CN100571914C - 一种砂涂区土壤快速降盐的生态工程整治方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种砂涂区土壤快速降盐的生态工程整治方法,属于滨海盐土的改良方法技术领域。包括:1)制定整体规划;2)实施泥浆泵填土,形成上粗下细的土层;3)设置深2米以上,间距在200米以内的排水沟,控制条田(地)地下水流向,实现土体整体脱盐,防止返盐。本发明形成上粗下细的新土层结构,增加了上层土壤的粗砂粒含量,明显改善了土壤耕性;有利于盐分的淋洗,仅需半年时间,耕作层含盐量即可由6.54g/kg降至1.23g/kg,加快了滨海盐土的改良利用速度,并抑制了返盐现象。本发明缩短了对滨海盐土的治理过程,加快了投产期,经济效益十分显著,可在滨海盐土区,尤其在砂涂区推广应用。

Description

一种砂涂区土壤快速降盐的生态工程整治方法
技术领域
本发明涉及土壤改良技术领域,尤其是涉及滨海盐土的改良整治方法。
背景技术
盐碱危害是我国乃至世界土壤中存在的最主要的障碍因子之一,也是滨海盐 土改良中所要解决的首要问题。以往在滨海盐土降盐改良技术措施中,针对不同 的质地和水利条件,主要采取浅密型排水系统工程措施,实施明排和暗排两种方 式。在浙江省钱塘江湾砂涂中,涂面高程一般较低,通常采用明排,即在涂面开 设沟渠,利用土壤毛管水上升作用,将土体及滞水中的盐离子带至土表,再以地 表径流方式通过沟渠排出系统,达到逐步脱盐的目的。这种明排脱盐方法其过程
较长, 一般需3〜5年时间才能降到宜耕作的含盐标准,且该方法不稳定,很容 易出现返盐现象。尤其在砂涂中,上下质地较为一致,l米土体的粗粉砂含量高 达68.5〜88.6%,毛管水上升速度快,暴晒后的毛管水强烈上升高度可达3米左 右,故在夏秋季随着气温升高,地表水分蒸发强烈而产生返盐的现象就十分普遍。 根据浙江省农科院于1991〜1995年期间在钱塘江南岸的上虞市海涂实验农场进 行的海涂综合治理与农业利用研究结果来看,该农场涂面吴般高程5. 6〜6. 8米, 自1984年围成后到1991年,1米土体全盐含量在3g/kg以下的仅为5%, 3〜4g/kg 占70%, 5g/kg以上的仍有25%。 1991年开始实施建立浅密型排水系统工程措施, 条田宽度50〜100米(排沟间距),排水沟深0.8米左右,做到畦沟、腰沟、排 沟、总排、河道的沟沟相通,沟深从0.2米开始,到1.2米排出,采用工程措施 与农艺技术密切结合的技术路线,到1995年1米土体脱盐率在46. 5〜59. 4% (1 米土体全盐含量仍达1. 14〜2. 48g/kg)。近年来泥桨泵等工程机具在海涂开挖河塘、筑堤、填土和平整土地等方面已 被广泛应用,具有成本低、效率高、灵活性强等特点。但在以往的填土和平整土 地过程中,由于缺乏整体的规划设计及对泥浆水流向的合理控制, 一般哪里低就 往哪里流与填,这样会因为不同粒径土粒沉降速度的差异而造成粒径大沉降快处 于下层,而粒径小沉降慢处在表层,形成下粗上细的土体结构。虽然这种泥3突泵 作业所起的洗盐作用会使新形成的土层暂时脱盐,但这种土体耕层质地变劣,汀 板性强,渗水速度慢,毛管水上升更为强烈,遇夏秋高温季节返盐就更加严重, 因此种植作物后往往会出现"一年青,二年黄,三年死光光"的现象。
发明内容
本发明目的是,针对以往滨海盐土传统浅密型排水改良措施所存在的周期 长,不稳定,及常规利用泥桨泵水利工程中,任泥浆水从高向低自然流向所造成 的下粗上细土体结构更易返盐的问题,提出一套在整体规划的基础上,利用泥浆 泵技术对泥浆水流向实施合理控制,形成上粗下细的土体结构及合理设置深排水 沟设施,达到滨海盐土既能快速脱盐,又能改良土体耕层质地并防止返盐目的的 砂涂区快速降盐的生态工程整治方法。
本发明目的通过以下技术方案来实现:
一种砂涂区土壤快速降盐的生态整治工程方法,按以下步骤进行: 1)制定整体规划,组织统一施工:
(1)制定整体规划,建立排水沟与条田(地)的合理布局方案,设计排水沟 间距在200米以内;(2) 测量涂面高程,按包括新增或回填在内填土层深度为40厘米以上的要求, 计算开挖土层深度和土方量,制定出工程方案;
(3) 计算填土后的涂面基准高程,算出不同地势点的填土高度,并按20〜30 米间距插标杆标明;
(4) 确定开挖作业路线,并使泥浆水流向与填土方向一致,不能回流, 一次 性完成;
(5) 根据方案组织统一施工作业;
2) 实施泥浆泵填土,形成上粗下细的土层:按预先标定填土高度及作业路 线,泥浆泵顺序推进,并控制泥浆水朝一个方向流动,其中,粗颗土粒沉降快输 送距离短,细颗土粒沉降速度慢输送距离远,每当管口周围粗颗粒填土达到预设 高程后,将管口往前移置相邻点,余此类推,即可形成上粗下细的土层,实现粗、 细土粒分层;
3) 设置深2米以上,间距在200米以内的排水沟,控制条田(地)地下水 流向,加快土体滞水侧渗,实现土体整体脱盐,防止返盐。
本发明的主要应用范围为滨海盐土,尤其是砂涂区,包括新围高含盐量涂区, 也可应用于已围但存在盐害需要治理的涂区,以及涂区由于重新规划需要开挖鱼 塘、河道、以及平整土地的情况下,利用本发明方法进行作业,既可快速降盐, 并防止潜在的返盐威胁,同时可以改善土壤耕性。上述涂区, 一具备水源,含盐 量最好在0. 1%以下,以保证洗盐效果,达到快速利用的目的;二有一定的作业 区面积,便于控制泥浆水流向者,均宜采用本方法。(1) 本发明采用泥浆泵技术,利用不同粒径的土壤颗粒在水中沉降速度不 同的物理学原理,结合控制泥浆水的流向,实现粗、细土粒分层,形成上粗下细 的新土层结构;由于该方法增加了上层土壤的粗砂粒含量(见表1),改变了耕 层土壤质地,湿水后土壤不容易板结,明显改善了土壤耕性。
(2) 实施泥桨泵填土作业, 一方面本身就是一次洗盐过程,新产生的土体 中相当一部分盐分已在填土过程中被排出作业区外;另一方面新形成的上粗下细 的土体结构更有利于盐分的淋洗,只要有一定的降雨或灌溉水,上层土体就能较 快地达到脱盐的目的,从而加快了滨海盐土的改良利用速度,如上一年9、 10、 11月施工,经冬、春水的淋洗后,耕作层含盐量即可由6. 54g/kg降至1. 23g/kg, 而以往主要采用浅密型排水系统工程措施,需3〜5年时间才能降到宜耕作的含 盐标准1.5g/kg。
(3) 覆盖在表层的粗土粒既起到阻隔毛细管水上升到地表,同时也有利于 雨水的入渗,这种上粗下细的土体结构抑制了地下水分的向上运动,促进了淡水 从上而下的入渗;加上条田(地)与沟相间排列,挖沟与填土结合,增加了涂面 与水面落差,縮短了土壤水分侧渗距离,加快了土体中含盐水向沟渠的侧渗速度, 这种由常规的通过毛细管水向上蒸发,以排放地表水为主,转变成以向下侧渗为 主,控制地下水的水盐运动整体方向的改变,加快了土体的脱盐过程,并且明显 抑制了返盐现象的出现(见图4)。
(4) 本发明縮短了对滨海盐土的治理过程,加快了投产期,经济效益十分 显著。根据2001年9月在浙江省海宁市尖山二期围垦区134hm、新围涂面上按照 以上方法进行作业后的实际效果来看,耕作层土壤含盐量3个月后即可降到一般 作物正常生长的要求(图5)。从ll月初开始,在部分填土作业完成后、土层基本落干可以进行农机作业的地块,种植大麦14hm2,平均产量3750kg/hm2,青花 菜4hm2,平均产量6750kg/hm、此外,本方法每亩工程仅需投入人民币约400〜 550元,而第二年的产出均在1000元以上,可以达到一次投入长久收益的效果。
附图说明
图1生态工程整治程序示意图
图2泥浆泵开挖作业区划分及流程示意图
图3整治后土壤地下水位降落曲线图
图4整治后土壤剖面盐分含量分布图
图5整治后土壤耕作层盐分含量的变化图
具体实施方式
通过以下实例并结合附图,对本发明作进一步的详细说明。
一种砂涂区土壤快速降盐的生态整治工程方法,按以下步骤进行: 1)制定整体规划,组织统一施工:
(1) 制定整体规划,设计排水沟与条田(地)的合理布局方案:其中,每块 条田(地)两侧排水沟的间距控制在200米以内,每条排水沟的深度不小于2米;
(2) 测量涂面高程,按填土层深度(包括新增或回填在内)为40厘米以上的 要求,计算开挖土层深度和土方量,制定出工程方案;(3) 计算填土后的涂面基准高程,算出不同地势点的填土高度,并按20〜30 米间距插标杆标明;
(4) 确定开挖作业路线,使泥浆水流向与填土方向一致,不能回流,并一次 性完成:将整个作业区划分为若干个区域,如图2所示(SU〜S23),从某个边角 区域S。(面积5〜10亩左右)开始,用泥浆泵开挖一定深度土层(30〜40厘米), 将这部分土方堆放于本作业区外邻近区域S2:,,然后根据预先计算标定的填土高 度,用泥浆泵从S,区开挖土方并填至S。区,再从S2区开挖土方填至S,区,余此 类推,最后将S23区的堆土填至Sm区。
(5) 根据方案组织统一施工作业;
2)实施泥浆泵填土,形成土粒上粗下细的土层:本方法根据不同粒径的土 壤颗粒在水中沉降速度不同的物理学原理,泥浆从泵管喷出后,不同粒径土粒在 随泥浆流动过程中,粗颗粒沉降快输送距离短,细颗粒沉降速度慢输送距离远。 在实施泥浆泵填土过程中,按照图2所示自S。区至S23区的顺序逐一推进的方法, 先将泵管放置在某一区的某一点保持不动,当泥浆泵将下一区的泥浆吸入并喷出 后,在流动的过程中,离管口越近则沉积的土粒越粗,离管口越远则沉积的土粒 越细。当管口周围的填土达到预设高程后,将管口往前移到同一区相邻的下一个 点,而此点在前一作业中已有部分细土粒沉降在下面,当管口移到此处继续填土 时,沉降在管口周围的就是粗土粒,当达到预设高程后再继续往前移动,余此类 推,就在该区形成了上粗下细的新的填土层,实现了粗细分层的目的(表l)。
实施此方法的技术关键是预先标定填土高度,顺序推进,保持泥浆水朝一个 方向流动,不能回流,填土平整作业需一次性完成,否则会出现上细下粗的相反 结果。表1.整治前后耕层(0〜20cm) 土壤机械组成分析结果(%)
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3)每块条田(地)两侧设置深2米以上,间距在200米以内的排水沟,以 控制该条田(地)地下水的流向,加快土体滞水侧渗,实现土体整体脱盐,防止 返盐。上述歩骤2)通过粗细分层后的土体有利于雨水或灌溉水的入渗,为排盐 创造有利条件,本步骤3)合理的控制地下水流向,加快土体滞水侧渗并排出耕 作区外,是实现土体整体脱盐,防止返盐的根本保障。设置排水沟间距的技术依 据是,砂涂质地较为一致,粗粉砂含量较高,土体渗水速度较快。定位观测表明, 在春季多雨,地下水位较高的情况下,两侧排水沟间距一般在200米以内的土体, 经过5〜7天后,土体内滞水已基本排入排水沟中,地下水位与水面处于相对平 衡状态(见图3),因此200米以内的排水沟间距较为经济合理。而排水沟的深 度主要根据涂面高程、地下水位状况以及周围排水条件而定, 一般达到2米深以 上,已能保证侧渗至沟中的含盐水能够顺畅排出。施工作业最好选择在秋冬季进 行,集中施工,縮短工期,利用春季雨水淋洗,实现最大程度的脱盐效

Claims (1)

1、一种砂涂区土壤快速降盐的生态工程整治方法,其特征在于按以下步骤进行: 1)制定整体规划,组织统一施工: (1)制定整体规划,建立排水沟与条田、条地的合理布局方案,设计排水沟间距在200米以内; (2)测量涂面高程,按包括新增或回填在内填土层深度为40厘米以上的要求,计算开挖土层深度和土方量,制定出工程方案; (3)计算填土后的涂面基准高程,算出不同地势点的填土高度,并按20~30米间距插标杆标明; (4)确定开挖作业路线,并使泥浆水流向与填土方向一致,不能回流,一次性完成; (5)根据方案组织统一施工作业; 2)实施泥浆泵填土,形成上粗下细的土层:按预先标定填土高度及作业路线,泥浆泵顺序推进,并控制泥浆水朝一个方向流动,其中,粗颗土粒沉降快输送距离短,细颗土粒沉降速度慢输送距离远,每当管口周围粗颗土粒填土达到预设高程后,将管口往前移至相邻点,余此类推,即可形成上粗下细的土层,实现粗、细土粒分层; 3)设置深2米以上,间距在200米以内的排水沟,控制条田、条地地下水流向,加快土体滞水侧渗,实现土体整体脱盐,防止返盐。
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