隋雪萍，卢振兰，李业东，田卫

(1.吉林农业大学，长春 130118；2.辽宁省工商行政管理局，沈阳 110843；3.长春市环境保护局 净月分局，长春 130122；4.东北地理与农业生态研究所，长春 130012)

上世纪50年代开始，我国在西北和东北地区大规模发展灌溉，因灌溉系统不配套等多种因素，造成土壤次生盐渍化面积迅猛增加[1]。

松嫩平原西部是世界三大苏打盐渍土分布区之一，总面积约2.4×106hm2，生态环境脆弱，国家规划的松原灌区位于该盐碱-脆弱区的核心地带，灌区总规划面积达 1.87×105hm2，灌区内实施水田、旱田、草原和芦苇灌溉等类型的灌溉。大规模灌区开发能否引起大面积次生盐渍化问题，是一个关系生态环境健康的敏感问题[2]。通过深入调查和试验，研究灌溉回归水对受纳水体水环境质量的影响依据和防控对策，可为灌区的开发提供重要的依据。

1 研究方法

1.1 调查研究区域

松原灌区东临第二松花江，南到套浩太及大布苏一线，西为霍林河下游，北与查干湖接壤，总土地面积3.41×105hm2，以改造区内的中低产田、开发盐碱地为主要目标，适当进行人工饲料地及天然草场灌溉。利用第二松花江丰富的水资源及区内丰富的土地资源条件，改造中低产田及盐碱荒地，建设面积为1.9×105hm2的灌区。

1.2 监测点位选择

灌区所在区域内地表水主要是湖泡，为了解区域水环境质量现状，在第二松花江、嫩江、松花江、查干湖、新庙泡、大布苏泡、洪字泡共设16个地面水点位监测断面，地下水点位通过对20个水井进行监测，其中潜层水15个，裂隙水5个。回归水点位包括哈达山水利枢纽的第二松花江江段和前郭灌区水田现有回归水，布设1个灌区退水采样断面。前郭灌区灌溉用水取水口为哈达山水库坝下约3km的第二松花江，布设的3个断面可代表同期灌溉用水水质。

1.3 采样时间及监测项目

平水期5月中旬和6月中旬采样，鉴于灌区10月至次年4月期间不排放回归水，不进行枯水期采样监测。监测项目包括化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数、总磷、总氮、氨氮、石油类等指标。

2 结果与讨论

在对松原灌区区域水环境现状调查的基础上，分析灌区水文特征，评价地表水、地下水环境质量，根据灌溉用水量以及回归水水质，预测灌溉回归水对区域受纳水体水环境质量的影响。

2.1 水质监测结果分析

表1 灌区内水质监测结果Tab.1 Water quality monitoring results of irrigation area

灌区地面水质量现状监测数据见表1，监测结果表明，四个监测断面的水质均低于《地表水环境质量标准》V类水质标准，为劣 V类水平，洪字泡、有字泡的水质指标满足农田灌溉水质标准要求，盐分离子组成监测结果表明，花敖泡、洪字泡、有字泡水质符合《农田灌溉水质标准》要求，可作为灌溉水源。

查干湖水质监测结果见表2，结果表明水中COD、高锰酸盐指数、BOD5、总磷为劣 V类水平，总氮为V类水平，石油类为IV类水平，其他因子均为Ⅲ类及以上水平。水中阴离子以重碳酸根为主，占阴离子总量的75.71%～92.10%，阳离子主要以 Na+为主，占阳离子总量的 40.73%～61.37%，矿化度为322mg/L～820 mg/L。

表2 查干湖水质监测结果Tab.2 Water quality monitoring results of ZhaGan lake

第二松花江平水期水质监测结果见表3。结果表明，第二松花江松原上断面水体较好，满足地表水Ⅲ类水体标准要求，松原下断面不能满足Ⅲ类水体标准要求，总体而言，第二松花江水质较好。

表3 平水期第二松花江水质监测结果Tab.3 Water quality monitoring results of second Songhua river in normal water season

前郭灌区灌溉回归水监测数据见表4，监测数据表明，前郭灌区灌溉回归水中所有监测项目均能够满足《污水综合排放标准》中 I级排放标准要求，灌溉回归水综合水质不满足《地表水环境质量标准中》Ⅲ类水体标准要求，其中 COD、BOD5、高锰酸盐指数、总磷等指标达到Ⅴ类水体标准，总氮为劣Ⅴ类水体标准。灌溉水中水质监测结果表明，灌溉水中全盐含量为286mg/L，农田回归水中的全盐含量为632mg/L，回归水中含量较高的离子有等。

表4 前郭灌区回归水水质监测数据Tab.4 Quality monitoring data of Qian-guo irrigation return water

表5 灌溉回归水氮、磷污染物浓度估算Tab.5 Nitrogen，phosphorus pollutant concentration of estimation irrigation return water

2.2 灌溉回归水氮、磷污染物浓度估算

不考虑水田受降雨时段、降雨强度因素以及旱田在雨季形成地表径流因素对氮、磷浓度的影响条件下，根据各片区回归水量及氮、磷流失量，核算回归水中氮、磷贡献量，氮、磷污染物浓度估算结果见表5。根据氮、磷流失量及回归水量确定的污染物浓度总氮为0.5mg/L、总磷为0.12mg/L。

由于水田灌溉对土壤中盐分具有洗脱作用，致使回归水中盐分升高，同时由于面源污染(农药、化肥施用及稻田中有机污染物的释放)也会造成灌溉回归水中N、P等含量增加，回归水水体的富营养化程度将加重。

3 地面水污染防控措施

通过研究，从节水灌溉、回归水净化、恢复和构建湿地处理系统及湿地补水、回归水承泄区处理措施等方面，提出预防松原灌区灌溉回归水对受纳水体环境质量影响的防控措施。

3.1 种植挺水植物

湿地中的芦苇等挺水植物，可通过吸收和根茎的运输作用等新陈代谢过程，使氮、磷从水中去除。芦苇地上部分对磷的吸收能力为120kg/hm2·a，对氮的吸收能力为800kg/hm2·a。人工湿地对TN、TP的处理效果明显，TN去除效率为70%～84%，对TP的去除效率为78%～87%。

据研究，普通品种的芦苇可吸收水中30%以上的盐份，可吸收土壤中90%左右的盐份[3]。芦苇在Cl浓度7000mg/L以下的水中可以生长良好，可以净化含盐废水。芦苇湿地对于有机污染物具有明显的去除作用，据国内外学者研究及工程实例，芦苇湿地对有机物去除效率较高，对 COD的去除率在70%以上[4]。

由于回归水中含盐量较高，特别是灌区拟开垦的土地为苏打盐碱化土，农田化肥、农药的污染程度较高，因此，必须对回归水采取一定的处理措施，进行净化处理，以减少盐分含量和农业非点源污染。芦苇湿地具备特有的存在形式和生态功能，能够生长在盐分含量较高的环境中，排除盐分、大量吸收 N、P等营养成分，有效的降低污染物浓度。

3.2 湿地补水

利用哈达山水库自流，向位于输水干渠附近9处泡塘湿地补水3.11×107 m3/a，9处泡塘形成水面面积50.23km2。经计算，湿地总需水量约为6.6×107m3/a，可不再补充清洁水源水。由于松原灌区有部分符合要求的回归水可以排入查干湖国家级自然保护区，因此，清洁水补水量应不超过湿地补水1.95×107m3/a，可通过引松干渠补水。

松原灌区紧临查干湖，查干湖为国家级自然保护区，区域生态环境敏感。应不向查干湖排放水稻田高浓度的盐碱回归水，而应排入灌区内的天然泡沼和构筑的人工苇田(湿地)，或经芦苇湿地净化，符合要求后，排入查干湖自然保护区的新庙泡，不直接排入查干湖。

3.3 构建湿地处理系统

乾安灌区和大安龙海灌区水田回归水排入的14个泡沼，均能恢复湿地和明显增加湿地面积。灌区内现有许多泡沼，由于多年干旱基本干涸，容积很小，不能作为承泄区。可以排入回归水以恢复泡沼内的芦苇植被，使盐沼湿地成为具有净化功能的湖泊湿地。除充分利用大安龙海灌区内14个泡沼之外，在霍林河河口构筑湿地面积13330hm2，在后珠勒太沧泡、蒙家屯泡、大口字泡等3个泡沼恢复和构筑芦苇湿地，水域面积可达1092hm2，形成芦苇湿地处理系统的天然屏障。

由于前郭灌区土地盐碱化程度较低，旱改水后的灌溉回归水中盐分浓度较低，如果直接排入新庙泡，仍将对承泄水体产生不利影响。因此，前郭灌区新增水田的回归水在进入新庙泡前，需要经过芦苇湿地净化处理，在总排口一带建设人工芦苇湿地净化处理系统，减轻对新庙泡水体的不利影响。

3.4 改进灌溉制度

在有限的水资源条件下，提高灌溉水利用率和水分生产率。从灌溉洗碱次数上采取的节水措施。松原灌区范围内，大部分土壤为盐渍化土壤，盐碱地种植水田需要洗碱，降低土壤含盐量。考虑到松原灌区范围内土壤分布情况，轻度盐渍土复区种植水稻每年洗1次碱，中、重度盐渍土复区种植水稻每年洗 2次。同时，运用经济手段，加强用水管理，优化管理和调度技术，实现灌区用水的优化分配，达到节约水资源的目的。适时、适地、适度调整水价，利用价格杠杆促进节约用水。规范价格管理，按照补偿成本、合理收益、公平负担的原则，合理制定和调整水利工程供水价格。农村供水水价要纳入各级物价主管部门管理范围，合理核定到农户的最终水价，实行超定额用水累进加价，逐步实行容量水价和计量水价相结合的两部制水价制度。建立健全水资源费征收政策和办法，加大水资源费征收力度，合理征收标准。

3.5 农药化肥面源污染防治措施

推广成熟的高效施肥技术，加强常规施肥技术的组装集成，进行测土平衡配方施肥，精确施肥，降低化肥损失，从源头控制氮磷污染。其次，采用平衡施肥管理措施，避免在作物生长早期大量施用氮肥。

在推广应用长效缓释肥的基础上，使用新型高效肥料，减少氮肥自农田的损失，积极推广高效、低毒、低残留、环境相容性好的化学农药和生物农药品种以及高效、高性能的施药器械，降低农药施用次数和用药量，进一步提高农药利用率。对于含有化肥流失的氮、磷以及农药残留的回归水，采取湿地处理系统进行净化，减少进入地表水水体中的总量。

[1]邓伟.松嫩平原西部土壤盐渍化动态敏感性分析与预测[J].水土保持学报，2000，14(3)：59-61.

[2]宋常春，邓伟，李取生.松嫩平原西部土壤次生盐渍化防治技术研究[J].地理科学，2002，22(5)：49-53.

[3]李怒云，龙怀玉.植树造林与21世纪我国盐渍土开发利用的关系[J].北京林业大学学报，2000，22(3)：99-100.

[4]尚宗波，高琼.松嫩平原草地土壤水分及盐渍化动态的模拟研究[J].土壤学报 2002，39(3)：57-60.