鹽堿地開發(fā)的土地生態(tài)環(huán)境效應(yīng)

鹽堿地開發(fā)的土地生態(tài)環(huán)境效應(yīng)

1灌溉區(qū)現(xiàn)狀自然概況松原油田是哈達(dá)山升降項(xiàng)目的主要配套工程。這是吉林省高產(chǎn)百億公里商業(yè)糧的綜合配套工程之一。位于吉林省西部,地處松嫩平原西南側(cè),東臨第二松花江,南到套浩太及大布蘇鎮(zhèn),西為霍林河下游,北與查干湖接壤。灌區(qū)控制范圍包括松原市的前郭縣、乾安縣、寧江區(qū)和白城市的大安市部分土地。松原灌區(qū)為萬畝大型灌區(qū),分前郭、乾安、大安龍海3個(gè)分灌區(qū),共12分片。灌區(qū)現(xiàn)有水田、旱田、草原、飼料地等。水田灌溉區(qū)主要布置在鹽堿化耕地及未開墾的鹽堿荒地分布較集中的區(qū)域。前郭分灌區(qū)在區(qū)片上分布有前郭片、紅星片、戎字片。乾安分灌區(qū)位于前郭灌區(qū)以西、查干湖以南的霍林河下游,包括有字片、水字片、余字片、洪字片、安字片、大布蘇片。龍海分灌區(qū)位于道字泡以北、霍林河下游左、右岸,只有一個(gè)龍海片。松原灌區(qū)以第二松花江為灌溉水源,由新建哈達(dá)山水利樞紐工程擋水壩抬高第二松花江水位,使江水經(jīng)輸水總干渠自流入花敖泡、道子泡。其中前郭灌區(qū)大部分面積為直接供水灌溉,小部分面積為抽水灌溉,乾安灌區(qū)和大安龍海灌區(qū)利用有字泡、花敖泡、道字泡的調(diào)蓄作用,通過修建泵站提水灌溉。鑒于松原灌區(qū)緊鄰的查干湖為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū),區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感,因此需要選取灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的天然泡沼作為水田灌溉回歸水的承泄區(qū),以避免高鹽分回歸水直接排入查干湖帶來生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)松原灌區(qū)各分片區(qū)的布置、周邊區(qū)域泡沼的位置及容量,在松原灌區(qū)規(guī)劃階段,共選取了14個(gè)泡沼或濕地作為水田回歸水排水承泄區(qū)。2當(dāng)前區(qū)域地表水環(huán)境狀況2.1類別水體富營養(yǎng)化根據(jù)調(diào)查,查干湖水體目前污染比較嚴(yán)重,其綜合功能類別為V類水質(zhì)。其中TN平均值達(dá)到IV類標(biāo)準(zhǔn),TP平均值達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn),水體已呈現(xiàn)富營養(yǎng)化趨勢(shì);另外,全湖中CODMn含量也較高,其平均值達(dá)到V類標(biāo)準(zhǔn)。2.2水土流失量大,廢水污染物嚴(yán)重根據(jù)調(diào)查,第二松花江目前水質(zhì)較好,僅COD在松原下、石橋斷面超《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)III類標(biāo)準(zhǔn)。分析其原因可能是前郭灌區(qū)回歸水排入第二松花江,同時(shí)接納沿程少量的生活污水與生產(chǎn)廢水。接納的前郭灌區(qū)回歸水中礦化度較高,但由于第二松花江流量大,其稀釋能力較強(qiáng),因此河流中礦化度不是很高。河流中SO42-、Cl-、NO3-、Na+四項(xiàng)指符合生活飲用水水源地和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求,其中Na+濃度明顯低于200mg/L生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)值,有較大的環(huán)境容量。氨氮、硝酸鹽氮、COD等3項(xiàng)污染物濃度從上游到下游均呈上升趨勢(shì),分析其原因,可能是松原市內(nèi)生活污水及生產(chǎn)廢水排入到第二松花江,使其有機(jī)污染物與氨氮、硝酸鹽氮濃度升高。同時(shí)Na+、SS、Cl-、HCO3-4項(xiàng)指標(biāo)也呈上升趨勢(shì),其原因可能是前郭灌區(qū)回歸水排入,前郭灌區(qū)回歸水中含有較大的鹽分,因此松原下與石橋斷面離子濃度高于松原上斷面。3土壤鹽分洗脫率根據(jù)大安和前郭灌區(qū)內(nèi)實(shí)驗(yàn)田多年種稻脫鹽試驗(yàn)結(jié)果,其平均可溶鹽類的釋放系數(shù)在0.25~0.15之間,且在開發(fā)初始階段鹽釋放濃度較高。對(duì)新開發(fā)水田,第一年對(duì)鹽分的洗脫作用比較明顯,洗脫率較高,而后對(duì)鹽分的洗脫率呈下降趨勢(shì)。東北地理所孫廣友研究員對(duì)松嫩平原大安古河道強(qiáng)度鹽堿土種稻脫鹽試驗(yàn)表明,含堿斑的重度鹽化草甸土種稻脫鹽效果比較明顯,第一年鹽分洗脫率達(dá)到50%以上,第二年洗脫率開始降低?？紤]到本研究區(qū)鹽堿化土地面積及程度均較大,特別是大安龍海片區(qū),基本均為中、重度鹽化水平,因此,本文考慮灌溉回歸水對(duì)承泄區(qū)最不利的影響,確定鹽分洗脫率第一年為25%,而后逐年均為20%。即水田開發(fā)第1年,鹽分離子釋放系數(shù)取0.25,即25%鹽分離子淋洗出來進(jìn)入回歸水,以后逐年排鹽量約為剩余鹽量的20%。4為水生水質(zhì)防護(hù)4.1濕地承泄區(qū)承泄能力分析1)鑒于松原灌區(qū)緊鄰的查干湖為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū),區(qū)域生態(tài)環(huán)境敏感,本次灌區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格按國家有關(guān)部門的要求設(shè)計(jì)回歸水去向及承泄區(qū),在松原灌區(qū)規(guī)劃階段,共選擇了14個(gè)泡沼和大面積濕地作為承泄區(qū)。2)松原灌區(qū)內(nèi)泡田洗堿回歸水中含鹽堿量較大且全鹽量較高的,泡田洗堿排出的回歸水必須排入泡沼中,不直接排入霍林河河谷濕地承泄區(qū)。3)有的濕地承泄區(qū)在承泄回歸水第3年及第5年有回歸水外排,如果承泄區(qū)蘆葦濕地的凈化能力有限,累積的鹽分溶解在濕地內(nèi)的水中,而使經(jīng)濕地外排的水中鹽分離子濃度會(huì)高于水田直接外排回歸水。因此,在有多余回歸水外排的年份,考慮可將滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求的灌溉回歸水不經(jīng)過承泄泡沼而直接排到查干湖中。4)有的承泄區(qū)承泄能力很小,灌溉回歸水排入后,在第1年即會(huì)有回歸水外排至查干湖,由于蘆葦濕地凈化能力有限,排入查干湖的回歸水濃度與水田直接排出的回歸水濃度相差不大。Na+濃度高于200mg/L的控制標(biāo)準(zhǔn)的要求,同時(shí)也高于查干泡中現(xiàn)狀水質(zhì)監(jiān)測(cè)的Na+濃度值,雖然這部分外排回歸水量很小,但由于鹽分離子濃度較高,排入查干湖中,將會(huì)使排放口附近的查干湖局部水域鹽分離子濃度升高,對(duì)查干湖局部水域水質(zhì)帶來一定的影響。因此需要重新選擇合適的承泄區(qū)接納這部分回歸水,以避免超標(biāo)排放的多余回歸水對(duì)查干湖的影響。4.2鹽沼人工濕地2.回歸水排入承泄區(qū)后,如不經(jīng)過蘆葦濕地凈化作用,則會(huì)造成鹽分離子大量累積,在發(fā)生洪水時(shí),會(huì)對(duì)區(qū)域水環(huán)境存在污染風(fēng)險(xiǎn)。因此需要在承泄區(qū)內(nèi)恢復(fù)及構(gòu)筑蘆葦濕地。1)天然濕地恢復(fù)水田回歸水排入的14個(gè)泡沼,均能恢復(fù)濕地和明顯增加濕地面積,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),在有水源保障的情況下,經(jīng)1~3年后,蘆葦濕地面積可達(dá)到泡沼面積的40%。另外,灌區(qū)內(nèi)仍有許多未選作承泄區(qū)的小泡沼,由于多年干旱基本干涸,且容積很小,不能作為承泄區(qū),但回歸水可以排入,恢復(fù)泡沼內(nèi)的蘆葦植被,使鹽沼濕地成為具有凈化功能的湖泊濕地,如鳴字泡、五連泡等。2)恢復(fù)和構(gòu)筑濕地處理系統(tǒng)(1)充分利用泡沼自然恢復(fù)外,須在霍林河河口構(gòu)筑大面積濕地。北側(cè)利用大安灌區(qū)的葦田堤防,南側(cè)從有字泡到徐新屯有二級(jí)臺(tái)地圍限,形成蘆葦濕地處理系統(tǒng)的天然屏障。從徐新屯南互助村到后盈子村處需設(shè)一處圍堤,防止?jié)竦貎?nèi)的水外溢。圍堤長5.23km,堤高2.2m,堤頂寬2m,邊坡1:2。(2)在回歸水排入新廟泡的總排口一帶規(guī)劃建設(shè)人工蘆葦濕地凈化處理系統(tǒng),這一帶目前已經(jīng)有大片蘆葦生長,經(jīng)必要的改造后,可滿足新增回歸水凈化處理需要,減輕對(duì)新廟泡水體的不利影響,有利于查干湖濕地生態(tài)環(huán)境的改善。(3)在各排水干渠道內(nèi)種植蘆葦,進(jìn)一步凈化回歸水。(4)為保證蘆葦正常生長,要控制濕地內(nèi)的水位高度,在蘆葦生長萌發(fā)期,水深應(yīng)控制在0.5m以下,正常生長期要控制在1.0m以下。4.3水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求鑒于目前國家及地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以及GB11607-89《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中均未規(guī)定鹽分離子污染控制或質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),僅在GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的補(bǔ)充項(xiàng)飲用水水源地標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了SO42-、Cl-、NO3-的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,而在《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)