CN100473271C - 利用暗管排水改良盐碱地的系统工程方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤改良新方法，其包括勘察设计、灌排配套、土地平整、松土破结、维护管理等方法组成。所述的灌排配套方法中还包括暗管排水方法，即通过埋置在盐碱地土层下方的暗管管网，把土壤中的含盐水分，引入排水管，排出土壤，暗管壁上分布着诸多微孔；所述的土地平整采用激光控制平方法，即利用激光束产生的平面来控制平地机具刀口的升降高度，所述的松土破结是利用土壤深松土机疏松土壤而不翻转土层，深松深度不大于0.7米；所述的维护管理方法中还包括暗管清洗，暗管清洗采用高压水流喷射清淤装置完成。利用这项方法改碱可增加耕地面积，提高农业综合生产能力，有较大推广价值，对农民增收、农业发展和生态环境改善具有促进作用。

Description

利用暗管排水改良盐碱地的系统工程方法

一、技术领域：本发明涉及一种土壤改良新方法，尤其是一种利用暗管排水改良盐碱地的系统工程方法。

二、背景技术：传统的盐碱地改良方法通常是采用明沟排碱、大水压碱、台田排碱等措施进行的。所以这些措施普遍存在用淡水量大，造成水源紧缺；地下含碱水分反渗现象严重，一旦缺水淡水压灌，就会造成再次土地盐碱化，使盐碱地改良难以彻底。

三、发明内容：本发明的目的就是针对现有方法存在的缺陷，提供一种利用暗管排水改良盐碱地的系统工程方法。

其技术方案是：包括勘察设计、灌排配套、土地平整、松土破结、维护管理等方法组成。所述的灌排配套方法中还包括暗管排水方法，即通过埋置在盐碱地土层下方的暗管管网，把土壤中的含盐水分，引入排水管，排出土壤，暗管壁上分布着诸多微孔；所述的土地平整利用激光控制平地机具刀口的升降高度，所述的松土破结是利用土壤深松土机疏松土壤而不翻转土层，深松深度不大于0.7米；所述的维护管理方法中还包括暗管清洗，暗管清洗采用高压水流喷射清淤装置完成。所述的管网分布是在所要改造的盐碱地1—2米深度下的平面上沿排水方向布相互平行的暗管管网，每条暗管沿水流方向留有0.5‰—1‰之间的坡度；所述的暗管铺设采用开沟埋管机铺设，开沟、埋管、裹砂、敷土一次完成，开沟埋管机通过激光制导仪自动控制暗管埋置深度和坡度；所述的高压水流喷射清淤装置是由75公斤/平方厘米的水泵、300米的橡胶软管和高压喷头组成。所述的暗管包括PVC打孔波纹管、打孔PE管或塑料滤水管，暗管打孔密度占管壁面积不小于2.5％，管径为60—150mm之间。在每条暗管外壁周围敷包滤料或滤砂层；所述外包滤料有砂滤料和土工织物，砂滤料包裹厚度一般为8厘米，滤料的透水性大于土壤10倍以上。

本发明的效果：一是改碱效快、效果好。工程实施后，通过控制地下水位，降低土壤的毛细上升导致的返盐，利用灌溉或降雨淋洗，在1—2年内使土壤迅速脱盐，而且暗管将长期不断的发挥作用，一劳永逸的解决了土壤的盐碱危害。

二是投资适中。利用暗管改碱这一系统工程改造中低产田亩投资1000元左右，用于荒碱地开发亩投资1900元左右，其中单纯暗管敷设工程亩投资500元左右。暗管改碱工程实施后，一次投入，多年受益，带来的效益是显著的，工程措施实施后，中低产田当年作物亩产可增加30％—50％。工程成本投入通过土地的增收很快回收，有较高的投资回报率。

三是节约土地，维护方便。相对传统的明沟排碱，由于大量的排渠被暗管所代替，可增加耕地20％左右。改碱暗管埋于地下，维护简单，相对于明沟排碱每年都要投入大量资金清淤控排，维护费用低。

四是机械化程度高，易于规模化作业，大面积推广。暗管改碱工程的实施全部利用现代化的大型机械完成，机械化、自动化程度高，方法含量和效率高。改造后的土地适应规模化、机械化种植，有利于实现农业产业化。

总之利用这项方法改碱可增加耕地面积，较快提高农业综合生产能力，是符合我国国情，有较大推广价值的重大方法措施，大面积推广必将增加我国的农用土地资源，对农民增收、农业发展和生态环境改善具有促进作用，有较好的社会效益、经济效益和生态效益。

四、具体实施方式：

在具体实施中，按照方法要求，在所要改造的盐碱地一定深度下的平面上沿排水方向布设一定间距、平行的、相互联系的排水管网系统。一方面有效调控各种土壤的农田地下水位，使其处于防止土壤发生盐碱化的最小地下水埋深度以下；另一方面，利用灌溉和降雨对暗管上部的含盐土层的盐分进行溶解冲洗脱盐，通过暗管排水系统将过多的含盐分的水排出土体。这样，暗管排水系统长期不断的发挥作用，就能从根本上解决土壤的盐碱化危害。其基本内容为：勘察设计、暗管敷设、灌排配套、激光精平、深松破结、维护管理等。

一是勘察设计

暗管改碱方法的实施，首先要对改造的土地进行土壤调查和地表勘察，以掌握土层的构造、渗透性、地下水位和土壤盐碱的含量。根据调查化验结果，进行管网设计，确定滤水管的口径、走向、埋深、间距以及集水管道的走向、观查井和集水井的布点等。

二是暗管敷设

暗管的铺设采用开沟埋管机铺设，开沟、埋管、裹砂、敷土一次完成。埋管机械可通过激光制导仪自动控制，把暗管按照设计要求铺设到地下一定的深度，通常位于地下1—2米深，并使暗管形成要求的坡度，以利于地下水的排出。在埋管的同时，开沟埋管机把砂滤料包在暗管的周围一起埋于地下。

三是灌排配套

暗管改碱方法用于大面积治理盐碱地通常要和地面灌排系统相配合，即灌溉、排涝、除渍、治理盐碱相结合，做到涝水明排，渍水暗排，灌溉淋洗，暗管排盐。

四是激光精平

激光控制平地方法是利用激光束产生的平面来控制平地机具刀口的升降高度，土地平整的精度高，平地精度可达到正负1.0-1.5厘米。激光方法平整土地，可以达到节水、节地、节肥、增产的效果。在提高田间地面灌溉效率和灌水均匀度的同时，更容易淋洗土壤中的盐分，有利于盐碱地的改良和防止土壤盐渍化。实施该方法后，土地蓄水性能好，用水效率高，推动了农业向精准化方向发展的步伐。

五是深松破结

土地深松是利用土壤深松机疏松土壤而不翻转土层，深松深度可根据耕种改良土壤需要，最深可达到0.7米。通过深松，可以打破粘土不透水层和板结层(俗称铁板沙)，加深耕作层，增加土壤的透气和透水性，改善作物根系生长环境；深松使土壤颗粒孔隙增大，降低地下水的毛管上升作用，有效降低土壤盐分向表层积聚，降低土壤的次生盐碱的同时，提高土壤的渗透性，大大提高土壤的淋洗脱盐速度。

六是维护管理

暗管改碱工程实施后，后期运用管理维护简单易行。首先在运行期要灌水淋洗，使土壤排水脱盐，土壤中的盐分，有时形成固体结晶聚集在土壤表层，有时存在于土壤水中形成含盐溶液。冲洗即是通过灌水将土壤中各种状态的盐分转化为自由溶液中的盐分，并从土壤中排除。灌溉或降雨时，入渗的淡水将盐分带向深层，经由暗管排除。通过冲洗使一定深度的土壤中含盐量降低到耐盐限度以内，直至根本脱盐，以便作物能够正常生长。

其次，暗管淤塞要进行清洗。埋于地下的暗管，使用寿命可达50年之久，即使暗管被泥沙淤堵，也可以通过专门清洗机进行清洗，以维持暗管正常使用。暗管清洗采用高压水流喷射清淤装置，是由75公斤/平方厘米的水泵、300米的橡胶软管和高压喷头组成。在冲淤时，借喷射水流的反作用力自动推进喷头。本发明是以水盐平衡原理为工程排水标准，为此确定排水暗管埋深有一选择范围，按作物防渍深度确定最小埋深，按潜水临界深度确定最大埋深。盐碱地的改良主要采用灌溉或降雨淋洗，使设计土层深度内的盐分冲洗脱盐量、盐分组成、土壤质地等因素按冲洗改良要求确定。盐碱地改良必须经过灌溉或降雨冲洗阶段和改良后的利用阶段。以后在改良和利用结合的条件下，通过灌溉或降雨排水作用，使设计土层继续脱盐和防止盐分向表土积聚，并逐渐使脱盐深度增加和地下水淡化。

海拔低，地下水位高的地区可采用暗排明排相结合的布设方式。暗管埋设深浅，依据作物耐渍深度确定，本地区通常埋深在1～1.5米之间，这就使暗管排水通过重力自流进明沟成为可能，明暗结合布设，大大降低了工程造价，后期管理运行费用也大大降低，暗管上部土层脱盐速度快，土壤改良效果好，非常适合黄河三角洲地区的实际。

改进后暗管排水流程为田间涝水通过地面沟渠排入明沟，而渗入土壤中的地下水通过暗管系统排出土体，并把土壤中的盐分随水带出土外，暗管系统通常只设一级滤水管排水入明沟。滤水管是埋设在土壤中的透水暗管，具有良好的吸聚地下水流和输水能力，收集并排出土壤中过量的水分，通过集水明沟汇集，利用泵站泵提或重力自流入外河。

方法要求

暗管改碱工程所采用的管材主要为塑料管，常用的有PVC打孔波纹管、打孔PE管、塑料滤水管等，塑料管打孔密度不小于占管壁面积的2.5％，管径通常为60～150mm之间。

用作田间吸聚土壤中水的暗管称之为滤水管或吸水管，周围一般均应设置外包滤料，以改善吸水管周围水流入管条件和防止泥沙入管造成淤堵，保证排水效果。常用的外包滤料有砂滤料和土工织物，砂滤料包裹厚度一般为8厘米，滤料根据暗管周围土壤的团粒结构特性来确定级配范围，要求选定滤料的透水性大于土壤10倍以上。

改良一般盐碱地，暗管的埋深可根据作物的防渍深度和不同类型土壤的临界水深确定，通常埋深1～2米之间，暗管间距根据不同土壤渗透性确定，通常在20～100米之间。为满足暗管水流性能要求，暗管沿水流方向留有坡度，一般在0.5‰～1‰之间。

Claims (1)

1、一种利用暗管排水改良盐碱地的系统工程方法，包括勘察设计、灌排配套、土地平整、松土破结和维护管理方法，其特征是：所述的灌排配套方法中还包括暗管排水方法，即通过埋置在盐碱地土层下方的暗管管网，把土壤中的含盐水分，引入排水管，排出土壤，暗管壁上分布着诸多微孔；所述的土地平整利用激光控制平地机具刀口的升降高度；所述的松土破结是利用土壤深松土机疏松土壤而不翻转土层，深松深度不大于0.7米；所述的维护管理方法中还包括暗管清洗，暗管清洗采用高压水流喷射清淤装置完成；所述的管网分布是在所要改造的盐碱地1—2米深度下的平面上沿排水方向布相互平行的暗管管网，在每条暗管外壁周围敷包滤料或滤砂层，每条暗管沿水流方向留有0.5‰—1‰之间的坡度；所述的暗管铺设采用开沟埋管机铺设，开沟、埋管、裹砂、敷土一次完成，开沟埋管机通过激光制导仪自动控制暗管埋置深度和坡度；所述的高压水流喷射清淤装置是由75公斤/平方厘米的水泵、300米的橡胶软管和高压喷头组成；所述的暗管是PVC打孔波纹管或打孔PE管或塑料滤水管，暗管打孔密度占管壁面积不小于2.5％，管径在60—150mm之间；所述暗管外壁周围的外包滤料有砂滤料和土工织物，砂滤料包裹厚度一般为8厘米，滤料的透水性大于土壤10倍以上。