白城地区暗管改碱关键技术及其前景分析

张明宇 刘峰 王强

摘要：松嫩平原是世界三大苏打盐渍土之一，也是目前我国最大面积的苏打盐渍土集中分布地。由于松嫩平原的盐渍土的存在，不仅大大的影响了吉林省白城地区的当地居民生活，同时还严重危及了农村生态环境及农村经济的可持续发展。因此整治及改造松嫩平原苏打盐碱土势在必行。本文就白城地区荒碱地低产整治，指出暗管改碱的关键技术，并对该技术的应用前景进行分析。

关键词：白城地区;暗管改碱;关键技术;前景分析

中图分类号：S2文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190215024

1暗管改碱原理

1.1白城地区盐碱地产生的原因

盐碱地也称为土地盐渍化，是指土壤层中可溶性盐含量逐步增加并发展成盐渍土的过程。正常来讲2cm深的土壤层中可溶性盐的含量超过0.1%就称这样的土地为盐碱地，因为人为影响而造成的盐碱土，称为次生盐渍土。造成盐碱地主要有2个原因：地区年降雨量低，而年蒸发量明显高于降雨量， 水分蒸腾导致盐碱积累增加; 地下水位高，受海洋影响，地下水盐度高，水中的可溶性盐通过毛细上升快速增长到地面，从而使其盐碱化。

1.2暗管改碱原理

盐碱地的整治与改造不能与水分离，预防和减少盐碱地造成的灾害应主要是对水的控制。为了使土壤不再盐碱化，要防止地下水位高于临界水位;通过对毛细上升作用的控制以减少地下水到地面的蒸发。暗管改碱工程技术的基本原理是利用水盐运动规律，通过水自身运动的水分重力，使得土壤中的盐分在水中溶解，然后利用管道排放出去。根据溶质运移理论，土壤盐分迁移主要是通过对流和水力弥散作用。土壤中的可溶性盐一般以一些固体晶体的形成聚集在土壤表面，或者以可溶性盐溶液的形式存在于土壤水中。在暗管改碱的技术工程中，最重要的一点是创造条件，使土壤中的盐通过水来，再随着水而去，这样将土壤中的各中状态的盐分转化为自由溶液中的盐分，从而自土壤中排除。通过在一定深度的土壤下面铺设暗管，由于土壤中的水分是要遵循水力学运动规律，因此土壤中的水流向铺设的暗管，这样土壤水中携带的盐分也通过铺设的暗管随水排出。

1.3暗管改碱的一些辅助措施

在实际操作过程中，特别是对于土壤盐渍化较严重的地区，在铺设完暗管后，一定要对其土壤进行淋洗，淋洗的方法是对该盐碱地自上而下进行灌溉，将土壤浅层盐分送入土壤深层，使土壤中一定深度的盐含量可以在短时间内降低到作物耐盐性范围内，使作物能正常生长。 另外，配套灌溉系统，地表明排系统，深松土地，配合有机肥施用，种植耐碱作物等其他整治盐碱地的辅助措施，以便最大程度提高土地生产能力。

2暗管改碱的关键技术点

在进行暗管改碱铺设暗管施工之前，要对土壤盐分和矿质含量以及土壤结构，渗透性，地下水位等进行勘测;再根据勘察测量的数据进行暗管的管路设计;根据测量和设计结果确定田间暗管的铺设的间距，铺设的长度和铺设的深度，确定暗管的管径，确定各个采集井的位置等。通常来讲，为了加强改碱的效果，建设优质农田，多数采用直径为110mm的PVC穿孔波纹管作为暗管，在地表面铺设的一级吸水管的尾端连接农级以上灌排沟渠。另外为了避免土壤中的细颗粒进入暗管导致管道的堵塞，一般都是在暗管的管外包裹300g/m2的土工布，再埋上200mm厚的砾石滤料，以便在防淤泥堵塞的同时又增加了管道周围土壤的渗水性。

2.1管道间距的确定

根据土壤性状、每日排水量以及根系区深度等条件来确定管道间距的。 在实际工程中，管道间距通常基于土壤渗透率和农田水利基础设施规划来确定，一般在60～80m范围内，并且每块地块设有2个以上排水管。

2.2田间管长度的确定

通常来讲要根据地块的长度来确定田間管的长度，并且不需要把田间管一直铺设到地头处。也就是说，田间管长度 = 地块的长度+ 暗管伸入排沟的距离- 离地头距离。在松嫩平原的地块长度一般在400～800m范围内，但是由于受到清洗机具作为能力的限制，通常铺设的田间管最长不超过320m，因为超过320m清洗机具就不能够正常地进行日常维护和清洗工作了。所以需要在田间管每隔300m的地方设立1个检查井。

2.3田间管铺设深度的确定

田间管铺设深度一般要根据施工机械的开掘深度来确定，从目前来看，我国的现有施工机械的开掘最大深度为2m，而且在田间管铺设时，存在一定的比降处理，一般为5%～7%，因此在实际施工操作过程中，为了充分地考虑改碱的效果，一般把田间管铺设深度定位1.5m左右。

2.4设计排水能力

铺设管路时，每一根管道的水量不仅和地块区域的控制面积有关，同时也和地块的长度和管道的间距有关，一般来讲，排水管中的水量为3mm/d。根据Manning公式田间管排水能力，即Q=38d2.76×I0.5，其中Q为排水量m3 / s; d是管道直径，m;I是地块坡度，m/m。此外，由于管道中会存在泥沙的沉积，因此管道的排水能力一定要充分考虑安全系数，在设计过程中要将管道安全系数定位75%以上，也就是说当管道中有1/4被泥沙所淤积，那么就需要进行管道清洗了。

3应用前景分析

3.1暗管改碱的主要优点

为什么叫暗管改碱，是因为它是对照开沟排碱而言的，所以它的优点也是相对于开沟排碱来比较的。具体优点如下：可以把管道深埋到地下，吸收盐的速度快，排碱明显;将管道放在种植层下边，不浪费土地的耕作面积;地面上没有开沟和管道，不影响正常的农业机械操作;降低了野外排水沟的数量，不用额外增加涵洞和桥梁等;对土壤性质较差的土壤，如轻壤土，无坡面坍塌问题;易于维护，成本低;适合利用大型机械化进行施工。

3.2暗管改碱影响分析

土地的影响是显着的。暗管对碱处理技术取代了明沟，在地下深埋暗管，基本不占用耕地面积，土地流失率很小。与露天开明沟相比，它可以节省约10%的土地。

节水效果明显。暗管改碱技术可以达到“干灌，涝排，土壤盐分可调，地下水位可控”的目标。节水灌溉技术可以应用于盐碱土壤，克服了目前在盐碱土改良中淹盐的方法;应用暗管改碱技术，可以实现将传统的稻田改为旱作模式。这2个方面都可以达到有效节约用水的目的，特别是对于我国东北的白城地区，节约用水的前景相当可观。

3.3暗管改碱生态和社会效益分析

暗管碱处理技术对控制地下水位，改善土壤含盐量效果十分明显，可以从根本上控制盐碱地的含盐量，解决因盐碱影响而造成的植被退化问题，有利于改变盐碱地地区的地表外观和土壤物理性质，从而使该地区的土壤形状向良性循环方面转变。暗管碱处理技术的有效推广，可以扩大盐碱地地区的土地耕作面积，为农业等产业更好的发展奠定物质基础，促进当地多元化经营的发展，促进农村制度改革和农产品加工业的发展对提高农民收入，扩大就业人口具有重要意义。中国近期可供农业用途的盐碱地面积为0.067亿hm2，利用潜力巨大，因此合理开发利用盐碱地资源，对于增加耕地面积，保障粮食安全具有重要意义。

4结束语

由于暗管改碱技术对控制地下水位效果明显，因此可以使土壤快速脱盐，恢复地力，改善盐碱地时间短，效果明显。 推广这项技术对于实现大面积粮食产区稳定增产，农民收入不断增加，促进农业发展，具有重要的战略意义，而且还可以实现改善和优化生态环境，对我国的生态安全具有重要意义。

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