CN102077715A - 利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法，包括如下步骤：(1)在盐碱地中挖出深坑，在挖好的深坑底部填埋的填料，形成排盐碱填料层；(2)挖出在地下排盐碱填料层上方和与地下排盐碱填料层相通的排盐碱沟，并在排盐碱沟进行护坡砌石；(3)通过自然降雨或灌溉整个盐碱地进行排盐碱。本发明通过设置排盐碱沟护坡砌石和排盐碱填料层，使排盐碱沟既具有良好的防渗效果又具有护坡防止耕作土壤流失的特性，可以长期有效使用，排盐碱填料层有效的破坏了土壤中毛细管的形成，防止浅层地下水的蒸发，借助填料层切断蒸发渠道以控制蒸发实现的盐分上移的方法，使盐分难以上移聚集，彻底解决了地表水蒸发成盐的问题，达到长期有效改善土质的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤改良的新方法，尤其是一种利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法。
背景技术
随着城市化的进程不断加快，我国的耕地面积日益减少，盐碱土因含有过量的盐分、有毒物质，以及碱度过大、土壤性质较差，导致盐碱地土地发生板结，只生长一些盐碱草，是对土地资源的极大浪费。目前我国有盐碱地面积3630万公顷，而且由于不合理的活动，有些地方盐碱地面积不断扩大，盐碱化程度逐渐加剧，这严重违背了我国保证最少耕地面积的国家重要战略方针，同时盐碱地也成为制约我国生态环境建设和农业可持续发展的最大障碍因子，使得盐碱地治理改造已成为一个很严峻的问题。
目前治理改造盐碱地主要有生物、化学、物理三大技术方法。生物方法：通过种植耐盐碱植物，人工建立枯草层，增施有机肥和翻压绿肥等方式，改善土壤条件。该方法中，在盐碱斑上种植耐盐碱植物是一种成本低，易推广的治理措施，但是依靠自然演替形成抗盐碱植物群落需要漫长的岁月；由于枯草、有机肥和绿肥的来源受到限制，使得人工建立枯草层，增施有机肥和翻压绿肥的措施不适用于大面积的盐碱地改良。化学方法：通过使用硫酸亚铁和磷石膏等含钙物质、含酸物质和保水剂等化学改良剂来改良土壤理化性质。该方法中，仅靠一次性施用化学改良剂难以达到改良的目的和效果，因为盐碱地表层盐碱化与地下水含盐碱有关，地下水中的盐碱会不断地补给土壤，这种情况下要不断的投加化学改良剂，使改良盐碱地的成本巨大。物理方法：通过水利工程措施(大水压盐碱、冲洗排盐碱)、置换表层盐碱土和压沙等措施降低土壤盐碱度。该方法中，这些水利工程措施普遍存在淡水用量大和土地反渗现象严重，盐碱地难以彻底改良等问题；由于新鲜土壤和沙土的来源受到限制，使得置换表层盐碱土和压沙等措施在大面积的盐碱地改良时难以推广。
发明内容
本发明针对现有各种盐碱地治理改造方法存在的不足，提供一种治理成本低，效果好的利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法。
本发明的利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法，包括如下步骤：
(1)在盐碱地中，沿东西方向挖出一条条宽度1.0m、深度1.1m且高于地下水埋深的深沟，所有深沟的面积占盐碱地总面积的20％-30％，将挖出的生土和熟土分别集中放置，以备用；
(2)在盐碱地中，沿南北方向挖出上宽下窄、深度为70cm-80cm的主排盐碱沟，所有主排盐碱沟的面积占整个盐碱地面积的5％；环绕整块盐碱地外围挖出与排盐碱填料层相通的上宽下窄、深度为1.4m-1.6m的次排盐碱沟；
(3)在主排盐碱沟和次排盐碱沟的斜坡和沟底砌石，使斜坡和沟底分别具有防冲和防渗的效果，以有效地防止水土流失导致的排盐碱沟堵塞；
砌筑用的石材主要是成本低廉、易获得的大型建筑垃圾和固体废料，包括砼体、毛石和卵石等。
(4)在步骤(1)中挖好的深沟内填埋高度30cm-60cm、粒径4cm-6cm的填料，形成排盐碱填料层；将步骤(1)中集中放置的生土和熟土分别回填，形成耕作层；
填料为成本低廉、易获得的建筑垃圾和一些固体废料，包括碎砖瓦、陶瓷碎片、石子和砾石等。
(5)通过自然降雨或灌溉进行排盐碱，初次排盐碱后在耕作层上种植耐盐碱植物(如紫薇、玉米、枣树、三春柳等)，在植物生长过程中再通过自然降雨或灌溉进行至少两次排盐碱，一年之后可种植当地非盐碱地植物(如杏树、马铃薯、花生和桃树)；排盐碱时，一部分水溶解地表的盐碱成分后流入到主排盐碱沟，最后汇入次排盐碱沟，达到初步排盐碱的目的；一部分水溶解土壤中的盐碱成分后向下渗透，当到达排盐碱填料层后，由于填料层的良好通透性，水通过排盐碱填料层流动到次排盐碱沟，达到二次排盐碱的目的；同时由于对排盐碱沟采取了具有防渗效果的砌石措施，有效的减少了地下水的补给，促使地下水位降低，解决了地表返盐的问题；并且排盐碱填料层的存在，有效的破坏了土壤中毛细管的形成，防止浅层地下水的蒸发，彻底解决了地表水蒸发成盐的问题，达到长期有效改善土质的目的。
主排盐碱沟上下宽度分别是1.4m-1.6m，0.5-0.6m；次排盐碱沟上下宽度分别是3.0m-3.2m，1.5m-1.6m。
排盐碱填料层中的填料填埋方式为混合布料，即将4cm-6cm不同粒径及形状的填料混合搭配。
主排盐碱沟和次排盐碱沟护坡砌石的方式为干砌、浆砌或干砌和浆砌结合；干砌是将坡面和沟底直接铺码砌体，然后用不含腐殖土的泥浆灌缝；浆砌是将坡面四周和沟底用水泥砌筑石材，坡面中间不作处理；干砌和浆砌结合是将坡面四周和沟底用水泥砌筑石材，坡面中间直接铺码砌体。
本发明通过设置排盐碱沟护坡砌石和排盐碱填料层，利用沟底砌石防渗和盐随水来，盐随水去的原理，使排盐碱沟既具有良好的防渗效果又具有护坡防止耕作土壤流失的特性，可以长期有效使用，排盐碱填料层有效的破坏了土壤中毛细管的形成，防止浅层地下水的蒸发，借助填料层切断蒸发渠道以控制蒸发实现的盐分上移的方法，使盐分难以上移聚集，彻底解决了地表水蒸发成盐的问题，达到长期有效改善土质的目的。本发明主要用于重度盐碱地的改良，尤其适用于地下水埋深大于1.1m的地区大面积推广。
附图说明：
图1是本发明方法的原理示意图。
图2是本发明方法中实施例1的东西方向剖面示意图。
图3是本发明方法中实施例2的东西方向剖面示意图。
图4是本发明方法中实施例3的东西方向剖面示意图。
图5是本发明方法的南北方向剖面示意图。
图中：1、主排盐碱沟，2、耕作层，3、填料层，4、次排盐碱沟。
具体实施方式
实施例1
本实施例阐述的明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法适用于地下水埋深大于1.1m，盐碱地面积小于等于5亩的重度盐碱地改造，如图1、图2和图5所示，具体方法是：
(1)在盐碱地中，沿东西方向通过机械设备挖出若干条宽度为1.0m、深度为1.1m的深沟，各深沟之间的间距为6m，所有深沟的面积占整个盐碱地总面积的20％。将挖出的地面以下30cm厚的熟土集中放置，再向下80cm厚的生土集中放置。
(2)沿南北方向挖出上下宽度分别为1.4m-1.6m和0.5m-0.6m、深度为70cm的主排盐碱沟1，各条主排盐碱沟1之间间距为15m-20m，所有主排盐碱沟1的面积占整个盐碱地面积的5％。环绕整块盐碱地的外围挖出与排盐碱填料层3相通的、上下宽度分别为3.0m-3.2m，1.5m-1.6m、深度为1.4m-1.6m的次排盐碱沟4。
(3)采用浆砌的方式在主排盐碱沟1和次排盐碱沟4的斜坡四周和沟底砌石，石材主要是卵石，勾缝砂浆为1∶3的水泥砂浆，斜坡上方砌石与地面相平，以使溶解了盐碱的水分顺利流入主排盐碱沟1；然后采用干砌的方式在斜坡中间砌石，石材主要包括毛石和砼体，砌石完工后用长条形或薄片形的小石片卡缝，以增加斜坡的抗冲能力。
(4)在每条主排盐碱沟1与每条深沟交叉的区域填埋宽度为50cm-60cm(主排盐碱沟1的下部宽度)、高度为40cm(深沟与主排盐碱沟1的高度差)、粒径为4cm-6cm的填料，填料包括碎砖瓦和陶瓷碎片，形成高度为35cm的主排盐碱沟1下方的排盐碱填料层；在每条深沟其余部分填埋高度为60cm、粒径为4-6cm的填料，填料包括碎砖瓦和陶瓷碎片，形成高度为60cm的耕作层下方的排盐碱填料层3。
(5)在耕作层下方的排盐碱填料层3上先回填20cm厚的生土，再在生土层上回填30cm厚的熟土，厚度为50cm的土壤作为耕作层2。采用精平的方式将耕作层2平整，以使灌溉均匀并提高灌溉效率。
(6)引水灌溉整个盐碱地，水分溶解掉土壤中盐碱，一部分直接流入到主排盐碱沟1，最终汇入到次排盐碱沟4，被排出土地；另一部分通过耕作层2继续向下渗透，但由于填料层的良好通透性，水分在填料层横向流动，最终流入次排盐碱沟，被排出土地。
(7)在耕作层2上种植耐盐碱植物向日葵、大麦，植物生长过程中自然降雨或灌溉多次排碱。作物收获后，秸秆粉碎后在耕地时埋入土地，以提高土壤的通透性，随后种植当地非盐碱地植物花生、马铃薯、水稻等。
本实施例所述的改良重度盐碱地的方法，适用于地下水埋深深于1.1m，盐碱地面积小于等于5亩的重度盐碱地改造。通过改良后，填料层可有效的破坏土壤毛细管，从而减弱含盐水分由下至上的渗透性能，使土壤保持肥沃；而具有良好防冲能力的干、浆砌结合的砌石方式，可有效地防止耕作土壤的流失，特别适用于需要多次灌溉的农作物如花生、水稻的种植，通过一次治理可保持至少约20年的使用时间。
实施例2
本实施例阐述的明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法适用于地下水埋深大于1.1m，盐碱地面积大于5亩小于等于20亩的重度盐碱地改造，如图1、图3和图5所示，具体方法是：
(1)在盐碱地中，沿东西方向挖出若干条宽度为1.0m，深度为1.1m的深沟，各深沟之间的间距为6m，所有深沟的面积占整个盐碱地总面积的25％。将挖出的地面以下30cm厚的熟土集中放置，再向下80cm厚的生土集中放置。
(2)沿南北方向挖出上下宽度分别为1.4m-1.6m和0.5m-0.6m、深度为75cm的主排盐碱沟1，各主排盐碱沟1之间间距为15m-20m，所有主排盐碱沟1的面积占整个盐碱地面积的5％；环绕整块盐碱地外围开挖与排盐碱填料层3相通的上下宽度分别为3.0m-3.2m和1.5-1.6m、深度为1.4-1.6m的次排盐碱沟4。
(3)采用干砌的方式在排盐碱沟的斜坡和沟底砌石，石材包括砼体和毛石，斜坡上方的砌石与耕作层地面相平，以使溶解了盐碱的水分顺利流入主排盐碱沟。砌石完毕后用不含腐殖土的泥浆灌缝，以增强砌石的防渗效果。
(4)在每条主排盐碱沟1与每条深沟交叉的区域填埋宽度为50cm-60cm(主排盐碱沟1的下部宽度)、高度为35cm(深沟与主排盐碱沟1的高度差)、粒径为4cm-6cm的填料，填料包括砾石和石子，形成高度为35cm的主排盐碱沟1下方的排盐碱填料层3；在每条深沟其余部分先回填25cm厚的生土，在生土上方填埋高度为高度为35cm、粒径为4-6cm的填料，填料包括砾石和石子，形成高度为35cm的耕作层下方的排盐碱填料层。
(5)在耕作层下方的排盐碱填料层3上先回填20cm厚的生土，再在生土层上回填30cm的熟土，厚度为50cm的土壤作为耕作层2。采用精平的方式将耕作层2平整，以使灌溉均匀并提高灌溉效率。
(6)引水灌溉整个盐碱地，水分溶解掉土壤中盐碱，一部分直接流入到主排盐碱沟，最终汇入到次排盐碱沟，被排除土地；另一部分通过耕作层2继续向下渗透，但由于填料层3的良好通透性，水分在填料层3横向流动，最终流入次排盐碱沟4，被排出土地。
(7)在耕作层2上种植耐盐碱植物玉米、大麦，植物生长过程中自然降雨或灌溉多次排碱。作物收获后，秸秆粉碎后在耕地时埋入土地，以提高土壤的通透性，随后种植当地非盐碱地植物花生、马铃薯等。
本实施例所述的改良重度盐碱地的方法，适用于地下水埋深深于1.1m，盐碱地面积大于5亩小于等于20亩的重度盐碱地改造。通过改良后，具有良好通透性的填料层3可作为廉价的暗管排水通道，使含盐碱的水通过填料层进入次排盐碱沟4而排除土壤；而具有良好抗挤压性能的干砌的砌石方式，可有效地减少耕作层2机械操作造成的砌石破坏，特别适用于需要经常大型机械作业的小麦、玉米等农作物的种植，通过一次治理可保持至少约20年的使用时间。
实施例3
本实施例阐述的明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法适用于地下水埋深大于1.1m，盐碱地面积大于20亩的重度盐碱地改造，如图1、图4和图5所示，具体方法是：
(1)在盐碱地中，沿东西方向挖出若干个宽度为1.0m、深度为1.1m的深沟，各深沟之间的间距为6m，所有深沟的面积占整个盐碱地总面积的30％。将挖出的地面以下30cm的熟土集中放置，再向下80cm的生土集中放置。
(2)沿南北方向挖出上下宽度分别为1.4m-1.6m和0.5m-0.6m、深度为75cm的主排盐碱沟1，各主排盐碱沟之间间距为15m-20m，所有主排盐碱沟1的面积占整个盐碱地面积的5％。环绕整块盐碱地外围挖出与排盐碱填料层3相通的上下宽度分别为3.0m-3.2m和1.5m-1.6m、深度为1.4-1.6m的次排盐碱沟4。
(3)采用浆砌的方式在排盐碱沟的斜坡四周和沟底砌石，石材主要是卵石和毛石，勾缝砂浆为1∶3的水泥砂浆，斜坡上方砌石与地面相平，以使溶解了盐碱的水分顺利流入主排盐碱沟。斜坡中间不做砌石，以节省成本。
(4)在挖好的深沟底部填埋高度为30cm、粒径为4-6cm的填料，填料包括陶瓷碎片和石子，形成高度为30cm的排盐碱填料层3。
(5)在排盐碱填料层3上先回填50cm厚的生土，再在生土层上回填30cm的熟土，厚度为80cm的土壤作为耕作层2。采用精平的方式将耕作层平整，以使灌溉均匀并提高灌溉效率。
(6)引水灌溉整个盐碱地，水分溶解掉土壤中盐碱，一部分直接流入到主排盐碱沟，最终汇入到次排盐碱沟，被排除土地；另一部分通过耕作层继续向下渗透，但由于填料层的良好通透性，水分在填料层横向流动，最终流入次排盐碱沟，被排出土地。
(7)在耕作层2上种植耐盐碱植物枣树、紫薇、三春柳，植物生长过程中自然降雨或灌溉多次排碱。每年秋冬季节在树木之间挖15-20cm的沟将植物落叶填埋，以提高土壤的通透性和腐殖质含量。
本实施例所述的改良重度盐碱地的方法，适用于地下水埋深深于1.1m，盐碱地面积大于20亩的重度盐碱地改造。通过改良后，填料层可以有效的阻止地下水直接上升到地表，从而抑制“返盐的发生；而具有良好防渗能力的浆砌的砌石方式，可有效地减少地下水的供给，降低地下水位，防止土壤盐碱化反复，但该砌石方式防冲能力较差，所以特别适用于灌溉量较少的植物的种植，通过一次治理可保持至少约15年的使用时间。
Claims (5)
1.一种利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)在盐碱地中，沿东西方向挖出一条条宽度1.0m、深度1.1m且高于地下水埋深的深沟，所有深沟的面积占盐碱地总面积的20％-30％，将挖出的生土和熟土分别集中放置，以备用；
(2)在盐碱地中，沿南北方向挖出上宽下窄、深度为70cm-80cm的主排盐碱沟，所有主排盐碱沟的面积占整个盐碱地面积的5％；环绕整块盐碱地外围挖出与排盐碱填料层相通的上宽下窄、深度为1.4m-1.6m的次排盐碱沟；
(3)在主排盐碱沟和次排盐碱沟的斜坡和沟底砌石，使斜坡和沟底分别具有防冲和防渗的效果，以有效地防止水土流失导致的排盐碱沟堵塞；
(4)在步骤(1)中挖好的深沟内填埋高度30cm-60cm、粒径4cm-6cm的填料，形成排盐碱填料层；将步骤(1)中集中放置的生土和熟土分别回填，形成耕作层；
(5)通过自然降雨或灌溉进行排盐碱，初次排盐碱后在耕作层上种植耐盐碱植物，在植物生长过程中再通过自然降雨或灌溉进行至少两次排盐碱，一年之后种植当地非盐碱地植物；排盐碱时，一部分水溶解地表的盐碱成分后流入到主排盐碱沟，最后汇入次排盐碱沟，达到初步排盐碱的目的；一部分水溶解土壤中的盐碱成分后向下渗透，当到达排盐碱填料层后，由于填料层的良好通透性，水通过排盐碱填料层流动到次排盐碱沟，达到二次排盐碱的目的；同时由于对排盐碱沟采取了具有防渗效果的砌石措施，有效的减少了地下水的补给，促使地下水位降低，解决了地表返盐的问题；并且排盐碱填料层的存在，有效的破坏了土壤中毛细管的形成，防止浅层地下水的蒸发，彻底解决了地表水蒸发成盐的问题，达到长期有效改善土质的目的。
2.如权利要求1所述的利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法，其特征是，所述主排盐碱沟上下宽度分别是1.4m-1.6m，0.5-0.6m。
3.如权利要求1所述的利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法，其特征是，所述次排盐碱沟上下宽度分别是3.0m-3.2m，1.5m-1.6m。
4.如权利要求1所述的利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法，其特征是，所述排盐碱填料层中的填料填埋方式为混合布料，是将4cm-6cm不同粒径及形状的填料混合搭配。
5.如权利要求1所述的利用明沟暗填料层改良重度盐碱地的方法，其特征是，所述主排盐碱沟和次排盐碱沟护坡砌石的方式为干砌、浆砌或干砌和浆砌结合；干砌是将坡面和沟底直接铺码砌体，然后用不含腐殖土的泥浆灌缝；浆砌是将坡面四周和沟底用水泥砌筑石材，坡面中间不作处理；干砌和浆砌结合是将坡面四周和沟底用水泥砌筑石材，坡面中间直接铺码砌体。
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