弱透水地表覆盖可显著提高盐渍土脱盐效率
土壤盐渍化是可溶性盐分在土壤中积聚，导致土壤基本特性恶化和质量下降的现象。全球范围内受盐渍化危害的土地面积超过10亿公顷，分布在100多个国家。我国是世界第三大盐碱地分布地区。据报道，我国盐渍土面积为9,913万公顷，约占世界盐渍土总面积的10%。目前，我国有各类可利用盐渍土约3,600万公顷，其中耕地盐渍化面积达到920.9万公顷。该类盐碱土作为我国重要的后备土地资源，可通过盐渍土改良将其重新纳入耕地行列，这对保障粮食安全和维持生态系统稳定性具有重要意义。
目前，改良盐渍土常用的方法之一是土壤淋洗（见图2a），用淡水或低盐度咸水进行地表灌溉，将表层土壤盐分淋洗至深层，然后通过地下暗管排出，以降低土壤盐度。然而，这一土壤淋洗方法的脱盐效果存在空间差异，通常暗管上方土壤脱盐效果显著高于两暗管中间的地带（见图2a）。为了达到均匀的脱盐效果，在靠近暗管的土壤脱盐完成后，土壤淋洗仍需要持续很长时间，因此需要消耗大量的淡水资源。
基于对地下排水系统渗流特性的研究，Zhang et al (2022) 近期提出了一种提高暗管排水系统淋洗效率的新方法。这一方法在暗管上方设置弱透水地表覆盖（LPSM）（见图2b）。室内试验和数值模拟的结果表明，设置地表覆盖后，其所需的淋洗时间和淋洗水量较传统方法（未设置弱透水层）分别减少了60%和80%以上（见图3）。数据分析显示，这一方法不仅能够显著提高远离暗管区域内淋洗入渗速率，而且还增加了靠近暗管区域内孔隙水流速，从而显著提高淋洗效率。
据现有的现场试验报道，连续灌溉淋洗条件下，淋洗脱盐需水量为每亩360到600立方米。据此推算，应用弱透水地表覆盖技术后淋洗脱盐需水量理论上可降至每亩72—120立方米，大大节省耗水量。此外，此技术布置方便，并可利用传统土工膜替代弱透水地表覆盖，因此具有大规模机械化施工、布置的前景，值得结合现场应用效果进行进一步深入研究。
论文全文
- Zhang, J., Werner, A.D. and Lu, C. (2022) “Improving salt leaching efficiency of subsurface drainage systems using low-permeability surface mulch,” Advances in water resources, 162, p. 104147. Doi: 10.1016/j.advwatres.2022.104147.
