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排盐补淡对滨海盐碱土壤盐分变化的影响

2019-12-07

摘 要: 为清晰添加地下水埋深及补淡淋洗对沿海盐碱土的脱盐作用,以期为沿海盐碱土壤改进及水资源合理使用供给科学依据。以浅井排盐和灌溉水、降雨淋洗作为排盐补淡方法,在距排盐井不同半径处对地下水位和 1 m 土层含盐量进行测定,研讨其在排盐补淡进程中的改变状况。研讨标明,使用 4 m 左右的简易浅井可有用添加地下水埋深,抽水区域地下水埋深环绕排盐井出现“V”型改变; 排盐对中度和重度盐碱土 1 m 土层含盐量的影响存在差异,中度盐碱土体现抑盐、重度盐碱土有脱盐作用,且都跟着抽提半径的增大,抑盐脱盐作用削弱; 灌溉或降雨对盐碱土壤有脱盐作用,抽水腾出土壤水库容会进步土壤脱盐率,比仅灌溉或降雨别离高 34.22%和 17.53%,挨近水量的灌水处理比降雨作用显着。综上所述,添加地下水埋深、腾空土壤水库容能够有用按捺盐碱土壤返盐并进步灌溉水、降雨等淡水洗盐功率,加大土壤脱盐作用。

关键词: 沿海盐碱土; 排盐补淡; 浅层咸水; 盐分含量; 脱盐

盐碱地是重要的后备耕施资源,改进和使用盐碱地对弥补日益削减的犁地面积具有重要意义。河北省盐碱犁地面积 78万 hm2,占总犁地面积的 10.4%,首要散布于东部低平原区和沿海平原区[1],是河北省首要的后备犁地资源,但该区域土壤含盐量高、春季积盐返盐严峻,地下水埋深浅、矿化度高,开发使用难度大[2]。依据水盐散布规则及运移特征,经过排水下降地下水位、淡水淋盐是开发使用该区域盐碱地的重要方法。

现在,沿海盐碱土多经过明沟灌排、暗管排水等农田水利工程来操控地下水位,暗管排水排盐依据“盐随水来,盐随水去”的水盐运移规则,在降雨或灌溉进行淡水弥补时,盐随水下移至暗管处后排出土体,一起将地下水位操控在临界深度,削减高矿化度地下水上移,减轻土壤盐渍化程度[3-5],研讨标明, 在重渍化农田,暗管排水排盐作用远远优于明沟,地下水位及水质有显着改进,作物产值显着进步[6-8]。但机械埋管本钱较高、出资收回年限较长也是影响暗管排水技能大面积推行的首要问题[9]。河北近沿海区域浅层地下水埋深浅,最浅区域年均埋深 0.5~ 0.7 m[10],浅层咸水的使用在采水技能、井群布局、水 质改进等方面研讨标明,抽排浅层咸水能够下降地下水位、为降雨及地表水入渗腾出地下空间[11,12]。本文针对河北近沿海盐碱区地下水、土壤、降雨等区域特征[13-15],经过浅层井进行咸水抽排清晰排盐对地下水水位及土壤含盐量的影响,并对灌水和天然降雨对土壤淋洗脱盐作用进行了比较,积极探索易推行低本钱、咸淡水资源合理使用的盐碱地改进途径,以期为拓宽并进步该区域的盐碱地管理技能供给参阅。

1 资料与方法

1.1 实验区概略

实验地址坐落河北省公营海兴农场,土壤含盐量规模为 0.2% ~ 1.0%,属沿海氯化物盐渍土类型,土壤质地为粉砂黏壤土,盐分组成以氯化钠为主,Cl- 占阴离子总量的 70% ~ 80%, Na+和 K+ 占阳离子总量的 80% ~ 90%,周年监测数据显现,地下 水埋深 0.8~ 2.2 m,浅层地下水年均矿化度 5 ~ 15 g /L,季节性改变差异大,最高值在 30.6 g /L。全年均匀降雨量 600 mm 左 右,其间 7,8 月份为会集降雨期,年均匀水面蒸腾量 1 980 mm, 深层地下水及降雨是首要淡水来历。地下水埋深浅、矿化度高、降雨散布不均且蒸腾量大是引起该区域盐渍化的首要 原因。

1.2 实验规划

实验设置中度( 1 m 土层均匀含盐量 0.2% ~ 0.4%) 和重度盐碱区( 1 m 土层均匀含盐量 0.2% ~ 0.4%) 各 1 个,南北长 50 m、东西宽 30 m,两区域间隔 200 m 左右,总面积约 0.3 hm2,3 月下旬别离在实验区中心设抽排浅井 1 眼,以抽提井为圆心, 间隔 5、10、15 m 设观测井 12 眼( 井群散布如图 1) ,井深均为 4 m,井径 0.1 m,在抽排浅井使用小型自吸泵进行降水排盐( 流 量 3 m3 /h) ,咸水经软管排入集水池用于咸淡混合水鱼虾饲养。 实验于 2016 年 4 月 18-21 日排盐抽水,之后间断抽水,观测地下水水位改变及土层含盐量改变; 5 月初在水位回复共同 水平后进行排盐补淡实验,5 月 7-13 日抽水,间断抽水后当即 使用深井水( 矿化度 1.2 g /L) 进行灌溉,灌水量 20 mm; 7 月 2- 8 日抽水,浅井周围 5、10、15 m 处地下水水位别离降至 3.02、2.73、2.61 m,8 日降雨 25 mm( 降雨开端时间断抽水) ,会集降雨时长 3 h。

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1.3 测定项目及方法

别离于排盐前、排盐后灌水( 降雨) 前、灌水( 降雨) 后 4 d 和 10 d,在每个观测井 0.5 m 直径规模内 3 点取样,取样深度 1 m,同一半径内的 4 眼观测井取均匀值。土壤盐分含量测定采纳电导法,使用实验区域内测定的含盐量与电导率的直线回归 方程进行含盐量换算[16]; 使用 HOBO U-20 水位温度记录仪对中度盐碱实验区 5、10、15 m 处观测井进行地下水位测定。选用 Excel 2010 进行数据收拾与作图。

2 成果与剖析

2.1 浅井排盐对浅层地下水埋深的影响

使用浅井排盐能够有用添加地下水埋深( 图 2) ,与抽提井间隔越小,水位下降起伏越大,经过接连 84 h 抽排,抽水区域地下水埋深环绕抽提井出现“V”型。5 m 观测井处地下水埋深由 1.65 m 增至 2.50 m,降深为 0.85 m、10 m 处由 1.63 m 增至 2.26 m,降深 为 0. 63 m、15 m 处 由 1. 58 m 增 至 2. 06 m,降 深 为 0.48 m。

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浅层咸水间断抽排后当即出现显着的水位上升( 图 3) ,13 d 左右上升至抽排前水位,7.5 d 内上升速率较快,之后趋缓。 上升进程中,受单井抽排发生的水力坡降影响,浅层咸水接连传递后汇向抽提井,故 5、10、15 m 遍地的观测井水位上升进程 中随同“上升-下降-上升”现象,距井 5m 处改变起伏最大。

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2.2 排盐降水位对土壤盐分的影响

使用浅井对实验区盐水进行抽排,对中度和重度盐碱土壤 1 m 土层盐分含量的影响存在差异。从表 1 数据能够看出,中度盐碱土有显着的积盐返盐( 表层土为主) ,排咸 3d 后,间隔抽排井 5、10、15 m 处的 1 m 土层均匀含盐量较排盐前别离添加 2.75%、4.41%、5.12%,对照添加 7.22%; 排咸 6 d 后别离添加 5.04%、6.98%、9.51%,对照添加 11.56%。在中度盐碱地进行浅井排盐能够使盐分跟着土壤水下移,直接下降深层土壤含盐量,一起经过增大地下水埋深来按捺土壤水向上运动,削减蒸腾带来的盐分表聚,但跟着与抽提井间隔的增大,按捺作用趋缓。

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重度盐碱土壤受表层土壤孔隙度、容重等影响,较中度盐碱土壤蒸腾量要小,添加地下水埋深对土壤盐分的按捺作用更 加显着。抽水 3d 后,排盐区内间隔抽提井 5、10、15 m 处的 1 m 土层均匀含盐量较抽水前别离削减 6.09%、4.01%、2.65%,对照添加 3.44%; 抽水 6 d 后别离削减 11.79%、7.95%、6.75%,对照添加 3.02%。 在排水排盐处理的影响下,重度盐碱土壤含盐量跟着地下水位的下降而下降,体现为脱盐; 中轻度盐碱土壤随水位下降并未体现出显着的脱盐,含盐量添加,但添加起伏趋缓,这或许 与抽水构成的水力斜度或不同盐分水平土壤的容重、孔隙度、 浸透特性等物理性状差异构成的土壤水的蒸腾量大于下移量有关。

2.3 补淡洗盐对土壤盐分的影响

2.3.1 灌水洗盐作用

从表 2 能够看出,在停排回渗状态下,使用矿化度 1.2 g /L 的深井水进行灌水洗盐 4 d 后,中度盐碱土壤 1 m 土层脱盐率在 10.78% ~ 27.74%,体现为距抽提井越近,地下水埋深越深,排盐后腾出的土壤水库容越大,脱盐率越高,灌水 10 d 后脱盐率 下降,盐分逐步上升; 重度盐碱土壤灌水 4 d 后脱盐率在 49.53% ~ 65.00%,且距抽提井间隔越大,脱盐作用越显着,10 d 后仍脱盐作用显着,脱盐率在 41.24% ~ 43.45%。对照为直接灌 溉洗盐( 未进行排盐处理) ,中度和重度盐碱土壤在灌水 4 d 后 均体现为显着脱盐,脱盐率为 14.02%和 30.78%,10 d 后别离体现为开端返盐和脱盐率显着下降,抽水降水位后补淡洗盐能够有用进步土壤脱盐率。

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2.3.2 降雨洗盐作用

天然降雨对盐碱地具有的淋洗脱盐作用,该区域年均匀降雨量 600~ 700 mm,会集于 7-8 月份,占全年总降水量的 60% ~ 70%。本文研讨了降雨对排盐腾出库容后土壤的脱盐影响,从 表 3 能够看出,排盐腾库容能够加快土壤脱盐,进步 1 m 土体 脱盐率。在挨近的水量条件下,降雨对土壤的脱盐作用与灌水 相似,但脱盐率不及灌水显着。

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降雨 4 d 后,中度盐碱土壤脱盐率在 9.23% ~ 13.64%,距抽提井越近,脱盐率越高; 重度盐碱土壤脱盐率在 22. 09% ~ 31.05%,距抽提井间隔越大,脱盐作用越显着; 降雨 10 d 后,土壤脱盐率下降,但仍优于对照。

3 结语与评论

排水携盐和灌水洗盐是盐碱地改进中首要的水利方法,添加地下水埋深、腾空土壤水库容能够有用按捺中度、重度盐碱土壤返盐并进步灌溉、降雨等淡水淋洗功率,加大土壤脱盐作用。排水是扫除地表水、操控地下水、调理土壤水、改进盐碱 地、避免土壤盐渍化的根底方法[17],许多学者在排水沟、暗管、 竖井等排水设备的深度、距离、组合方法等方面进行了很多研 究,本实验使用简易低本钱浅井进行地下咸水抽排,成果标明, 4m 左右的浅井能够有用添加地下水埋深,抽水区域地下水水位环绕抽排井出现“V”型改变,间断抽水后回水显着,排盐对 在中度和重度盐碱地 1 m 土层含盐量的影响存在差异,别离体现为抑盐、降盐作用,且都跟着抽提半径的增大,排盐作用削弱。怎么继续有用地将地下水位坚持在答应深度,周年盐分根本安稳,不影响作物正常成长是各种排盐方法需继续深化处理 的问题。

弥补淡水洗盐是盐碱地改进最有用的方法,本实验以深井 水及雨水作为水源,比较了弥补淡水对排盐降水位后盐碱地的 脱盐作用,成果验证了腾空土壤水库容能够添加灌水洗盐作用,且挨近水量的灌水处理要比降雨作用显着,脱盐率跟着时间推移而下降。地下水位较深时,不需构筑排水工程,冲刷水量可将一部分土壤盐分淋洗到作物根系活动层以下,如山东内陆盐碱地选用无排水的淡水压盐植棉也能取得较好的作用[18,19]。但在沿海盐碱区域,地下水水位较高,如采纳无排水冲刷,将使地下水位进一步进步,有或许加重冲刷地块土壤返盐或引起灌溉区四周土壤盐渍化,所以条田宽度不宜太宽,一般为 30~ 50 m,毛沟、支沟、干沟等农田工程及时修整清淤,构成有用的田间排水网。单纯排盐只对重度盐碱土壤有降盐效 果,且功率不高,仍需淡水弥补来完成有用脱盐,本实验中补淡洗盐进程都是在排盐间断状况下,存在水位和基层盐分上升, 在继续排盐坚持地下水埋深高位安稳状态下进行补淡压盐,其脱盐作用有待进一步研讨。

原标题:排盐补淡对沿海盐碱土壤盐分改变的影响

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