水利工程論文-南水北調(diào)受水區(qū)土壤鹽堿化防治措施概述.doc

水利工程論文-南水北調(diào)受水區(qū)土壤鹽堿化防治措施概述摘要：分析了土壤發(fā)生鹽堿化的機(jī)理，介紹了一些減滲、排水以及控制地下水位的方法，提出了防治土壤鹽堿化的工程措施和管理對(duì)策。關(guān)鍵詞：南水北調(diào)土壤鹽堿化防治措施1引言南水北調(diào)是為緩解黃淮海平原地區(qū)嚴(yán)重缺水狀況而實(shí)施的大型跨流域調(diào)水工程。受水區(qū)域包括江蘇北部、河南、山東、河北、北京、天津的廣大平原地區(qū)。這一區(qū)域的地貌和地質(zhì)特征是地勢(shì)平緩，地面高程低，域內(nèi)洼淀眾多，組成土質(zhì)的顆粒細(xì)密，地下淺層水位埋深淺，含鹽量較高，有很多鹽堿地。南水北調(diào)實(shí)施后要興建大量的輸、蓄水工程，這些工程的運(yùn)行水位普遍高出其周邊土地的臨界水位，如不采取措施進(jìn)行控制，在滲壓作用下，工程內(nèi)部向外的滲水會(huì)抬高工程外周邊地下的淺層水位高于臨界水位，從而造成土地鹽堿化。因此，防治土壤鹽堿化是南水北調(diào)工程成敗的一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。2土壤鹽堿化的形成原因黃淮海平原主要是河流沖擊沉積平原，在平原形成的過(guò)程中，河流水體中有大量的鹽分存留在了平原成土母質(zhì)和地下水的水體中，加之成土母質(zhì)顆粒細(xì)密，造成地下水排水不暢且埋深淺，在蒸發(fā)作用下，地下淺層水經(jīng)毛細(xì)管輸送到地表被蒸發(fā)掉，毛細(xì)管向地表輸水的過(guò)程中，也把水中的鹽分帶到地表，水被蒸發(fā)后，鹽分就留在了地表及地面淺層土壤中，這樣積累的鹽分多了，又沒(méi)有足夠的淡水稀釋并將其排走，就形成了土壤鹽堿化。毛細(xì)管向地表輸水是有一定高度能力的，超過(guò)了這個(gè)高度，它就無(wú)力將地下水輸送到地表，地下水就不會(huì)被蒸發(fā)，地面土壤就不會(huì)積鹽，也就不會(huì)產(chǎn)生土壤鹽堿化。當(dāng)毛細(xì)管向地表輸水量是零時(shí)，地下水在地表的蒸發(fā)量也為零。人們把這個(gè)零蒸發(fā)的地下水埋藏深度叫做臨界水深，相應(yīng)的水位叫做臨界水位。3防治土壤鹽堿化的措施為了防治土壤鹽堿化，主要措施就是控制淺層地下水位處于臨界水位以下。根據(jù)黑龍港地區(qū)鹽堿地改良的試驗(yàn)成果和成功經(jīng)驗(yàn)，采取了一些措施。3.1鋼筋混凝土暗式箱涵輸水渠這是典型的無(wú)滲漏防鹽堿化措施。鋼筋混凝土箱涵埋置地下，在輸水過(guò)程中，水的滲漏接近于零，因此，避免因滲水而抬高輸水渠邊沿線(xiàn)地下水位，進(jìn)而防治土壤鹽堿化發(fā)生。引灤濟(jì)津輸水渠州河段就是采用的這種結(jié)構(gòu)。3.2堤、壩迎水面襯砌加土工膜減滲這種結(jié)構(gòu)主要在輸水明渠和水庫(kù)減滲工程中采用，其中輸水明渠可以是全斷面襯砌。襯砌的材料可以是現(xiàn)澆混凝土，也可以是預(yù)制混凝土板（塊）或塊石。襯砌的作用是穩(wěn)定壩坡和保護(hù)土工膜不被破壞以防止老化，下面的土工膜起減滲作用。3.3水泥土加土工膜減滲這種減滲結(jié)構(gòu)是在渠道或水庫(kù)壩坡表層做5080cm厚的水泥土，水泥土下面鋪設(shè)土工膜。水泥土起穩(wěn)定堤坡和保護(hù)土工膜的作用。有資料表明：1：10的水泥土，其強(qiáng)度（d360）可達(dá)到15MPa，固坡作用很好。土工膜由于在土下避光，老化緩慢，其壽命可達(dá)到50年以上。因此，這種結(jié)構(gòu)是一種材料易取，施工簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的減滲措施。3.4垂直鋪塑減滲垂直鋪塑是近幾年國(guó)內(nèi)研制成功并在水利工程中采用的減滲技術(shù)。它是利用泥漿固壁原理，由垂直開(kāi)槽機(jī)隨開(kāi)槽隨將0.351mm厚的土工膜垂直埋設(shè)于槽內(nèi)，利用泥漿濃縮固結(jié)，將土工膜固定在基礎(chǔ)槽內(nèi)，形成一道不透水墻。這一技術(shù)垂直鋪塑深度可達(dá)到10m。目前已在很多河道堤防、平原水庫(kù)等軟基防滲工程中采用。這一技術(shù)施工簡(jiǎn)單，比起其他防滲方式價(jià)格低，減滲效果好。滄州市大浪淀水庫(kù)大壩基礎(chǔ)采用此項(xiàng)技術(shù)防滲，減滲率達(dá)到72。衡水電廠(chǎng)90萬(wàn)m3儲(chǔ)灰池周?chē)?00m以?xún)?nèi)農(nóng)田嚴(yán)重次生鹽堿化，部分地方已成沼澤，采用垂直鋪塑后，當(dāng)年就恢復(fù)了耕種。3.5減滲與截滲排水結(jié)合，控制地下淺層水位低于臨界水位在平原水利工程中，減滲和截滲排水聯(lián)合運(yùn)用的工程措施，對(duì)控制地下淺層水位保持在臨界水位以下，防治土壤鹽堿化的效果比單獨(dú)減滲措施的效果更好，因此，這種措施在工程中采用較多。這種措施的結(jié)構(gòu)布置是：在堤、壩的迎水面做防滲體，最大限度地減少工程內(nèi)的水向外滲出；在堤、壩外一定范圍內(nèi)做截滲排水溝，將工程內(nèi)滲出的水?dāng)r截在截滲排水溝內(nèi)排走；在工程運(yùn)用過(guò)程中，保持截滲溝內(nèi)水位始終低于地下臨界水位，有效降低工程向周邊地下的滲水壓力。截滲排水溝至堤、壩的距離，應(yīng)根據(jù)工程情況而定。溝的底寬、深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料以最大限度地?cái)r截工程向外的滲水并保持溝內(nèi)水位長(zhǎng)期在臨界水位以下而定。截滲排水溝與排水河道相通，在入排水河道前應(yīng)建控制性建筑物（水閘或揚(yáng)水站），以控制溝內(nèi)水位。截滲排水溝與周邊農(nóng)田灌溉渠道相通，旱季可利用溝內(nèi)水灌溉農(nóng)田，雨季可利用截滲排水溝排除農(nóng)田瀝水。滄州市大浪淀水庫(kù)采用這種結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行減滲和截滲排水，水庫(kù)蓄水運(yùn)用6年來(lái)，平均減滲率達(dá)到72，平均截滲率達(dá)到70，周邊2km范圍內(nèi)地下淺層水位始終保持在臨界水位以下，其土壤含鹽量有明顯的降低，原有鹽堿地的鹽堿程度明顯減輕。3.6灌溉與排水相結(jié)合措施渠水灌溉大部分滲入地下淺層土壤中，如果管理不當(dāng)，會(huì)使地下淺層水位升高，超過(guò)臨界水位，造成土壤鹽堿化。因此，在灌溉的同時(shí)，要采取措施降低地下淺層水位。具體措施是：農(nóng)田灌溉的斗（或農(nóng)）渠，即是灌溉用水渠道，又是排水渠道。旱季由渠道輸水灌溉，雨季經(jīng)渠道排瀝。據(jù)海河流域平原灌區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，斗（或農(nóng)）渠的縱、橫間距在7001000m為宜，使農(nóng)田形成方田化。渠底高程要低于臨界水位1m以下。渠與排水河道相通，并由控制性工程（水閘、揚(yáng)水站）控制其水位。在農(nóng)田集中灌溉的短時(shí)間內(nèi)可使渠中水位略高于臨界水位，其他長(zhǎng)時(shí)間中必須控制渠中水位低于臨界水位。如果水質(zhì)允許的話(huà)，可以利用地下滲入渠中的水循環(huán)灌溉農(nóng)田。河北省吳橋縣楊家寺灌區(qū)，自20世紀(jì)70年代初采用灌排結(jié)合的模式，灌區(qū)內(nèi)原有近50的鹽堿地，到80年代中期，鹽堿地基本消失，至今已30多年，始終無(wú)返鹽堿現(xiàn)象發(fā)生。3.7渠灌與井灌相結(jié)合措施。在由渠道輸水灌溉農(nóng)田后，適時(shí)利用井水灌溉，可防止由于渠灌引起的地下淺層水位升高，是防治農(nóng)田鹽堿化的有效措施。井的密度以每眼井控制面積46.67hm2為宜。要以取淺層地下水為主，盡量避免抽取深層地下水。井灌的時(shí)間和取水量要根據(jù)地下水位情況和渠道配水制度來(lái)確定，以控制地下淺層水位不升高，盡量少抽取深層地下水為原則。寧夏引黃灌區(qū)正在采取這種措施，一方面降低地下淺層水位，一方面解決供水資源不足問(wèn)題。4結(jié)語(yǔ)黃淮海平原面積大，各水文地質(zhì)條件復(fù)雜，土壤鹽堿化的程度不同，防治土壤鹽堿化的措施很多，本文介紹的只是適合于平原地區(qū)一些工程的成功做法。各地應(yīng)根據(jù)自己的特點(diǎn)，旱、澇、堿綜合治理，減滲與排水結(jié)合、渠井結(jié)合、工程措施與管理措施結(jié)合，多項(xiàng)措施聯(lián)合運(yùn)用，才能更有效的防治土壤鹽堿化。只有這樣，才能在南水北調(diào)通水后，在解決了缺水的同時(shí)，又防治土壤鹽堿化的發(fā)生。參考文獻(xiàn)：1M.北京：海潮出版社，2001.2滄州市水利科學(xué)研究所黑龍港地區(qū)鹽堿地改良南皮試區(qū)試驗(yàn)報(bào)告R.1984.3滄州市水利科學(xué)研究所大浪淀水庫(kù)周邊地區(qū)環(huán)境地質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告R.SoilSalinizationandControlsintheWaterTransferredRegionsAbstract:Inthisreportthemechanismofsoilsalinizationwasanalyzed,somemethodsforseepagereductionanddrainage,aswellasgroundw