第1章 绪论
1.1 引言
全世界有相当一部分区域都属于内陆干旱区,在我国也是如此。这些区域的基本特征是年降水量小,年蒸发量大,农业生产主要靠人工灌溉。例如在我国大西北占1/6国土的新疆,大部分地区的年降水量都不足200mm,但年蒸发量却在2000~3000mm。因此,高效用水和节约用水是该区域可持续发展的核心和关键。
为了满足日益扩大的人工绿洲的用水需求和保护天然绿洲的生态环境,全世界各国都采取了各种形式的节水方式。在田间节水方面,采用标准化沟畦灌、膜上灌、喷灌、微灌、膜下滴灌和化学、生物节水技术。在输水渠系节水方面,采用不同形式的防渗明渠、暗渠和管道输水技术。但在水库节水方面,相应的研究和工程应用还比较少。
实际上,在干旱区域有许多平原水库,它们多坐落在冲积平原的牛轭湖、古河道和扇缘洼地上,其特点是面积大、水深小、坝线长、地基处理标准低。例如在新疆已建的466座水库中,绝大多数都为平原水库,它们大多数坐落在粉砂土、砂壤土、壤土或黏土等深厚地基上,并用这些土料筑坝。这些水库的总库容约为59.3亿m3,水库水面面积约2000km2,平均水深为2.97m,根据已有研究成果估算,新疆水库的年蒸发量为26.1亿m3,年渗漏量为8亿m3,合计每年损失水量约34.1亿m3。
平原水库不仅浪费了大量宝贵的水资源,而且抬高了库区周边地区,尤其是下游灌区的地下水位,增加了无效蒸发,使盐聚集在土壤表面,造成土壤次生盐渍化,严重危及农业生产,同时,也使生态环境进一步恶化。
需要指出的是,平原水库具有单方水造价低且距灌区近、输水方便的优点,近期内完全用山区性水库替代是不太可能的,因此,完善这些水库的功能并克服它的缺点是值得研究的课题。本书的研究首先是根据平原水库多坐落在无限深和半无限深软基上的特点,寻找尽量减少坝体、坝基和全库盘渗漏量且经济合理的防护措施,以及相应的渗流控制计算方法,研究防止水库水面蒸发损失的措施,以达到水库防渗和防蒸发节水的目的。同时,在前面研究成果的基础上,进一步研究平原水库由于渗漏造成周边土壤次生盐渍化范围的预测方法。再者,由于水库防渗节水所采取的措施不同,造成库区周边地下水的水位也不同,因此,有必要研究平原水库在不同防渗措施下水库周边地区土壤水、地下水水盐的演化规律,再根据这些规律,找出水库周边地区土地改良、生态环境恢复以及防治土壤次生盐渍化的方法和对策。