谕寥罎B透率和農田水利基礎設施規劃來確定，一般在60～80m范圍內，并且每塊地塊設有2個以上排水管。

2.2田間管長度的確定

通常來講要根據地塊的長度來確定田間管的長度，并且不需要把田間管一直鋪設到地頭處。也就是說，田間管長度 = 地塊的長度+ 暗管伸入排溝的距離- 離地頭距離。在松嫩平原的地塊長度一般在400～800m范圍內，但是由于受到清洗機具作為能力的限制，通常鋪設的田間管最長不超過320m，因為超過320m清洗機具就不能夠正常地進行日常維護和清洗工作了。所以需要在田間管每隔300m的地方設立1個檢查井。

2.3田間管鋪設深度的確定

田間管鋪設深度一般要根據施工機械的開掘深度來確定，從目前來看，我國的現有施工機械的開掘最大深度為2m，而且在田間管鋪設時，存在一定的比降處理，一般為5%～7%，因此在實際施工操作過程中，為了充分地考慮改堿的效果，一般把田間管鋪設深度定位1.5m左右。

2.4設計排水能力

鋪設管路時，每一根管道的水量不僅和地塊區域的控制面積有關，同時也和地塊的長度和管道的間距有關，一般來講，排水管中的水量為3mm/d。根據Manning公式田間管排水能力，即Q=38d2.76×I0.5，其中Q為排水量m3 / s; d是管道直徑，m;I是地塊坡度，m/m。此外，由于管道中會存在泥沙的沉積，因此管道的排水能力一定要充分考慮安全系數，在設計過程中要將管道安全系數定位75%以上，也就是說當管道中有1/4被泥沙所淤積，那么就需要進行管道清洗了。

3應用前景分析

3.1暗管改堿的主要優點

為什么叫暗管改堿，是因為它是對照開溝排堿而言的，所以它的優點也是相對于開溝排堿來比較的。具體優點如下：可以把管道深埋到地下，吸收鹽的速度快，排堿明顯;將管道放在種植層下邊，不浪費土地的耕作面積;地面上沒有開溝和管道，不影響正常的農業機械操作;降低了野外排水溝的數量，不用額外增加涵洞和橋梁等;對土壤性質較差的土壤，如輕壤土，無坡面坍塌問題;易于維護，成本低;適合利用大型機械化進行施工。

3.2暗管改堿影響分析

土地的影響是顯著的。暗管對堿處理技術取代了明溝，在地下深埋暗管，基本不占用耕地面積，土地流失率很小。與露天開明溝相比，它可以節省約10%的土地。

節水效果明顯。暗管改堿技術可以達到“干灌，澇排，土壤鹽分可調，地下水位可控”的目標。節水灌溉技術可以應用于鹽堿土壤，克服了目前在鹽堿土改良中淹鹽的方法;應用暗管改堿技術，可以實現將傳統的稻田改為旱作模式。這2個方面都可以達到有效節約用水的目的，特別是對于我國東北的白城地區，節約用水的前景相當可觀。

3.3暗管改堿生態和社會效益分析

暗管堿處理技術對控制地下水位，改善土壤含鹽量效果十分明顯，可以從根本上控制鹽堿地的含鹽量，解決因鹽堿影響而造成的植被退化問題，有利于改變鹽堿地地區的地表外觀和土壤物理性質，從而使該地區的土壤形狀向良性循環方面轉變。暗管堿處理技術的有效推廣，可以擴大鹽堿地地區的土地耕作面積，為農業等產業更好的發展奠定物質基礎，促進當地多元化經營的發展，促進農村制度改革和農產品加工業的發展對提高農民收入，擴大就業人口具有重要意義。中國近期可供農業用途的鹽堿地面積為0.067億hm2，利用潛力巨大，因此合理開發利用鹽堿地資源，對于增加耕地面積，保障糧食安全具有重要意義。

4結束語

由于暗管改堿技術對控制地下水位效果明顯，因此可以使土壤快速脫鹽，恢復地力，改善鹽堿地時間短，效果明顯。 推廣這項技術對于實現大面積糧食產區穩定增產，農民收入不斷增加，促進農業發展，具有重要的戰略意義，而且還可以實現改善和優化生態環境，對我國的生態安全具有重要意義。

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