中國(guó)《呂氏春秋》中關(guān)于“浴土”的記載,即指通過沖洗的鹽漬土�,F(xiàn)代科學(xué)研究排水始于19世紀(jì)后半期。20世紀(jì)前后,人們對(duì)排水和土壤鹽漬土的關(guān)系進(jìn)行了綜合研究。波紋塑料管和電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,促進(jìn)了鹽堿地排水技術(shù)的發(fā)展。
排水是防止土壤鹽漬化的基本措施。在無排水系統(tǒng)的條件下過量灌水,會(huì)導(dǎo)致土壤次生鹽漬化。如巴基斯坦自20世紀(jì)以來農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展較快,但排水措施未能跟上,導(dǎo)致60年代土壤鹽漬化、沼澤化面積夸大到占耕地的65%左右,后因發(fā)展了才基本得到控制。中國(guó)在黃淮海平原自50年代起發(fā)展引黃灌溉。但排水系統(tǒng)不配套,使地下水位升高,土壤鹽漬化迅速發(fā)展。自60年代初以來采取疏浚河道,建立田間排水系統(tǒng),發(fā)展井灌、井排等措施,土壤鹽漬化面積也逐漸減少。
水鹽運(yùn)動(dòng)規(guī)律 土壤中的鹽分主要隨水分運(yùn)動(dòng)。在蒸發(fā)條件下,鹽分由于土壤毛管作用,而隨水分上升地表;在降雨或灌溉時(shí),入滲水挾帶表層鹽分向深層移動(dòng)或排入排水溝,使表層鹽分逐漸減少。這種鹽隨水流動(dòng)的現(xiàn)象稱對(duì)流運(yùn)動(dòng)。在對(duì)流的過程中由于鹽溶液通過速度的不均勻性,引起土壤鹽分機(jī)械彌散運(yùn)動(dòng)。鹽溶液自身由于濃度不同而有擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),此外還有固態(tài)鹽溶解等運(yùn)動(dòng)。因此,沖洗排鹽過程可以用水動(dòng)力彌散(包括擴(kuò)散和機(jī)械彌散)、對(duì)流和溶解二維微分方程式表示。
排水要求 鹽堿地排水因鹽漬地中鹽分類型的不同而有不同的要求。鹽漬土中氯化鈉主要通過對(duì)流和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)排除,無溶解過程,不受洗鹽季節(jié)溫度的影響,排水流速可大些。硫酸鈉有溶解過程,受溫度影響較大,冬季排水沖洗含硫酸鈉鹽的效果差,水流速度不能太大。硼能被土壤吸附,因此排水洗硼比排水洗硫酸鹽的速度要慢,需要的水量也多。
控制地下水埋深在臨界深度以下,是鹽堿地排水的基本要求,也是設(shè)計(jì)排水溝深度的主要依據(jù)。地下水臨界深度是指在一定的自然條件和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施條件下,不致引起耕層土壤積鹽危害作物生長(zhǎng)的較淺地下水埋深。影響確定地下水臨界深度的因素有氣候(主要是降雨和蒸發(fā))、地下水礦化等自然條件和耕作栽培、灌溉排水和等人為活動(dòng),可采取定位觀測(cè),結(jié)合土壤調(diào)查分析來確定,也可由地下水蒸發(fā)量和積鹽時(shí)間等確定。一般輕質(zhì)土壤的地下臨界深度在1.8米左右,透水性弱的粘土和透水性強(qiáng)的砂土比輕質(zhì)土壤的臨界深度低1.3米左右。
排水措施 鹽堿地排水有豎井排水和生物排水等多種。明溝排水較普遍,但較深的溝易塌坡;暗溝排水發(fā)展較快,但工程投資較大;豎井排水對(duì)降低地下水位效果明顯,且可結(jié)合,且可結(jié)合,能起旱、澇、鹽堿綜合治理的作用,但耗能較多;生物排水主要靠林網(wǎng)和田間作物蒸騰作用來降低地下水位,一些泌鹽植物(如胡楊、等)還有排鹽作用。以上措施應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和經(jīng)濟(jì)條件選用。中國(guó)鹽漬地區(qū)一般是在治理河道、打通排水出路的基礎(chǔ)上,修建田間排水工程,實(shí)現(xiàn)溝、井、林網(wǎng)相結(jié)合。
采用明溝排水時(shí),一般以農(nóng)溝控制地下水埋深在臨界深度以下。農(nóng)溝深度等于臨界深度加排水溝深,再加上排水地段中部的地下水位與排水溝的水位差。如黃淮海平原輕質(zhì)土地區(qū)農(nóng)購(gòu)深度為2.5米左右,粘質(zhì)土地區(qū)為1.5米左右。排水溝布設(shè)間距一般按地下水非穩(wěn)定理論進(jìn)行計(jì)算。由于各地土壤及水文地質(zhì)條件不同,在實(shí)踐中常根據(jù)觀測(cè)資料采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,溝距通常是溝深的80~100倍。
在土壤鹽漬化程度較重或有防枯要求的地區(qū),在農(nóng)溝以下還需設(shè)置毛溝,以利于加快土壤排鹽和排除地面水。一般毛溝深為1米左右,間距為50~100米。為開墾濱海粘質(zhì)土壤的鹽堿荒地以種植水稻,還應(yīng)修筑臨時(shí)性的淺密小溝(溝深0.5米,間距7~25米不等),以加速淋鹽。
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