(1)分区
纯涝渍区 无盐碱危害的涝渍中低产田区,主要分布在东北地区一些涝区和沼泽型耕地、紧临南方地区如汉江流域的陕南和淮河流域的砂僵黑土区。
涝渍与盐碱并存区 系指当地既有涝渍又受盐碱危害的中低产田区。主要是黄淮海平原地区,此类地区需全面考虑涝渍盐碱的统一治理。
(2)三种类型
沼泽型 因地势低洼和土质粘重,极易发生较长期地面积水的农田,其土壤剖面特征是存在泥炭层和潜育层。
雨涝型 在作物生长期间,常因降雨积涝而短期受淹的农田,与沼泽型的区别在于地面积水期较短且无泥炭层和潜育层。
暗渍型 或称潜渍型,又叫哑涝。主要是由于地下水位较高或因粘土隔层、犁底层阻水,造成作物根部土壤水分过多而低产的农田。其中涝后成渍的列入雨涝型,因渍而出现盐碱的列入盐渍型。
53、我国南方易涝易渍农田主要有哪些类型?如何分布?
南方易涝易渍农田主要分布在淮河流域的淮北平原、滨湖洼地、里下河水网圩区;长江流域的江汉平原,鄱阳湖和洞庭湖滨湖地区、下游沿江平原洼地;太湖流域的湖东湖荡圩区;珠江流域的珠江三角洲、山丘区的冲垄谷地等。
主要类型有以下6种。
贮渍型:指沤水田或冬泡田等在田内贮水成渍者。
涝渍型:因地势低洼或排水出路不畅等原因,易雨涝成渍者。
潜渍型:农田受江河湖海等水位顶托,或有灌无排等原因,使农田地下水位长期在作物主要根系活动层存在而致渍者。 泉渍型:指农田受冷泉水浸渍或溢出地面而形成的冷浸、烂泥、锈水等渍害低产田。 盐渍型:指滨海盐碱地。
酸渍型:指沿海咸酸田,pH值小于5。 54、农作物对农田除涝排水有何要求?
由于降雨过多或外水侵入,排水不畅,发生旱地积水或水田淹水过深,将造成农作物减产或失收,形成涝灾。为了使农业生产达到稳产高产,防止洪灾的发生,对低洼易涝农田,必须通过修建排水工程满足农作物对农田除涝排水的要求,及时排除由于降雨产生的田面积水,减少淹水时间和淹水深度,以保证作物正常生长。试验证明,农作物的受淹时间和淹水深度有一定的限度。如果超出允许的淹水时间和淹水深度,将影响作物正常生长,轻者减产重者失收。因为,田间积水,会使土壤水分过多,氧气缺乏,影响作物根系呼吸的正常进行,作物根系长期在无氧或缺氧条件下进行呼吸,所产生的乙醇可使作物中毒而死亡。
农作物受淹减产的情况与作物允许淹水时间和淹水深度有关,除涝排水系统的设计首先要满足作物允许淹水时间和淹水深度的要求。允许淹水时间系指在设计暴雨条件下,排除地面积水允许的最长时间。“淹水”一般认为是在设计暴雨停止时开始的。我国各地灌溉排水试验站,对允许淹水时间或淹水深度是根据测筒、测坑或田间观测的作物产量与淹水时间、淹水深度关系确定的。作物允许淹水时间和深度与作物品种、作物生育阶段有关,棉花、小麦、春谷等作物耐淹能力较差,一般在地面积水10cm的情况下,淹水1d就会引起减产,受淹6-7d以上就会死亡。一般粮食作物地面积水10-15cm,允许淹水时间不超过2-3d。
水稻虽宜于水田中生长,但若田面水层长期过深,则同样不利于水稻生长,也会引起减产甚至死亡。
农田受涝成灾的灾情,常用受涝面积的大小和作物受灾减产的程度两种指标进行表示,但还没有统一规定的标准,各地用法不一,采用受涝面积作指标时,是以成灾农田面积数或成灾面积所占的百分数表示灾情的轻重;以作物减产程度作指标时,则用作物因灾减产的成数作为灾情轻重的衡量依据。
55、如何选择除涝标准?
除涝设计标准一般涉及设计暴雨、设计外水位、设计内水位和设计排除历时等。在我国《水利动能设计规范》(试行)中,把除涝设计标准定义为:“一般以涝区发生某一设计频率(或重现期)的暴雨不受涝为准。”其中暴雨重现期应根据国民经济发展水平和效益分析确定。目前我国大多采用5—10a一遇(频率P=20%-10%)的暴雨作为设计标准。对于经济水平较高、条件较好地区,可适当提高标准;对于经济条件较差地区,也可适当降低标准或分阶段提高标准。水利部将我国南方渍涝田治理分为初步治理和高标治理两个阶段,其除涝设计标准为:初步治理,要求大于5a一遇;高标治理,则大于10a一遇。
除涝标准的暴雨历时和排除时间可根据排水地区具体条件决定。根据生育期规定;对于旱田作物,一般采用1-3d暴雨,1-3d排完;对于水稻,一般采用1-3d暴雨,3-5d排至耐淹水深。对具有滞涝容积的排水系统,则应考虑采用长历时的暴雨,有的还须采用有一定间隙的前后两次暴雨作为设计标准。
除涝标准的具体选择,还应根据工程的经济效益进行论证分析确定。对于单纯用于除涝的排水工程,一般没有经济效益,而用工程的减灾效能确定工程经济效益;对于进行综合经营和综合利用的排水工程,则应根据综合收益和减灾效果,共同分析确定。
56、渍涝灾害对农作物生长有何影响?
渍害是指作物根系活动层中的土壤含水量过大,长期超过作物正常生长的允许限度,使土层中的水、肥、气、热关系失调,生态环境恶化,导致作物生长发育受到抑制的一种灾害现象。渍害轻则造成作物减产,重则可能导致作物死亡失收。
渍害常与洪、涝、土壤盐碱化等灾害相伴发生,对作物危害的性质和产生的原因也与涝灾很相似,都是由于农田水分过多所造成的。但渍害地面一般不出现积水现象,只是土壤含水量过大,严重的有时也可能达到饱和,对作物的伤害不如涝灾来得明显和快速,所以往往不被重视,对作物造成很大危害。防治渍害的有效措施是进行田间排水,根据渍害产生的原因,防渍田间排水工程应能有效地控制地下水位,使地下水位经常控制在适合作物生长的深度范围内,排除根系层中过多的土壤水分,使土层保持适宜的含水率,为作物生长创造良好的条件。
57、低洼易涝区除涝防渍的水利工程措施有哪些?
低洼易涝区除涝防渍的水利工程措施是排水及控制地下水位。排水工程的主要作用是:加速排除由于降雨或外水入侵造成的地面积水及造成地下水位过高的地下水。其目的是通过排水调节区域水文状况,满足作物对土壤水分、空气、养分和温度的要求。排水首先要有出路,要治理或开挖骨干排水河道,同时要修建好田间排水设施。田间排水有明沟排水、暗管排水和竖井排水等多种方式。
58、农沟排水的排水沟布置有何原则?
排水沟的布置,要尽快地集中排水地区多余的水量泄向排水口。选择排水沟线路,通常要对技术上可能的方案;根据排水区内外的地形和水文条件、排水目的和方式、工程投资和维修管理等因素进行比较,从中选用最优方案。
当承泄区水位低于排水干沟出水口水位时,可自流排水,否则需要采用抽水排水或抽排与滞蓄相结合的除涝排水方式。 排水沟的布置一般应遵循以下原则:
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(1)各级排水沟尽量要布置在各区控制范围的最低处,以便能排除整个排水地区多余的水量。
(2)尽量做到高水高排,低水低排,自排为主,抽排为辅;即使排水区全部实行抽排,也应根据地形将其划分为高、中、低等片,以便分片分级抽排,节约排水费用和能源。
(3)干沟出口应选择在承泄区水位较低和河床比较稳定的地方。
(4)下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排水条件,使之不发生壅水。
(5)各级沟道要与灌溉渠系的布置、土地利用规划、道路网、林带和行政区划等协调。
(6)工程费用小,排水安全及时,便于管理。例如干沟尽可能布置成直线,但当利用天然河流作为于沟时,就不能要求过于直线化;另外,排水沟还要避开土质差的地带,同时也不给居民区的交通设施带来麻烦等。
(7)在有外水流入的排水区或灌区,应布置截流沟或撇洪沟,将外来地面水和地下水引入排水沟或直接排入承泄区。 59、排涝流量有哪些计算方法?说明计算公式及物理意义。
推求设计排涝流量(又称最大设计流量)的基本途径有二:一是用流量资料推求;二是用暴雨资料推求。由于平原地区水文测站少,资料年限短,设计标准较低,受人类活动的影响较大,同样的暴雨所形成的流量过程相差很大等,故一般难以根据实测径流资料进行统计分析,而往往采用由设计暴雨推求排涝流量的方法。 (1)地区排涝模数经验公式法
首先求出平均到每平方公里排水面积上的最大排涝流量(即g=Qmax/F),通常称之为设计排涝模数。
影响排涝模数的因素有很多,在生产实践中,根据实测暴雨径流资料分析,得出平原地区排涝模数经验公式如下
q?KRmFn
式中:q为设计排涝模数,m3/(s?km2);F 为排水沟设计断面所控制的排涝面积,km2;R为设计径流深,mm;K为综合系数(反映河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等因素);m为峰量指数(反映洪峰与洪量的关系);n为递减指数(反映排涝模数与面积的关系)。
(2)平均排除法
平均排除法是以排水面积上的设计净雨在规定的排水时间内排除的平均排涝流量或平均排涝模数作为设计排涝流量或排涝模数的方法,即
q?对于水田 R?P?h田蓄R86.4t?E
对于旱田 R??P
式中:Q 为设计排涝流量,m3/s;q 为设计排涝模数,m3/s/km2;F 为排水沟控制的排水面积,km2;R为设计径流深,mm;α为径流系数;P 为设计暴雨量,mm;h田蓄为水田滞蓄水深,mm,由水稻耐淹水深确定;E 为历时为t的水田田间腾发量,mm;t 为规定的排涝时间,d,主要根据作物的允许耐淹历时确定,对于水田,一般选定1d暴雨1~2d排除或3d暴雨3~5d排除;对于旱地,因旱作物耐淹较差,排涝时间 应当选得短些。
如排水区既有旱地又有水田时,则首先按上式分别计算水田、旱地的排涝模数,然后按旱地和水田的面积比例加权平均,即得综合排涝模数。
60、排渍流量如何确定?
地下水排水流量,自降雨开始至雨后同样也有一个变化过程和一个流量高峰。当地下水位达到一定控制要求时的地下水流量称为日常流量,也称排渍流量。它不是流量高峰,而是一个比较稳定的较小的数值。单位面积上的排渍流量称为设计地下水排水模数或排渍模数[m3/s/km2],其值决定于作物品种、土壤质地、水文地质条件和气候条件等。不同地区地下排水的任务和要求不同。土壤盐碱化地区的地下水排水任务主要是结合灌水和冲洗促进土壤脱盐和地下水淡化,并防止土壤过湿和返盐。在盐碱土改良地区,由于冲冼所产生的设计排渍模数较大,如山东打渔张灌区在洗盐情况下实测的排渍模数为0.02~0.1m3/s/km2而防止土壤次生盐碱化地区,在强烈返盐季节,其地下水位控制在临界深度时的设计排渍模数一般较小,例如河南省引黄人民胜利渠灌区,其排渍模数在0.002~0.005m3/s/km2以下。
在非盐碱土地区农作物对地下水排水的要求,一是防止降雨或灌水后土壤过湿,二是保持地下水对土壤有一定的补给量,以减少灌溉用水量。一般在降雨持续时间长、土壤透水性强和排水沟系密度较大的地区,设计排渍模数具有较大数值。根据某些地区资料,由于降雨而产生的设计排渍模数:轻砂壤土为0.03~0.04 m3/s/km2;中壤土为0.02~0.03 m3/s/km2;重壤或粘土为0.01~0.02 m3/s/km2。
61、排渍水位、排涝水位如何确定?
(1)排渍水位(又称日常水位)的确定
排渍水位是排水沟经常需要维持的水位。主要为防渍或防止土壤盐碱化对控制地下水位的要求来确定。
对渍害地区地下水位的控制一般包括:作物各生长阶段适宜的地下水埋深条件下可防止土壤受渍,且能取得地下水较大的补给量;降雨或灌水后允许的地下水位上升高度和持续时间;发生长历时降雨时允许的地下水最小埋深和排水强度。
(2)排涝水位的确定
排涝水位是排水沟宣泄排涝设计流量(或满足滞涝要求)时的水位。由于各地承泄区水位条件不同,确定排涝水位的方法也不同,但基本上分为下述两种情况。
当承泄区水位一般较低,如汛期干沟出口处排涝设计水位始终高于承泄区水位,此时干沟排涝水位可按排涝设计流量确定,其余支、斗沟的排涝水位亦可由干沟排涝水位按比降逐级推得。但有时干沟出口处排涝水位比承泄区水位稍低,此时如果仍须争取自排,势必产生壅水现象,于是干沟(甚至包括支沟)的最高水位就应按壅水水位线设计,其两岸常需筑堤束水,形成半填半挖断面。承泄区设计洪水位一般是由地区防洪规划规定的,在设计排水沟时必须收集这一资料。
在承泄区水位很高、长期顶托无法自流外排的情况。此时沟道最高水位要分两种情况考虑:一种情况是没有内排站的情况,这时最高水位一般不超出地面,以离地面0.2~0.3m为宜,最高可与地面齐平,以利排涝和防止漫溢,最高水位以下的沟道断面应能承泄除涝设计流量和满足蓄涝要求;另一种情况是有内排站的情况,则沟道最高水位可以超出地面一定高度,相应沟道两岸,亦需筑堤。
62、明沟排水沟深如何确定?
排水沟深度适当,便能有效地控制改良地段的地下水位,排走过多的土壤盐分。控制地下水位和排盐主要依靠末级排水沟。
通常把不致于引起耕层土壤积盐危害作物生长的最浅的地下水埋藏深度,叫做地下水临界深度。临界深度是拟订排水沟深度的主要依据。其影响因素包括气候(主要是降雨和蒸发)、土壤(主要是土壤的质地)、地下水矿化度等自然条件和农业生产条件。所以,应当因
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地制宜地依据不同自然条件和农业生产条件,拟定各地区的地下水临界深度。
地下水临界深度的确定方法有以下几种:
1)从灌区定位观测结合调查分析确定地下水临界深度。 2)由地下水蒸发量确定地下水临界深度。
3)由土壤水分观测分析确定地下水临界深度:土壤毛管持水率和土壤自然含水率(在不受灌溉降雨影响时)的分岔点至地下水位的高度为毛管水强烈上升高度,加上耕作层即为地下水临界深度。
63、排水沟断面设计需注意什么?
田间排水沟的断面,应满足改良盐碱地的设计沟深,边坡稳定,不冲不淤,排水通畅,能通过设计流量的要求。排水沟边坡过大,则占地多,土方量大;边坡过小,则容易坍塌,造成排水沟的淤积。确定排水沟边坡的大小,主要取决于土质和土层排列情况。
64、井灌井排工程对低洼易涝区治理有哪些作用?
井灌井排是通过调控地下水达到降低地下水位和减少地表径流量的作用。低洼易涝区地下水动态的特征之一是径流迟缓、地下水埋深浅。在低洼易涝地区发展井灌,提取大量的浅层地下水,使地下水位下降,为低洼易涝区的治理和改碱防盐提供灌排两利的条件;在长期井灌作用下,地下水位可明显降低;在井灌井排条件下,雨季前地下水降至最低深度腾出的“地下库容”,既可防止涝碱危害,又可滞蓄雨水增加灌溉用水。
第6章 盐碱地改良
本章主要介绍了盐碱地的基本概念和成因,以及盐碱地的治理原则并着重讲述了水利措施改良盐碱地。 65、土壤中的可溶性盐类分几种,对作物生长有那些危害?
盐碱土是各种盐化土、盐土和碱化土、碱土的统称,群众一般称为盐碱地。在这类土壤中由于含有过多的可溶性盐类,对大多数作物都有不同程度的危害,妨碍作物生长。盐碱土中所含的盐类,主要是由四种阴离子即氯根(C1-)、硫酸根(SO4=)、碳酸根(CO3=)、重碳酸根(HCO3-+++++
)和三种阳离子即钠(Na)、钙(Ca)、镁(Mg)组合而成。阳离子与氯根和硫酸根所形成的盐为中性盐;阳离子与碳酸根和重碳酸根所形成的盐为碱性盐,其中对作物危害较普遍的是氯化钠(NaC1)、硫酸钠(Na2SO4)、碳酸钠(Na2CO3)和重碳酸钠(NaHCO3)四种盐类。
当土壤中含有过多盐分时,土壤溶液的浓度增高,作物细胞液的浓度相对降低,以至作物吸收水分的速度变慢甚至停止。在盐碱地上种植作物,一般是种子发芽率降低,幼苗生长不良,发生不同程度的缺苗断垅现象,并使开花成熟期推迟。当土壤中含碳酸钠、重碳酸钠等碱性盐类多时,还能腐蚀作物的纤维组织,破坏作物对养分的吸收,造成营养失调。当土壤中钠离子过多时,会代换出土壤胶体上的钙离子,造成土粒分散,结构破坏,以至湿时泥泞,干时坚硬,严重影响耕性和通气透水性,危害作物生长。土壤盐分过多和酸碱度过高时,还会抑制微生物活动,降低土壤肥力,妨碍作物生长。
66、如何对盐碱土进行分类?
盐碱土的类型很多,也有许多不同的分类标准和依据。 (1)按土壤的全盐量划分
一般是根据一米土层内所含可溶性盐类占干土重的百分数来划分:
非盐渍化土 含盐量<0.2%; 轻盐渍化上 含盐量0.2—0.5%; 中盐渍化上 含盐量0.5—0.7%; 强盐渍化土 含盐量0.7—1.0%; 盐 土 含盐量>l%。
(2)按盐分组成划分
根据土壤中易溶性盐中的各种阴离子的相对含量(毫克当量/100克土)来划分。 氯化物盐土:土壤盐类绝大部分为氯化物C1-与SO4=的当量比≥4;
硫酸盐氯化物盐上:土壤盐类以氯化物为主,硫酸盐次之,C1-与SO4=的当量比为4~l; 氯化物硫酸盐土:土壤盐类以硫酸盐为主,氯化物次之,C1-与SO4=的当量比为l~0.5; 硫酸盐盐土:土壤盐类绝大部分为硫酸盐,C1-与SO4=的当量比≤0.5;
苏打盐土:土壤盐类以碳酸盐和重碳酸盐为主,HCO3-+CO3=与C1-十SO4=的当量比>1。 (3)根据代换性钠的含量占阳离子代换量的百分数划分
十
非碱化土 钠化率(碱化度)Na含量<5%; 弱碱化土 钠化率(碱化度)Na十含量5-10%; 强磁化土 钠化率(碱化度)Na十含量10-20%; 碱 土 钠化率(碱化度)Na十含量>20%
(4)群众对盐田土的分类命名
我国各地的盐碱土大多为盐化土或盐土,典型的碱土很少,碱化土各地有零星分布。盐碱土地区群众习惯将盐化土和盐土也称为碱土(碱地),并根据颜色、形态等的不同而进行分类与命名,例如:
白碱:干旱时地面呈现白色盐霜,故称白碱,或称面碱。主要成分为Na2SO4,其次是NaCl,尝之有凉味,但不咸,有些地方称白不咸。白碱土表层有蓬松层,踏踩时能陷鞋底,故又称蓬松盐土。因白碱可熬皮硝,又名硝碱。白碱对作物危害较轻,pH为8左右。
油碱:或叫卤碱、潮碱、万年湿。其主要成分为氯化物,除氯化钠(NaC1)外,还含有较多的氯化镁(MgC12),其吸水性强,表层通常潮湿,土色灰暗至棕黑,如泼上酱油一样,干时形成坚而脆的盐结皮,尝之有苦咸味。油碱对作物危害较大,pH为8左右。
瓦碱:质地粘重,雨水不易渗入,干后而瓦片状卷起,含有少量的NaHCO3和Na2CO3,碱性强,pH8.5左右。瓦碱土播种后幼苗顶上困难,但出苗后一般容易保苗。
马尿碱:含有较多的Na2CO3、NaHCO3和NaC1。由于碳酸钠能溶解土壤中的腐殖质,以至呈黄棕色的盐霜出现在土壤表面,有如马尿,故称马尿碱。马尿碱对作物危害最大,pH在8.5以上。
对以上几种群众命名的盐碱土,在实践中应用较多,应掌握其对作物的不同危害程度。 67、盐碱土形成的原因有几种,其中气候和水利条件对盐碱土的形成是如何影响的?
大地的盐分来源于岩石的风化。岩石风化所形成的各种简单的无机盐类,在陆地上本来是分散的,但溶解于水后,在随水(包括地表水、地下水和土壤水)运动的过程中,在一定条件下重新分配并积累到土壤中,使土壤产生盐碱化而形成盐碱土。
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影响盐碱土形成的因素有气候、地形、母质、地下水等自然因素和人为因素等。
(1)气候的影响
气候条件对水盐运动的影响很大。大气降水可以对土壤盐分进行淋洗;大气蒸发又可使土壤水分汽化,促使地下水补给土壤水,成为土壤水盐向上运行的一个动力。我国盐碱土大部集中在干旱、半干旱地区,年降雨量一般小于500毫米,而蒸发量大于降雨量几倍甚至几十倍以上。在这种条件下,岩石风化和成土过程中产生的盐分,没有或很少被淋溶,而底土及地下水中的盐分可大量地随毛管水上升而积累到土壤表层。在同一地区,由于一年之内气候干湿交替,会形成土壤季节性的积盐和脱盐。例如黄淮海平原地区一般春季干旱多风,蒸发强烈,土壤表层盐分大量积累;到了雨季,盐分受降水的淋洗,土壤表层发生脱盐;雨季过后,随着蒸发的逐渐增强,土壤又开始下一周期性的积盐。每一次雨量的大小对土壤盐碱也有不同影响。一般大于30毫米的降雨可以把盐碱淋到下面,减轻对作物的危害。而在春季,如果降雨小于10毫米,反会把盐碱淋到小苗根部而使其受害,这就是群众所说的“大雨压盐,小雨勾盐。
(2)地下水的影响
含盐的地下水,借土壤毛管作用上升至土壤表层,水分蒸发后,盐分便积聚起来,这是土壤盐碱化很普遍的过程。而地下水位高低,地下水矿化度的大小等,与土壤盐碱化有着密切的关系。
地下水位达到一定高度,地下水中的盐分才能随水通过毛管作用上升至地表。生产上为保证作物根系活动层土壤不发生盐碱化所要求的地下水最小埋藏深度,称为地下水临界深度。地下水矿化度系指地下水中的含盐量,常以克/升表示。生产上称开始引起土壤盐碱化的地下水矿化度为临界矿化度,其大小随气候和栽培等条件而变化。例如滨海盐碱土多为3克/升左右,华北平原大多为1~1.5克/升,内蒙古约0.4~0.6克/升。
影响地下水临界深度的因素有气候、土壤质地、地下水矿化度、灌溉排水措施和耕作技术等,其中主要是土壤质地和地下水矿化度。如粉砂壤土毛管水上升较高,水量大,容易返盐,地下水临界深度就大。粘土毛管水上升高度低,水量小,返盐较难,地下水临界深度就小。例如山东粉砂壤土地区为2.0~2.4米,粘土地区则为1.0~1.2米。在一定条件下,地下水矿化度愈高,土壤表层积盐愈易,地下水临界深度愈深。如同为轻质土,在地下水矿化度较低的河南人民胜利渠灌区为1.8米,而在地下水矿化度较高的山东位山灌区则为2.0米,地下水矿化度高的山东打渔张灌区则为2.2米。
对滨海盐碱士的形成来说,除受上述自然因素影响外,还特别受海潮的影响,其影响方式有三种:一是海潮淹没土地;二是海水溯河流倒灌;三是海水渗漏补给地下水。由于海水的矿化度很高(约21~35克/升),在上述三种方式影响下,海水既是滨海平原盐碱土盐分的来源,又是引起土壤积盐的主要因素。
68、盐碱土治理的基本原则有哪些?
建国以来,我国各地在治理盐碱土方面取得了很大成绩,积累了丰富的经验。实践证明,要治理好盐碱上,必须贯彻下列基本原则。 (1)统筹规划,全面解决水的问题
由于土壤中的可溶性盐类可以随水而来又可随水而去,水是土壤积盐和去盐的重要条件,因此,控制与调节土壤中水的运动是防治土壤盐碱化的关键。而土壤中水的运动与地面迳流和地下迳流紧密相关。要解决好水的问题,就要从一个流域或地区着眼,统筹兼顾地解决好上、中、下游的关系,地面水和地下水的关系,灌溉和排水的关系等。
(2)综合治理,排盐与培肥土壤结合
盐碱土中含有过多的盐碱以及土壤肥力低是其低产甚至作物不能生长的主要原因。要改良盐碱土,必须排除过多的盐碱,并提高土壤肥力。灌溉冲洗、排水、放淤等水利措施,是排除土壤盐分的有效措施,但若仅排除盐分,或把盐分分散在土体内,仍不能彻底改良盐碱土,满足作物高产的需要,必须采用平整土地、精耕细作、合理施肥、种植绿肥、轮作和植树造林等农、林、生物措施,以提高土壤肥力。农、林、生物措施不仅能改善土壤的理化生物性状,提高土壤肥力,使有利于作物生长发育,同时也有助于盐分的排除和防止返盐,巩固除盐效果,降低对水利措施的要求。此外,除盐可为培肥土壤创造条件,而除盐本身也意味着释放土壤的潜在肥力。盐分不除,不利于有机质的积累,也影响作物对养分的吸收。除盐和培肥是相互促进相互制约的。因此,必须把除盐与培肥结合起来,把水利措施和农、林、生物措施结合起来,采用以水、肥为中心的排、灌、平、肥、林、种、管等综合措施,才能达到彻底改良盐碱土实现高产稳产的目的。
(3)因地制宜,对症下“药”
我国盐碱土分布地域广,各地自然条件和盐碱土类型不同,农业经济状况也不一样。因此,治理和改良措施必须从实际情况出发,做到因地制宜,对症下“药”。例如对重盐碱土,首先应冲洗淋盐,深沟排水,降低地下水位,并结合采用农业措施;轻盐碱土可采用深浅沟结合,井灌井排,除涝,控制地下水位,同时要平整土地,多施有机肥料,加强淋盐和抑盐;次生盐碱化灌区,可采取井渠结合,以渠水补井水之不足,以井灌降低渠灌补给的地下水位,加强农业技术措施,防止返盐;低洼易涝盐碱地区,可采取沟洫台田,深渠河网,排灌滞蓄结合,进行机械排水或淤灌稻改;对盐化土壤,采用水利和农业措施即可改良;而苏打盐土、碱化土和碱土,除采用农、水措施外,还应采用化学措施进行改良。
69、在盐碱化地区,确定排水沟深度的主要依据是什么,如何确定排水沟深度?
排水沟的深度适当,便能有效地控制改良地段内的地下水位和排走过多的土壤盐分。末级排水沟深度以能把地下水位控制在临界深度以下为宜。故地下水临界深度是拟定排水沟深度的主要依据。
确定地下水临界深度的方法很多,可以采用定位观测资料进行分析,也可以在田间观察土壤毛管水的强烈上升高度加耕作层厚度来
确定。此处可以参考第5章中地下水临界深度的确定。
知道地下水临界深度后,可用下式计算末级排水沟深度。 H?HK??H?h0
式中:H为排水沟深,米;HK为地下水临界深度,米;△H为排水沟中部地下水位与排水沟内水位之差,米,一般采用0.20~0.40米; h0为排水沟排地下水时的设计水深米,一般多采用0.20米。
70、灌水冲洗盐碱地时,如何确定冲洗脱盐标准?
冲洗脱盐标准包括脱盐允许含盐量和脱盐层厚度两个指标。脱盐层允许含盐量主要决定于盐分组成和作物苗期的耐盐性。此外还与
气候、土质、水利、农业技术水平等有关。在华北、滨海半湿润地区,以氯化物为主的盐土,冲洗脱盐标准一般采用0.2~0.3%;以硫酸盐为主的盐土,采用0.3~0.4%。在西北干旱地区,氯化物盐土采用0.5~0.7%;硫酸盐盐土采用0.7~1.0%,盐化碱化土壤采用0.3%。脱盐层厚度(即计划冲洗土层的厚度)则主要根据作物根系的主要分布深度而定,除了满足作物正常生长发育需要外,还要考虑防止土壤再次返盐的要求,一般采用60~100厘米。
71、什么是冲洗定额?灌水冲洗盐碱地时,如何确定冲洗定额?
在单位面积上使土壤达到冲洗脱盐标准所需要的洗盐水量叫冲洗定额。以立方米/亩或立方米/公顷表示。影响冲洗定额的因素有盐碱土类型、冲洗前土壤含盐量、土壤质地、排水条件以及冲洗季节、冲洗技术等。故合理的冲洗定额,应在当地条件下通过试验
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来确定。在缺乏试验资料情况下,冲洗定额可按下列公式计算:
M=m1+m2+0.667(E—P)
如果在冲洗时期内,降雨量、蒸发量均较小,或两者大小相近,则可用下式计算: M=m1+m2 其中 m1=666.7h???1??2?;m2?666.7h??S1?S2?K
式中:M为冲洗定额,立方米/亩; m1为在计划冲洗层内,冲洗前土壤含水量与田间持水量的差额,立方米/亩;m2为按计划冲洗脱盐标准冲洗盐分所需的水量,立方米/亩;E为冲洗期内蒸发水量,毫米;P为冲洗期内可用的降雨量,毫米;h为计划冲洗层深度,米; ?为计划冲洗层土壤容重,吨/立方米;?1为计划冲洗层田间持水量,干土重%;?2为冲洗前计划层内土壤含水量,干土重%;S1为冲洗前计划层内土壤含盐量,干土重%;S2为冲洗后计划层内允许含盐量,干土重%; K为排盐系数,为每立方米冲洗水所以排走的盐量,公斤/立方米。
公式中的这些因素,应根据当地试验观测资料确定、其中排盐系数K的测定较难,它与冲洗前土壤含盐量、土壤质地、排水沟深度和间距以及地下水埋深等有关。据山东省和江苏省苏北等地试验结果分析,排盐系数多为15~25公斤/立方米。
72、如何结合水文地质条件合理运用井灌井排措施?
利用井灌井排降低地下水位,主要是在浅层地下水中进行。在大面积大规模发展井灌下,提取的地下水量超过地下水的自然补给和人工回补水量,潜水普遍下降而起到排水作用。因此,井灌井排措施的运用,应有适宜的水文地质条件。
①在地层上部有较好的砂层,可以打浅机井或真空井。井管自上而下全部装置滤水管,可以保证一定的出水量和地下水位降深。 ②上部地层中虽无良好砂层,但有裂隙或块状粘土,透水性较好,也可打浅机井或真空井。
③砂层埋藏在地表以下一定深度,但砂层以上无隔水层。水井打至含砂层,抽水时虽然出水量主要来自下部砂层,但由于上部土层不起隔水作用,在大面积抽水下,潜水位随之下降,可达到并排的目的。
④上部土层透水性较差,且在相当深度内又无良好的砂层时,为了加大抽水量以降低地下水位,须采用特殊井型结构,如辐射井、辐射竖井或卧管井等。
73、什么是放淤改碱?如何确定合理的放淤厚度和放淤定额?
放淤就是把含有淤泥的河水,通过渠系输入事先筑好了畦埂和进、退水口建筑物的地块,用减缓水流速度的办法,使淤泥沉淀下来,淤积在地面上。
淤层的厚度要合理,太薄,改碱效果差,太厚,用水量过大,一般以0.3~0.5米为宜。 放淤定额(或叫淤灌定额)是指放淤达到计划淤层厚度所需的总放淤量,可用下式近似计算:
M?666.7HaS
式中:M为放淤定额,立方米/亩;H为计划放淤厚度,米%;a为淤泥的容重,吨/立方米;S为放淤用水含泥砂量,吨/立方米。 由以上公式可见,计划放淤厚度H越大,放淤用水含泥砂量S越小,所需的放淤定额越大。
放淤定额除以667(或乘以0.0015)即为放入淤区的总水深。若静水放淤,则可以根据围堤的高度,分若干次淤灌,累计水深达到总水深时为止;若动水放淤,则应按进水口流量,淤区面积,计算放水天数,并考虑留出中间停水检查维修和倒灌回淤的时间,整个放淤时间较计算出的时间为长。
74、为什么要进行泡田洗盐?如何确定泡田洗盐标准?
水稻的耐盐性与小麦、玉米大致相同,是不甚耐盐的作物。当上壤含盐量高时,必须进行播种和插秧前的泡田洗盐,使土壤含盐量降低到对稻苗生长无害的程度。综合一些地区的试验结果,泡田洗盐标准为:在氯化物盐土区氯化物含量要低于0.15%,全盐量要低于0.2~0.3%;硫酸盐盐土区全盐量要小于0.4~0.5%,重碳酸盐盐土区全盐量要小于0.3%。泡田冲洗脱盐层深度一般为20~30厘米。泡田定额主要根据土壤含盐量而定,土壤含盐量越高,所需要的泡田次数和泡田定额越多。
第7章 灌溉管理评估指标体系
本章主要介绍了灌溉管理指标体系的组成、各种指标的含义与计算方法以及灌溉管理综合评价的方法。本章应重点掌握灌溉管理指标的含义及计算方法。学习中应着重注意理解公式及公式中各个符号所代表的意义,不必对复杂的公式符号死记硬背。
75、灌溉管理有何意义?灌溉管理一般包括哪几方面的内容?
在水利工程运用实践中,无论是专门兴建的灌溉工程或节水灌溉工程,还是利用各种工程手段(包括蓄水、引水、提水等)兴建的以灌溉为主,综合利用的大中型灌区,能否充分发挥灌溉工程的作用,提高灌溉效率和用水效率,使日益紧缺的灌溉水资源发挥更大的作用,关键是能否管好、用好工程。工程的建成为我们管好用好灌溉工程,发挥工程效益提供了基础,而灌溉管理的主要任务是通过对各种工程设施的运行管理,充分利用水资源,合理调配水量,实行科学用水,促进农作物高产稳产,保证我国的粮食安全,发挥工程的最大效益。
灌溉管理一般包括工程管理、用水管理、生产管理、与组织管理四个方面的内容。工程管理主要是指渠系工程的检查、观测、养护、维修、改建、扩建和防汛、抢险等;用水管理主要指灌溉水量和流量的调配,灌水时间的安排等,它对充分发挥灌溉工程的效益,促进农业生产的起着重要作用;生产管理指灌区内结合工程管理,用水管理开展的综合利用、多种经营以及水费征收等工作。它是充分利用水土资源和灌溉工程设施创造财富,增加收入,从而促进工程管理和用水管理的必要环节;组织管理是指建立健全专业的与群众性的灌区管理组织,配备管理人员,才能完成工程管理、用水管理和生产管理任务。
76、渠道水效率指标评估包括哪两方面?如何确定?
渠道水效率简称渠道效率(Ei)或渠道水利用系数,根据渠道水的工作任务和水流特征分为以下两种。 (1)输水渠道效率(CCE)
输水渠道效率是表征无分流渠道的水在输送过程中的有效利用程度。一般用于大中型灌区的引水总干渠、干渠或供水系统专用渠道输水评价。
测算公式 CCE?WcW0?100%
式中:W0为渠道首部引入总水量,m3; Wc为经过渠道尾站或末端送出的可利用的总水量,m3。为研究工作的需要,也可用相应的流
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