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摘要:北引工程区位于嫩左松嫩低平原干旱,苏打盐渍化土壤集中分布区,是国家石油工业,农牧业生产重要基地。由于干旱缺水盐渍,制约了经济的持续发展,生态环境极为脆弱。为此,70年代初,兴建了北部引嫩江水大型引水工程,总干渠全长245KM,控制面积23500KM2,为防治土壤盐渍化,改善生态规律的盐测研究,通过引水前后地面水和土壤水盐动态规律化规律,为防治土壤盐渍化,改善生态环境建设提供了理论依据,并为工程规划设计提供了参数。目前嫩江最大的水利枢纽工程--尼尔基水库正在兴建,2005年建成后,将为松辽平原的黑、内、吉、辽四省区干旱盐渍缺水区,解决了优质的水资源。为此,北引已进行多年土壤水盐动态规律研究成果,具有重要现实的参考价值。
关键词:嫩左松嫩低平原,北引工程,干旱,苏打盐渍化区,土壤水盐动态规律,尼尔基水库
一 北京引嫩工程区地理位置与自然条件特点
(一)地理位置:北部引嫩工程区,位于黑龙江省的西部嫩江左岸松嫩低平原干旱苏打盐渍化土壤集中分布,引水总干渠全条245KM,包括大庆市全部,齐齐哈尔市的讷河,富裕,依安,绥化地区的安达,明水,青冈,兰西,肇东等市县的部分地区,控制面积23500KM2,是国家的重要石油工业,农徼业生产基地。为解决大庆石油工业用水,农田灌溉,地方病改水的需要,70年代初,兴建了北部引嫩江水工程,76年建成通水27-28年来,累计引水120亿余亿m3优质的嫩江水,促进了经济持续发展,生态环境也有了明显的改善。在兴建引水工程期间,也开始了地面水和土壤水盐的动态规律监测研究。
(二)自然条件特点:
北京引嫩工程区,地质构造属新华夏第二沉降带,是在中新生坳陷盆地的基础上发育起来的冲积,湖积平原,沉积肥物主要成因类型有冲积物,淤积物,冰水堆积物。在北部,东部海
拔在170-230m多为黄土状况或亚粘土。在海拔120-170m为一级阶地或河温滩,泡沼星罗棋布,盐渍化土壤多集中分布这区域之中。
本区气候特点,年平均气温4℃左右,一月气候最低,平均-19℃,七月最高平均为23.9℃。11月初结冻,次年6月中化通,结冻期达8个月之久,最大冻土厚在2-2.5m。多年平均降雨量380-430mm,199-2001年年平均为322mm,多集中在7,8两个月,4,5月降雨量4mm且多为无效降雨。年蒸发量1563.0mm,为年降雨量的4-5倍,干旱缺水盐渍制约石油工业和农牧业生产的发展。年平均日照2561.4小时,由于缺水,盐渍,光照的优势难以发挥,本区自然条件有利于土壤盐渍的形成。
北引总干穿越乌裕尔河后,区内是无江无河的闭流区,天然降雨靠渗漏蒸发平衡,60年中期先后兴建安肇新河和肇兰新河条骨干排水河道后,初步解决了排水出路,改变了封闭的自然状态,也为防治洪涝,盐渍灾害和引水灌溉创造了条件。
二 地面水和土壤水盐动态规律研究:
(一)地面水和土壤水盐动态规律监测研究点的布设;
1、地面水
(1)北部引嫩渠首进水闸前嫩江水。
(2)北引大庆,红旗,东湖水库,中引东升水库
(3)乌裕尔河,双阳河
2 土壤水盐态规律监测研究点
(1)点位设计
土壤水,盐动态监测研究点,包括两部分:
垂直引水总干渠分别在19\58km和萨分干段两测,以总干渠为中心,两侧在500-1000m内分别距中心点50、150、300、500,各布设了监测研究点。
(2)地下水监测研究井,均为2十直径的钢管,滤水管长2m,上下为不透水的实管,用人力冲击钻打孔,将监测管放孔中间后回填,上下回填粘土。深度至地下水位以下1-2m。
(3)监测的时间:
地下水位监测,分为结冻期与非结冻期。结冻期半月,非结冻期10天测一次水位。
(4)监测研究项目
土壤在布设监测井时,依据同一深度0-0.2(0.3)、0.2(0.3)-0.5、0.5-1.0m、1.0以下到地下水下1.0m,每1.0m取一层扰动土。
井管布设后,待地下水位稳定时取一地下水水样。
监测研究点布设期间分别取土壤和地下水进行PH值,盐分总量,CO=3、HCO-3、CL-、、SO=4、Ca艹、Mg艹、Na+、K+、F和土壤质地的化验,以后每年的丰、枯水期各取一次水样并分别于0-20、20-30、50-100cm,采取土样进行盐分,PH等分析。
1985年前,监测研究结束,从1994年开始,恢复了监测研究,1994年11月在原监测研究点,同一深度,层次,分析项目,分析方法,分别采取了土壤和地下,地下水水样,全部由研究人员完成,精度较高委托农民测的部分精度较低。
个别监测研究地下水井管丢失,机耕破坏亦有发生,故各监测研究点精度不平衡的,
3、北引总干控制区内的林甸县和安达市气象站观测场内外布设监测研究点。
三 结果与分析:
(一)地面水质监测研究:
1、北引引嫩江水前与引嫩江水:
北引引嫩江水前与引嫩江水后,虽有变化但有较为稳定。
PH值:通水明70年代初为7.37,而通水后的98年特大洪水前,较通水前-0.34%,2001年特旱后较通水前-0.18。
总矿化度:通水前为0.06g/L,通水后98年特洪前-0.003g/L,2001年特埋后,略有增加为+0.017g/L。
CO=3、HCO-3、CL-、、SO=4:通水后与通水前比较,有增有减,增加分别有2、3项,减少的分别为5、4项,减多增少,增减值都不大,说明嫩江水变化不大,比较稳定均是很好的优质水资源。
2、北引总干渠水:
北引总干设的19、58萨分干渠水质监测研究点,通水前无地面监测研究资料,均是通水后,开始进行监测的,北引引的嫩江水由北向南,PH、盐分,氟的会计师均有增加的趋势,但绝对值差异不大。
PH值:98年特洪前较通水初期,增加为0.13,特旱年较特洪前增加的为58km,减少的有19km与萨分干段,分别为0.18、0.16。
矿化度:通水初期分别为0.164、0.194、0.926g/L。通水后特旱年较98年特洪前增加的有19km、为+0.017g/L,减少的58km,萨分干分别为-0.082、-0.716g/L。因此二段,受双阳河洪水影响较大。
CO=3、HCO-3、CL-、、SO=4、Ca艹、Mg艹、Na+、K+:2001年特旱年较通水初期与特洪前,有增有减,19km段增加的3项,减少的2项;58km较通水前增加的有2项,减少的6项;萨分干全部为减少,说明98年特洪后盐分有减少的趋势。
3 北引水库:北引水库有大庆,红湖,东湖等3个反调节水库,76年开始蓄北引的嫩江水,其中大庆水库是在黑鱼泡滞洪区基础上兴建的水库,嫩江党水引入前即有水,红湖,东湖两座水库均是在低洼渍化草原上新建的蓄嫩江水水库。
PH:特旱年较通水初期和98年特洪前比较,都有增加,分别为0.44、0.23、0.64。
矿化度:特旱年较通水初期与98年特洪前比较增加的有大庆与东湖水库,为0.191、0。492g/L,个别增加0.002与0.093g/L,减少的有红湖水库为
0.226g/L,减少0.016g/L.
以上北引嫩江水,总干渠,水库监测研究表明,优质的嫩江水引入盐渍化土壤区内后,水的PH、盐分增加,且处于稳定。但仍为优质的饮用和农田灌溉水。改善了区内地面水环境。可见引嫩江水工程是很成功的。
(二)地下水水质监测研究:
北部引嫩总干渠19.58km萨分干三个段14个点地下水水质监测结果是:
1 PH值:3个监测段面,通水前为7.5-8.43,由北向南逐渐提高,通水后1999-2001年特旱年较通水前减少的10个点占71.4%,增加的4点占28.6%。增减变幅在0.1-0.8之间。
2 矿化度,特旱年较通水前增加的7项,占50%;减少的7项占50%。增减变幅在0.094-0.860g/L。
3 CO=3、HCO-3、CL-、、SO=4、Ca艹、Mg艹、Na+K+等8处112项临测数据统计,1999-2001年干旱年较通水前增加62项占55.4%,减少的50项占44.6%。增减变幅不大,说明地下水水质较地面水较为稳定。
4 灌溉系数:灌溉系数是评定农田灌溉水质主要指标,资料较小,从已有的资料,地下水灌溉系数,均在35或大于此值虽不如地面水好。但仍为优质农田灌溉水,但由于氟的会计师较高均在1.0mg/L以下,可以饮用但不是好的饮用水。
(三)地下水监测研究
1 北引总干19km段:
北段总干通水前,总干渠东1-3号与渠面1-3号盐测研究点最高水位2.5-2.6m,最低水位4.0-4.12m,变幅在1.5m左右。北引总干通水后的1980年通水后最高水位2.89-3.56m,最低水位4.33-4.39m,变幅1.11-0.78m。98年区内发生特大洪水期间,地面积水,地面,地下水相联,1999年为干旱11月测定地下水位为2.3-2.5m,由于通水期,在每年的4月下旬-10月下旬,渠道在通水期间,总干两侧地下水位较为稳定,变幅少。
2 北引总干58km段:
北引总干通水前,渠东2,3两处最高潜水位为1.79-1.84m,最低潜水位为4.4-4.73m,渠西最高水位为2.13m,最低为4.58m,北引总干通水后最高水位为0.88-1.47m,较通水前高0.91-0.37m,最低水位4.39-4.86m,也抬高了0.01-0.39m。98年特大洪水后1999年11月,监测水位为2.02-2.5m。
3 北引总干萨分干
北引总干通水前,最高潜水位1.3-2.3m,最低潜水位3.15-4.19m,变幅1.18-2.47m.。通水后较通水前最高抬高1.3m,最低抬高0.03-0.24m,1999年11月是干旱年潜水位变化z较少。
由于上北引通水前后地下水位监测研究,通水后潜水位较通水前在北引通水和雨季潜水位均有不同程度的抬高,距总干越近抬高越高,在300m-500m以外,处于自然状态,水位变化与北引通水无关。且大部分时间水位在1.5-2.0m以下。
三 结论:
(一)嫩江水是北部引嫩很好的优质水源。
北引渠道进水闸位于讷河拉哈镇西,76年建成至2002年历时27年累计引水量120亿立方米,引水总干渠长245km,属松嫩平原干旱,苏打盐渍化土壤分布区。北引通水运行后,丰枯水年嫩江流量变化较大,但水的PH、矿化度,盐分含量以及灌溉系数较稳定,是很好的优质水源。
(二)改变了大自然状态下土壤水盐平衡。
嫩江水通过北引引水干渠进入干旱、盐渍化土壤分布区后,地十水位较通水前抬高0.3-0.5-1.3m,影响范围距引水干渠300-500m,500m以外基本无影响。地下水的矿化度,盐分含量和PH值,较通水前都不不同程度的降低,特别是对人畜健康危害氟的含量降低1倍以上,使地方病得到了控制,水田灌区近年未发现一例的患者,说明改善了灌区的生态环境。
通水后土壤盐分,PH也有明显的变化。北引总干19km段,94年11月较通水前的73年比较,盐分含量增加占22.2%,减少的占77.8%,2001年特旱年较通水前增加的占11.1%,减少的占88.9%,说明1m土层平均盐分较通水前降低;58km段,94年11月较通水前的73年增加的占44.4%,减少的占55.6%;2001年干旱年较通水前增加的占88.9%,减少的只占11.1%,主要原因是渠段98年区内发生特大洪水后,双阳河洪水泛烂带来大量盐分。萨分干段,94、98以及2001年较通水前,土壤盐分,PH值均有较大幅度的增加,分别占66.7%、88.9%、77.8%。其原因不尽有双阳河洪水泛烂有关,还有在无排水条件下,引嫩江水发展水稻生产,造成土壤次生盐渍化。说明没有完善有效的排水工程,不能大面积发展灌溉。
(三)大庆,红湖,东湖水库水质稳定,适于工农业生产和生活饮用。
大庆,红湖,东湖等水库,是北引3个反调节水库,其中大庆,红湖水库,日供水40余万立方米,实际上起到了排水作用,经过引蓄水27-28年运行,土壤盐分渠道较进水闸的嫩江水源提高约3倍,但较为稳定,仍为优质的生活饮用和农田灌溉的优质水源。东湖水库属安达市自行兴建的水库,北引只有在多余水的条件下,才有水进入水库,水质不如前2年水库,但水质基本上可适于饮用和农田灌溉。
(四)北引工程保证了大庆工业和生活以及农田灌溉用水,改善了生态环境、促进了国民经济的发展,人们健康水平亦有提高。
但近期引水量太少,远不能满足工农业生产发展和地方病防治的要求。干旱盐渍化土壤的防治,亦需扩大引嫩水源加以解决。在引水总干渠地面或地下行水和完善的排水工程系统以及排水出路的前提下,结合农业等措施,土壤盐渍化是可以防治的。
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