CN108112294A - 一种盐碱地改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盐碱地改良方法，解决了现有技术的施工时工程量较大，尤其是埋设暗管时需要将原有的土层进行挖掘，从而大范围的破坏了原有的土层结构的问题，其技术方案要点是：原土浸润；分隔待处理单元；开挖冲洗沟，所述冲洗沟包括分别设置在待处理单元相对两侧的第一冲洗沟和第二冲洗沟，所述第一冲洗沟的深度小于所述第二冲洗沟的深度；在所述第二冲洗沟内沿竖直方向铺设吸水管；灌注冲洗液；在第二冲洗沟内收集上述中性水和过量的冲洗液，并通过水泵及时排出；改善了现有技术中由于需要埋设暗管而开挖土壤，导致重填的土壤较松软，土壤孔隙增多，水分蒸发速度加快，土壤蓄水能力下降，进而导致植物容易缺水，降低生长效果的问题。

Description

一种盐碱地改良方法

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，更具体地说，它涉及一种盐碱地改良方法。

背景技术

盐碱地是盐类集积的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累积有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。

授权公告号为CN103477745B的中国发明专利，公开了一种盐碱地治理方法，该方法包括如下步骤：在滨海原生盐碱土的地下构建暗管排盐***，所述暗管排盐***的暗管距离地面的高度为1m～2m；在所述暗管的上方铺设总厚度为15～35cm的碎石层和沸石碎石混合层，碎石层和沸石碎石混合层构成双隔盐层，所述沸石碎石混合层中，沸石：碎石的体积比为0.5～1:0.8～3，铺设完成后，在沸石碎石混合层的表层再铺土工布；将糠醛渣与原土按照体积比0.5～2:10～20混合均匀后，回填并压实，形成糠醛渣原土改良层；缓速浇水，直至土壤中的水分达到饱和状态后，再大水浇灌，通过所述暗管排盐***排除土壤中的盐分，直到1米内土壤的平均全盐量小于或等于0.5%。

上述现有技术的施工时工程量较大，尤其是埋设暗管时需要将原有的土层进行挖掘，虽然改善了盐碱地土壤，但是在其上种植农作物的生长效果并不理想。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种盐碱地改良方法，具有通过简单施工改良盐碱地，且提高改良后的农作物生长状态的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种盐碱地改良方法，包括如下步骤：

原土浸润：向待处理区的原土喷灌水，以软化盐碱地土壤和抬升地下水位线；

分隔待处理单元：将盐碱地通过相互平行设置的隔绝带分隔成多个待处理单元，用以对每个待处理单元进行独立处理；

开挖冲洗沟：所述冲洗沟包括分别设置在待处理单元相对两侧的第一冲洗沟和第二冲洗沟，所述第一冲洗沟的深度小于所述第二冲洗沟的深度；

在所述第二冲洗沟内沿竖直方向铺设吸水管：所述吸水管的下管口靠近所述第二冲洗沟的沟底；

灌注冲洗液：在所述第一冲洗沟内灌注冲洗液，待所述冲洗液完全渗透后，在所述第一冲洗沟内灌注中性水；

在第二冲洗沟内收集上述中性水和过量的冲洗液，并通过水泵及时排出。

采用上述技术方案，原土浸润使盐碱地土壤得以软化，方便后续设置隔绝带和开挖冲洗沟，通过抬升地下水位线，在灌注冲洗液时，减少冲洗液的下渗，使更多的冲洗液进入需要冲洗的区域，且有利于地下水反渗透并进入第二冲洗沟，方便收集，通过先灌注冲洗液用以吸收盐碱地中的离子，然后通过中性水进行冲洗，通过第二冲洗沟收集上述的中性水和过量的冲洗液；本技术方案采用物理和化学综合的方法改良盐碱地，对原有土层破坏小，施工量小，改善了现有技术中由于需要埋设暗管而开挖土壤，导致重填的土壤较松软，土壤孔隙增多，水分蒸发速度加快，土壤蓄水能力下降，进而导致植物容易缺水，降低生长效果的问题。

进一步，所述隔绝带为钢板桩，所述钢板桩沿竖直方向穿入地下，所述待处理单元通过若干所述钢板桩围设而成。

采用上述技术方案，通过钢板桩组成的隔绝带阻止相邻的隔绝带之间的水相互渗透，为后续的冲洗步骤中冲洗量和时间的可控性提供了保证，即冲洗时间和冲洗量方便按照设定值进行计算。

进一步，所述待处理单元的第一冲洗沟和第二冲洗沟之间的水平距离为L，L采用以下公式确定：

L=T×u

u=k×l

其中， T为设计处理周期，u为该盐碱地的渗透速度；k为渗透系数，l为水力梯度。

采用上述技术方案，通过渗透速度与设计处理周期的乘积得出待处理单元的第一冲洗沟和第二冲洗沟之间的水平距离；由此方便控制所灌注的冲洗液量，使所灌注的冲洗液基本上能将盐碱地改良至要求的PH值，又不会导致冲洗液过量导致改良过度使土壤呈酸性。

进一步，所述原土浸润包括：

进行周期为30天的喷灌，每隔5天喷灌一次，连续浇灌4次，让土壤吸收充足的水分；最后10天停止浇灌，让土壤中的水分自然扩散以达到土壤中含水量均匀。

采用上述技术方案，通过每隔5天喷灌一次，连续浇灌4次，让土壤吸收充足的水分，最后10天停止浇灌，让土壤中的水分自然扩散以达到土壤中含水量均匀，这样使后续步骤中的冲洗液在土壤中扩散速度更加均匀，防止由于土壤中原始含水量不均导致冲洗液在土壤中扩散时速度不稳定，导致改良过度或改良不足的现象。

进一步，所述原土浸润还包括，采用人工降雨的方式或采用人工喷灌的方式。

采用上述技术方案，通过人工降雨和人工喷灌的方式对原土进行浸润，较自然降雨节省了时间，且可控性更强。

进一步，所述在所述第二冲洗沟内沿竖直方向铺设吸水管步骤中还包括，

在所述第二冲洗沟内填充秸秆，且所述秸秆包裹所述吸水管。

采用上述技术方案，秸秆具有较好的吸水性，且秸秆可以支撑吸水管，使吸水管更加稳定。

进一步，所述在所述第二冲洗沟内沿竖直方向铺设吸水管步骤中还包括，

在吸水管的下管口设置过滤单元，所述过滤单元包括，

由外层过滤体合围成第一过滤腔，该外层过滤体上设置若干连通第一过滤腔与外界的第一过滤孔，该第一过滤孔的口径沿外向第一过滤腔内的方向逐渐缩小；

位于第一过滤腔内的中层过滤体，该中层过滤体为由过滤网围设而成，该中层过滤体由至少两种不同孔径的过滤网沿过滤网的厚度方向交替排列而成；

以及贴附于中层过滤体内的土工布，吸水管的管口伸入土工布合围的空间内。

采用上述技术方案，外层过滤体可以过滤大颗粒土，小颗粒土可以进入第一过滤腔内，减少堵塞现象，通过中层过滤体对小颗粒土和水进行分离，通过土工布进行最终的过滤，减少泥沙进入水泵导致水泵的损坏。

进一步，所述秸秆为大豆秸秆、水稻秸秆或玉米秸秆中的一种或多种。

采用上述技术方案，大豆秸秆、水稻秸秆或玉米秸秆均具有较好的吸水性能。

进一步，在所述原土浸润和所述分隔待处理单元步骤之间添加如下步骤，在浸润后的原土上铺设草皮。

采用上述技术方案，既可以疏松土壤，减少土壤积盐，且牧草枯萎腐烂分解后，产生的有机酸和二氧化碳可以中和改碱；由于牧草有较好的覆盖度，使土壤表面的水分蒸发减少，以减少原土浸润步骤中的水分蒸发；另外，牧草的根系可以加固土壤，减少由于地表水的冲刷而携带较多的土壤进入第一冲洗沟和第二冲洗沟。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、原土浸润使盐碱地土壤得以软化，方便后续设置隔绝带和开挖冲洗沟，通过抬升地下水位线，在灌注冲洗液时，减少冲洗液的下渗，使更多的冲洗液进入需要冲洗的区域，且有利于地下水反渗透并进入第二冲洗沟，方便收集，通过先灌注冲洗液用以吸收盐碱地中的离子，然后通过中性水进行冲洗，通过第二冲洗沟收集上述的中性水和过量的冲洗液；本技术方案采用物理和化学综合的方法改良盐碱地，施工量小，且对原有土层破坏小，改善了现有技术中由于需要埋设暗管而开挖土壤，导致重填的土壤较松软，土壤孔隙增多，水分蒸发速度加快，土壤蓄水能力下降，进而导致植物容易缺水，降低生长效果；

2、通过铺设草皮，既可以疏松土壤，减少土壤积盐，且牧草枯萎腐烂分解后，产生的有机酸和二氧化碳可以中和改碱；由于牧草有较好的覆盖度，使土壤表面的水分蒸发减少，以减少原土浸润步骤中的水分蒸发；另外，牧草的根系可以加固土壤，减少由于地表水的冲刷而携带较多的土壤进入第一冲洗沟和第二冲洗沟。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的一种盐碱地改良方法的示意性流程图；

图2为用来完成本发明实施例中的一种盐碱地改良方法的结构示意图；

图3为图2中的过滤单元的结构示意图；

图4为本发明实施例中盐碱地的俯视图。

附图标记：100、饱和土层；110、第一冲洗沟；111、第二冲洗沟；112、吸水管；113、水泵；120、隔绝带；130、倾斜面；140、过滤单元；150、外层过滤体；160、第一过滤腔；170、第一过滤孔；180、中层过滤体；190、土工布；200、草皮；201、格挡盖；202、注水口；203、注水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做详细说明。

本实施例中提供了一种盐碱地改良方法，用以使土壤中的含盐量降低到设定标准，从而改良盐碱地的土壤性质，可以应用于海滨原生盐碱地，也可以用于由于过量使用化学肥料造成的农作物盐碱地。

参见图1和图2（图2中箭头方向表示水渗透方向），具体的包括如下步骤：

S101、通过原土浸润以软化盐碱地土壤；

S102、分隔待处理单元：将盐碱地通过相互平行设置的隔绝带120分隔成多个待处理单元，用以对每个待处理单元进行独立处理（图4为该盐碱地的俯视图，示出了隔绝带120设置在该盐碱地的位置关系）；

S103、开挖冲洗沟：所述冲洗沟包括分别设置在每组待处理单元靠近隔绝带120设置的第一冲洗沟110（参见图4）和第二冲洗沟111（参见图4），所述第一冲洗沟110的深度小于所述第二冲洗沟111的深度；

S104、在所述第二冲洗沟111内沿竖直方向铺设吸水管112：所述吸水管112的下管口靠近所述第二冲洗沟111的沟底；

S105、在所述第二冲洗沟111内填充秸秆，且所述秸秆裹所述吸水管112；

S106、灌注冲洗液：在所述第一冲洗沟110内灌注冲洗液，待所述冲洗液完全渗透后，在所述第一冲洗沟110内灌注中性水；

S107、在第二冲洗沟111内收集上述中性水和过量的冲洗液，并通过水泵113及时排出。

在S101中，所述原土浸润可以浸润采用人工降雨的方式，也可以采用人工喷灌的方式，其步骤包括：

进行周期为30天的喷灌，每隔5天喷灌一次，连续浇灌4次，让土壤吸收充足的水分；最后10天停止浇灌，让土壤中的水分自然扩散以达到土壤中含水量均匀。

由于盐碱地一般会出现脱盐、结块以及硬化的现象，通过对原土进行浸润，一方面为后续设置隔绝带120提供了软化的施工环境，另一方面可以提升土壤含水量，抬升地下水位线，这样利于地下水反渗透（本发明所指的地下水指土壤中含有的溶液量达到饱和位置处内的溶液，本发明中所指的地下水位线为土壤中的含液量达到饱和的土壤的最高水平线）。

在S102中，隔绝带120为若干平行排布的用以将被处理的盐碱地分隔成若干沿直线排布的待处理单元的钢板桩，所述钢板桩沿竖直方向穿入地下；通过钢板桩组成的隔绝带120阻止相邻的隔绝带120之间的水相互渗透，为后续的冲洗步骤中冲洗量和时间的可控性提供了保证，即冲洗时间和冲洗量方便按照设定值进行计算。

由于在S101中对原土浸润时，土壤中的水分下渗，导致原地下水位线上升形成新地下水位线，图中2中le表示新地下水位线；

所分隔成的待处理单元的第一冲洗沟110和第二冲洗沟111之间的水平距离为L，L采用以下公式确定：

L=T×u

达西定律：u=k×l

式中，T——设计处理周期(d)；

u——该盐碱地的渗透速度（m/d）；

k——渗透系数（m/d）；

l——水力梯度；

水力梯度是指沿水流方向上单位渗透途径上的水头损失。地下水在运动过程中要克服摩擦阻力，不断消耗机械能，产生水头损失，沿流线方向水头损失最大，水头值下降最快，水头线是一条下降的曲线，而水头线上某点的曲率即该点的水力梯度。在实际确定水力梯度时，常用水平长度代替渗透途径上的长度，所以用水平长度计算出的水力梯度是平均水力梯度。

式中，k由实验求得，实验方法可以为：常水头试验法、变水头试验法、试坑法、单环法或双环法等本领域的常规实验方法；当然k也可根据经验估计得到，具体参见下表1。

表1为土壤渗透系数参考值：

土壤性质	渗透系数（m/d）
		亚粘土	0.001-0.1
亚砂土	0.1-0.5
		粉砂	0.5-1.0
细砂	1.0-5.0
		中砂	5-20
粗砂	20-50
		砾石	50-150

由于盐碱地土壤结块严重，孔隙率低，通透性差，其土壤性质一般介于亚粘土和亚砂土之间且向亚粘土性质偏移，本实施例中取k=0.1；因而u=k(渗透系数)=0.1 m/d；本实施例中设计处理周期T可取30天，从而求得L为3米。

在S103中，第二冲洗沟111的深度至新地下水位线，第一冲洗沟110的深度为第一冲洗沟的1/3—1/2，且第一冲洗沟110和第二冲洗沟的宽度相同，均横跨待处理单元。

由于S101中提前对原土浸润，使得原地下水位线得以抬升，为该步骤中的第二冲洗沟111的挖掘提供了便利，大大减小该步骤周第二冲洗沟111的挖掘深度，减少了工程量；新地下水位线以下为饱和土层100，这样继续在第一冲洗沟110内灌注冲洗液后，新地下水位线会进一步上升，从而使得地下水可以上反至第二冲洗沟111内；

为了使第一冲洗沟110和第二冲洗沟111更加稳定，第一冲洗沟110和第二冲洗沟111中各自远离隔绝带120的一面为倾斜面130，该倾斜面130自上而下逐渐靠近隔绝带120。

在S104中，在吸水管112的下管口设置过滤单元140，参见图3，过滤单元140预先制造好，然后安装在第二冲洗沟111底部，该过滤单元140包括：

由外层过滤体150合围成第一过滤腔160，该外层过滤体150由钢板制作而成，该外层过滤体150上设置若干连通第一过滤腔160与外界的第一过滤孔170，该第一过滤孔170的口径沿外向第一过滤腔160内的方向逐渐缩小，使得较大的土壤粒径得到隔离，同时允许部分小粒径的土壤进入第一过滤腔160内；

位于第一过滤腔160内的中层过滤体180，该中层过滤体180为由金属过滤网围设而成，该中层过滤体180由至少两种不同孔径的过滤网沿过滤网的厚度方向交替排列而成，例如按照大孔径-小孔径-大孔径-小孔径的方式排列；

以及贴附于中层过滤体180内的土工布190，吸水管112的管口伸入土工布190合围的空间内。另外为了使该过滤单元140能承受较大的外力，在土工布190合围的空间以及第一过滤腔160均内填充碎石以做支撑。

在S105中，秸秆可以为大豆秸秆、水稻秸秆或玉米秸秆中的一种或多种，该秸秆可以起到蓄水作用，且可以对吸水管112起到支撑作用。

在S106中，冲洗液为腐植酸（Humic Acid）水溶液，具体为腐植酸水溶液中腐植酸的重量浓度为15%-25%。腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域，腐植酸对土壤中的阴离子具有较高的吸附能力，使盐含量减小，同时可以促进土壤团聚体的形成，改变土壤中的含盐量过高、碱性过强、土粒高度分散、土壤结构性差的状态。

结合图2，还包括如下步骤，在S101和S102之间进行步骤：

S201、在浸润后的原土上铺设草皮200，优选地，所述草皮200为牧草。

既可以疏松土壤，减少土壤积盐，且牧草枯萎腐烂分解后，产生的有机酸和二氧化碳可以中和改碱；

由于牧草有较好的覆盖度，使土壤表面的水分蒸发减少，以减少S101中步骤中的水分蒸发；

另外，牧草的根系可以加固土壤，减少由于地表水的冲刷而携带较多的土壤进入第一冲洗沟110和第二冲洗沟111。

为了减少地表土壤进入第一冲洗沟110和第二冲洗沟111，还包括如下步骤：

S108、在第一冲洗沟110和第二冲洗沟111处安装格挡盖201；

所述格挡盖201包括贯通格挡盖201的注水口202，所述注水口202除了用于灌注冲洗液，还用于穿过所述吸水管112。

该注水口202上端连接有注水管203，注水管203可以阻止地表水通过注水口202进入第一冲洗沟110或第二冲洗沟111；所述注水管203的管口向下设置，可以减少由于降雨导致雨水经过朝上设置的管口进入第一冲洗沟110和第二冲洗沟111。

本发明通过原土浸润使盐碱地土壤得以软化，方便后续设置隔绝带和开挖冲洗沟，通过抬升地下水位线，在灌注冲洗液时，减少冲洗液的下渗，使更多的冲洗液进入需要冲洗的区域，且有利于地下水反渗透并进入第二冲洗沟，方便收集，通过先灌注冲洗液用以吸收盐碱地中的离子，然后通过中性水进行冲洗，通过第二冲洗沟收集上述的中性水和过量的冲洗液；本技术方案采用物理和化学综合的方法改良盐碱地，对原有土层破坏小，施工量小，改善了现有技术中由于需要埋设暗管而开挖土壤，导致重填的土壤较松软，土壤孔隙增多，水分蒸发速度加快，土壤蓄水能力下降，进而导致植物容易缺水，降低生长效果的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种盐碱地改良方法，其特征在于，包括如下步骤：

原土浸润：向待处理区的原土喷灌水，以软化盐碱地土壤和抬升地下水位线；

分隔待处理单元：将盐碱地通过相互平行设置的隔绝带(120)分隔成多个待处理单元，用以对每个待处理单元进行独立处理；

开挖冲洗沟：所述冲洗沟包括分别设置在待处理单元相对两侧的第一冲洗沟(110)和第二冲洗沟(111)，所述第一冲洗沟(110)的深度小于所述第二冲洗沟(111)的深度；

在所述第二冲洗沟(111)内沿竖直方向铺设吸水管(112)：所述吸水管(112)的下管口靠近所述第二冲洗沟(111)的沟底；

灌注冲洗液：在所述第一冲洗沟(110)内灌注冲洗液，待所述冲洗液完全渗透后，在所述第一冲洗沟(110)内灌注中性水；

在第二冲洗沟(111)内收集上述中性水和过量的冲洗液，并通过水泵(113)及时排出。

2.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，所述隔绝带(120)为钢板桩，所述钢板桩沿竖直方向穿入地下，所述待处理单元通过若干所述钢板桩围设而成。

3.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，所述待处理单元的第一冲洗沟和第二冲洗沟之间的水平距离为L，L采用以下公式确定：

L=T×u

u=k×l

其中， T为设计处理周期，u为渗透速度；k为渗透系数，l为水力梯度。

4.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，所述原土浸润包括：

进行周期为30天的喷灌，每隔5天喷灌一次，连续浇灌4次，让土壤吸收充足的水分；最后10天停止浇灌，让土壤中的水分自然扩散以达到土壤中含水量均匀。

5.根据权利要求4所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，所述原土浸润还包括，采用人工降雨的方式或采用人工喷灌的方式。

6.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，所述在所述第二冲洗沟(111)内沿竖直方向铺设吸水管(112)步骤中还包括，

在所述第二冲洗沟(111)内填充秸秆，且所述秸秆包裹所述吸水管(112)。

7.根据权利要求6所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，所述在所述第二冲洗沟(111)内沿竖直方向铺设吸水管(112)步骤中还包括，

在吸水管(112)的下管口设置过滤单元(140)，所述过滤单元(140)包括，

由外层过滤体(150)合围成第一过滤腔(160)，该外层过滤体(150)上设置若干连通第一过滤腔(160)与外界的第一过滤孔(170)，该第一过滤孔(170)的口径沿外向第一过滤腔(160)内的方向逐渐缩小；

位于第一过滤腔(160)内的中层过滤体(180)，该中层过滤体(180)为由过滤网围设而成，该中层过滤体(180)由至少两种不同孔径的过滤网沿过滤网的厚度方向交替排列而成；

以及贴附于中层过滤体(180)内的土工布(190)，吸水管(112)的管口伸入土工布(190)合围的空间内。

8.根据权利要求6所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，所述秸秆为大豆秸秆、水稻秸秆或玉米秸秆中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种盐碱地改良方法，其特征在于，在所述原土浸润和所述分隔待处理单元步骤之间添加如下步骤，

在浸润后的原土上铺设草皮(200)。