為了保護人體健康,維護生態平衡,促進經濟發展,我國頒布了《農田灌溉水質標準》(GB5048-92),如表9-10所示,該標準是評價農田灌溉水質的依據,也是現行的農田灌溉水質標準。按此標準評價農田灌溉水質時,除表9-10所列標準外,還必須考慮溫度下限、鹽分種類、有機物種類、灌溉方式等問題。在水資源匱乏的幹旱灌區,灌溉水的含鹽量可適當放寬。
表9-10農田灌溉水質標準(毫克/升)(GB5084-92)
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2.灌溉系數法
20世紀50、60年代,我國農業灌溉質量評價普遍采用前蘇聯的灌溉系數(Ka)評價方法。灌溉系數(Ka)是根據水中鈉離子、氯離子和硫酸根的相對含量,用不同的經驗公式計算出來的,反映了水中的鈉鹽值,但忽略了總鹽的作用。其計算方法見表9-11。
表9-11灌溉系數的計算方法
註:c(Na+)、c(Cl-)和C()為Na-、Cl-,以單位電荷為基本單位計算的毫摩爾濃度(BZ),單位為mmol*(以BZ為基本單位)/L,含義同前。
根據計算結果,可以對灌溉水質進行評價。Ka > 18時,完全適用水;Ka = 18 ~ 6時,為適宜水;當Ka = 6 ~ 1.2時,不適合水;當Ka < 1.2時,為不可用水。
3.鈉吸附比法
美國壹般采用鈉吸附比(A)的方法進行計算和評價,其計算公式為:
專業水文地質學
式中,c(Na+)、c( Ca2+)、c( Mg2+)代表水中各離子的含量,單位為:mmol*(以BZ為基本單位)/L,含義同前。
當a > 20時,為有害水;當a為15 ~ 20時,為有害邊際水;當a為8 ~ 15時,為較安全的水;當a < 8時,它是相當安全的水。
鈉吸附比只是反映了鈉鹽的危害,應用時要結合含鹽量來評價。
4.鹽度和堿度評估方法
目前,河南省地礦局水文地質隊提出的鹽度和堿度計算方法在我國,特別是北方地區得到了廣泛的應用。該方法將灌溉水質對作物和土壤的危害分為以下四種類型:
(1)鹽害:主要指NaCl和Na2SO4對作物和土壤的危害。壹般來說,農作物根和莖中的水含鹽量很低。用含有這兩種鹽的高礦化度水灌溉後,由於滲透壓的存在,灌溉水中的高濃度鹽向作物體內的低濃度方向遷移,而作物體內的水向高濃度水(灌溉水)遷移,使作物枯萎死亡,或者在陽光的作用下,鹽在作物莖葉表面堆積,使作物無法正常生長。用這種水灌溉也會使土壤變成不適合作物生長的鹽漬土。
水質的鹽害程度可以用鹽度來表示。鹽度是液體狀態下氯化鈉(NaCl)和硫酸鈉(Na2SO4)的最大有害含量,單位為mmol* (BZ為基本單位)/L,其計算方法如下:
專業水文地質學
專業水文地質學
C(Na+)、c(Cl-)和C()是以單位電荷為基本單位(即BZ為基本單位)的血漿計算出的水中Na+、Cl-的濃度,單位為:mmol */L。
(2)堿害:又稱堿害,主要指碳酸鈉(Na2CO3)和碳酸氫鈉(NaHCO3)對作物和土壤的傷害。因為這種鹽會腐蝕作物的根部,使作物表皮形成不溶性的腐植酸鈉,導致作物腐爛死亡。此外,水中的鈉離子容易與吸附在土壤顆粒表面的鈣、鎂離子發生交換,形成富含吸附鈉離子的堿土。堿性土壤沒有團粒結構,透水性和透氣性差。幹的時候又硬又裂,濕的時候又粘,不適合農作物生長。
水質的堿害程度用堿度來表示。堿度是碳酸氫鈉和碳酸鈉在液態下的最大有害含量,單位為:mmol*(以BZ為基本單位)/L,其計算公式為:
專業水文地質學
C()、C()、c( Ca2+)和c( Mg2+)是以單位電荷(即BZ+為基本單位)計算的水中,,Ca2+和Mg2+等離子體的濃度,單位為:mmol */L,如果計算結果為負值,則以鹽害為主。
(3)鹽堿害:即鹽害和堿害並存。當鹽度大於10,存在堿度時,稱為鹽堿損害。這種危害,壹方面可使土壤迅速鹽堿化,另壹方面對作物根系有強烈的腐蝕作用,造成作物死亡。
(4)綜合危害:除鹽害和堿害外,水中的其他有害成分,如氧化鈣、氧化鎂等,與鹽害壹起,對作物和土壤都有危害,稱為綜合危害。綜合危害程度主要取決於水中所含的各種可溶性鹽類的總量,用g/L表示的鹽度(溶解固體總量)來表征。
農業灌溉水質評價指標見表9-12。如果只有鹽堿損害的水,可按表9-13規定的指標進行評價。需要指出的是,表中所列指標是基於豫東地區條件試驗的結果,應用於其他地區時應結合具體情況進行修正。
表9-12灌溉水質評價指標
表9-13鹽堿危害類型雙灌水質評價指標