宁夏红寺堡灌区土壤盐渍化成因与防治对策

摘要： 作者从红寺堡灌区水盐循环角度，分析影响土壤盐渍化因素，阐述土壤次生盐渍化的主因、外因及初始条件。依据水盐均衡计算成果和地下水水质、埋深分区图等，确定土壤盐渍化的可能区域，提出减渗促排的盐渍化防止对策及主要措施。

Abstract： Author analyses the factors that affect soil salination by the point of view about water and salinity cycle of Hongsipu irrigated area. It expounds the mostly factor and exogenous factor and initialization of soil salination. It ascertains the area that soil salination will befallen in future， and advances many reasonable proposals to prevent and cure soil salination according as the achievements in water and salinity balance or the isoline map of groundwater depth and dissolved solid.

关键词： 红寺堡；盐渍化；成因；防治；对策：MOFLOW

Key words： Hongsipu；salination；cause；prevent and cure；measures；MOFLOW

中图分类号：S15 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）03-0316-02

0 引言

宁夏红寺堡灌区计划开发净土地面积50万亩，安置贫困山区移民40万人，是一项深得民心的德政工程。随着灌区开发建设土壤次生盐渍化愈来愈突出，宁夏扶贫扬黄管理局委托宁夏农业勘查设计院、宁夏水文水资源勘测局开展红寺堡灌区土壤盐渍化调查、成因分析、防治对策等工作。本文在收集整理前人资料基础上，分析灌区土壤盐渍化成因，有针对性地提出防治对策与措施。

1 灌区概况

红寺堡灌区位于宁夏回族自治区中部的大罗山山麓，西起中宁县恩和乡沟，东至同心县韦州乡苦水河东，北到灵武市臭马子井，南到同心县新庄集乡张家台。多年平均降水量为200mm，多年平均水面蒸发量1350mm。地势东南高，西北低，最高海拔1550m，一般1200～1450m，中部的红寺堡镇1340m。

红寺堡灌区开发于1998年，截至2011年年底已累计开发约48万亩，其中红二干累计开发1.5万亩，红三干累计开发18.3万亩，红四干累计开发2.9万亩，红五干累计开发4.7万亩，新圈2.3万亩，新庄集17.6万亩，海子塘0.7万亩。有效灌溉面积约46万亩。

2 盐渍化现状

红寺堡灌区1999年部分地段有盐渍化迹象，但不明显，到2002年土壤盐渍化日趋突出，总面积3885亩，2003年6641亩，2005年8713.5亩，2008年6月调查土壤盐渍化面积已达27338亩，其中在红三干控灌区分布有26913亩，在新圈支干渠灌域分布有425亩。见表1。

3 水盐均衡分析

3.1 计算单元划分 将灌区按水系和水文地质条件划分为麻黄沟、红柳沟、苦水河、韦州片四个计算单元。麻黄沟片在海原村以西，主要包括双井子、红崖、中宁村。红柳沟片在海原村以东，海子塘泵站以西，主要包括新庄集、红寺堡村。苦水河片在海子塘泵站以东，主要包括沙泉村、柳泉村、豹子滩村、水套村。韦州片位于罗山东麓，红寺堡四泵站以东，地下水埋深大，径流条件好，渗漏补给能够通过沟道排泄到区外，不会产生土壤盐渍化。根据水文地质特征，发生盐渍化重点区域是红柳沟片及苦水河两侧低洼地带。

3.2 建立地下水数值模型 本次以红柳沟片为研究区域，利用Visual MODFLOW建立地下水模型分析其地下水均衡及盐均衡。

在Visual Modflow中，将试验区地层概化分为二层，上层为粉沙-亚粘土，厚度2～4m，渗透系数0.3～0.8m/d，给水度0.04～0.1；中层为粘砂土，厚度20～35m，渗透系数0.1～0.5m/d，给水度0.03～0.06，为含水层，其下部为隔水边界，代表第三系红色砂质泥岩。

研究区域宽12000m，长8000m，剖分为80行、120列，共计19200个网格，网格地面高程采用SRTM-DEM数据。经软件处理后导入模型中，降水、蒸发采用当地气象站资料，田间灌溉入渗时间、补给量采用灌溉试验观测数据。田间入渗补给系数、降水入渗补给系数参照《宁夏回族自治区浅层地下水资源》中的评价结果。整理灌区渠道水位流量、沟道水位流量、地下水水位、水质、土壤含盐量等监测资料，依据水文地质试验、经验参数结合选取参数。

模型运行后得到不同时间地下水水流运动方向、地下水水位、埋深等在模拟区间分布，应用2008年5月～2009年11月度的观测试验数据，对模型进行调试。经过对个别参数的调整，使得模拟输出的地下水与观测地下水位变化趋势及幅度基本一致，完成模型验证。

依据模型分析，红寺堡试验区地下水流向、埋深展示如图1。

3.3 可能盐渍化区域 据模拟结果红柳沟片2004年以前处于积盐状态，自2005年以后总排盐量大于总引盐量，排引比1.06～1.21，平均1.13，基本处于弱脱盐状态。但由于灌区水循环特点，新庄集一带处于红柳沟的中上游，地下水以径流方式排泄，蒸发微弱，处于脱盐状态，不会引起土壤盐渍化。在红柳沟两侧红寺堡村一带地下水水位上升，埋深小于3m，排泄以潜水蒸发为主，处于积盐状态，是潜在的土壤盐渍化区域。

4 盐渍化成因分析

红寺堡灌区土壤盐渍化形成与当地水盐循环密切相关。第四系更新统冲洪积松散层，层厚相对较薄，一般为20～50m。下伏第三系红岩是第四系孔隙潜水的隔水底板。第四系潜水主要接受当地大气降水和来自大罗山、烟筒山的洪水入渗补给及灌溉入渗补给，自罗山山麓向北径流，在北部红柳沟、甜水河、苦水河两侧汇集，由于排水不畅，潜水埋深变浅，大部分消耗于潜水蒸发，盐分随着水在土壤中富集，是造成土壤盐渍化的主要原因。

宁夏农业勘查设计院于2000年11月完成的红寺堡灌区土壤盐化面积调查成果表明，在渠道控制的108.2万亩范围内，盐化土壤39161亩，占3.6%。而盐化土壤分布地方仅有31.6%发生了土壤次生盐渍化，二者关系不明显，故它是土壤次生盐渍化的初始条件。次生盐渍化取决于土壤水盐循环，盐分富集产生次生盐渍化，盐分消散，即使初始条件是盐土，也不产生次生盐渍化。

人类灌溉加速了当地水盐循环，是引起土壤盐渍化的外因。随着灌溉面积逐年增大，灌水量逐年增加，且普遍采用大水漫灌的灌水方式，在灌溉作用下，使灌区地下水位迅速上升，强烈的潜水蒸发使地下水中的盐分迅速在表层土壤中富集，使非盐化土壤也产生了次生盐渍化。

灌区开发初期设计有灌无排，是土壤盐渍化日益严重的设计因素。

5 防治对策与措施

依据灌区盐渍化成因分析，其土壤盐渍化防治的总体思路是减渗促排，改善北部低洼地带水盐循环，从积盐向消盐转变。减渗的主要措施一是渠道砌护，二是节水灌溉。目的是通过渠道砌护、节水灌溉尽量减少渠系及田间渗漏入渗水量和盐分，减少了向下游低洼处汇集的水盐，减轻下游排水排盐的压力。

由于低洼处多是一些半封闭微盆地，排水困难，潜水蒸发加剧，盐分汇集，因此开挖排水明沟，改善排水条件是非常必要的。通过开挖排水沟加大地下水侧排入沟水量，盐分也随水进入排水沟，改善当地水盐循环条件，是盐渍化防治主要措施。因此在低洼地带的防治土壤盐渍化的主要对策是促排，促排的主要措施是开挖排水明沟，辅助措施有暗管排水等。

通过水盐循环分析，灌区发生土壤盐渍化区域主要在红寺堡村至水套的麻黄沟、红柳沟、甜水河两侧的低洼地带，在灌区北部自西至东呈条带状分布，见图2。在以上地区开挖排水明沟是防治土壤盐渍化的根本举措。2002年由扶贫扬黄管理局投资，在沙泉乡永泉村（红三干32-1支的7斗、8斗）修建了一条长2.3公里的排水沟，这条沟道既是本灌区的首条排水工程，也是当时唯一的排水工程。工程建成后，该村居民点的水位平均下降1.2米，对缓解土壤盐渍化有一定的作用。2006年红寺堡水务局在河水村开挖了一条2km多长的排水沟，将部分明水排入了红柳沟，据2007年调查，开沟后墙基碱蚀情况也有所好转，当地地下水水位明显下降，土壤盐渍化状况显著改善。

6 结论

6.1 灌区发生土壤盐渍化区域是主要在红寺堡村至水套的麻黄沟、红柳沟、甜水河两侧的低洼地带，在灌区北部自西至东呈条带状分布。

6.2 当地水盐循环条件是造成土壤盐渍化的主要原因；人类灌溉加速了当地水盐循环，是引起土壤盐渍化的外因；盐化土壤分布是土壤次生盐渍化的初始条件。

6.3 依据灌区盐渍化成因分析，其土壤盐渍化防治的总体思路是减渗促排，改善北部低洼地带水盐循环，从积盐向消盐转变。减渗的主要措施一是渠道砌护，二是节水灌溉。促排主要措施是开挖排水明沟。

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