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

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，1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，该农场涂面吴淞高程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)。

近年来泥浆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。虽然这种泥浆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，及常规利用泥浆泵水利工程中，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)计算填十后的涂面基准高程，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。

本发明的有益效果是：

(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)实施泥浆泵填土作业，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，缩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。根据2001年9月在浙江省海宁市尖山二期围垦区134hm²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11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/hm²；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。

实施例1：

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(S₀～S₂₃)，从某个边角区域S₀(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S₂₃，然后根据预先计算标定的填土高度，用泥浆泵从S₁区开挖土方并填至S₀区，再从S₂区开挖土方填至S₁区，余此类推，最后将S₂₃区的堆土填至S₂₂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S₀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1)。

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(％)

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。上述步骤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，缩短工期，利用春季雨水淋洗，实现最大程度的脱盐效果。

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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