CN106961864B - 一种井渠结合的盐碱地改良系统及其改良方法 - Google Patents

一种井渠结合的盐碱地改良系统及其改良方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种井渠结合的盐碱地改良系统及其改良方法，改良系统包括格田、田埂、交通道、灌溉渠、地下水控制系统和控制室，格田通过田埂分隔，灌溉渠位于格田两侧，交通道设在灌溉渠侧边；地下水控制系统包括排水暗管、浅水辐射井和抽水泵，浅水辐射井按照井的控制范在需改良区域安排布置在格田内，排水暗管埋设在格田下，出水口设置在浅水辐射井中，抽水泵安装在浅水辐射井中，抽水泵出水口伸入灌溉渠内；控制室包括控制箱和显示器，控制室设置在格田交通道上且控制室与抽水泵控制开关相接。本发明能通过井渠联合灌排措施进行土壤淋洗，能将地下水进行汇集可有效防止因含盐量较高的地下水位而导致的二次返盐；能有效改良滨海滩涂盐渍化土壤。

Description

一种井渠结合的盐碱地改良系统及其改良方法
技术领域
本发明涉及一种井渠结合的盐碱地改良系统及其改良方法。
背景技术
我国盐碱地分布范围十分广泛，从热带到寒温带、滨海到内陆、湿润地区到极端干旱的荒漠地区均有大量盐碱土的分布，主要分布在东北平原，西北干旱、半干旱地区，黄淮海平原及东部沿海地区。内蒙、山西等西北、华北地区的干旱、半干旱地区形成内陆盐渍区，辽东湾、渤海湾、莱州湾和江苏、浙江沿海等华北平原、东部沿海地区形成滨海盐碱区，盐碱土面积约为211.4万hm2，占盐碱土总面积的7.03％，该区土壤大部分为含氯盐碱土。
土壤盐化过程主要由季节性变化的积盐与脱盐两个过程构成。土壤盐分变化的总趋势是土壤中可溶盐随水分的蒸发不断聚集在土壤表层。目前对盐碱地改良主要有两种方式：一是通过灌排技术洗盐改良土壤，二是发展能在盐碱地种植的耐盐植物。但对于滨海滩涂地区，利用灌排措施进行洗盐改良土壤，因受地下水位的影响，极易形成二次返盐，而种植耐盐植物也会因地下水位较高而易受渍害，可见较高的地下水位成为滨海盐碱地形成的主要因素。有效地解决滨海地区地下水位高的问题，对滨海盐碱地改良有良好的推动。
发明内容
发明目的：为克服现有技术不足，本发明旨于提供一种井渠结合的盐碱地改良系统及其改良方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种井渠结合的盐碱地改良系统，包括格田、田埂、交通道、灌溉渠、地下水控制系统和控制室，格田通过田埂分隔，灌溉渠位于格田两侧，交通道设在灌溉渠侧边；地下水控制系统包括排水暗管、浅水辐射井和抽水泵，浅水辐射井按照井的控制范在需改良区域安排布置在格田内，排水暗管埋设在格田下，出水口设置在浅水辐射井中，抽水泵安装在浅水辐射井中，抽水泵出水口伸入灌溉渠内；控制室包括控制箱和显示器，控制室设置在格田交通道上且控制室与抽水泵控制开关相接。
工作原理：本发明井渠结合的盐碱地改良系统，利用田埂将带改良的盐碱地分割成格田，格田间结合灌溉渠布置浅水辐射井，在进行灌溉洗盐时，先通过地下水控制系统将格田的高盐地下水降低至一定深度，再通过灌溉渠将水引入格田中形成一定水层，水分由土壤表层渗入到格田中，并溶解土壤中的盐分，再经由暗管排出，汇集到到灌溉渠中，排出格田区；地下水控制系统通过浅水辐射井及排水暗管，有效的防止了含盐量较高的地下水将盐分带入表层土壤中。
所述排水暗管为PVC材质管道，铺设间距为10-20m，铺设深度为0.7m、1.0m间隔布置；埋深0.7m的暗管用于排除格田里溶解了土壤盐分的渗水，埋深1.0m的暗管与浅水井组成地下水控制系统，防止含盐量较高的地下水进入表层土壤。
所述浅水辐射井内还设有滤水管、进水管、浮块、控制装置、罩壳、排水管和出水管；滤水管设在浅水辐射井井壁和井底，罩壳设在井壁上部，抽水泵设在罩壳内，进水管一端与抽水泵进水口相接，另一端伸入井底，出水管一端伸入灌溉渠，另一端通过排水管与抽水泵出水口相接，控制装置设在进水管道上，且控制装置与控制室相接，浮块设在井内液面上，且浮块与控制装置相接；当浮块随水位上升到设计高度时，控制室开启水泵降低水位，出水管将井水引至灌溉渠或者格田。
上述浅水辐射井的井壁上设置2-3层滤水管以增加控制范围，井深及内径按实际地下水位情况和操作空间来确定。
所述浅水辐射井井口设有护栏，能防止杂物进入浅水辐射井。
所述格田靠近灌溉渠一侧的田埂上设有排水口，溉渠为灌排两用渠，采用3面衬砌防渗；能防止盐分较高的弃水入渗造成再次污染。
上述井渠结合的盐碱地改良系统的改良方法，包括以下步骤：
(1)格田处理：对要进行改良的盐碱地进行土地平整，利用田埂将待改良地块分隔成格田，格田靠近排水沟一侧开设排水口，格田大小根据地形、机械操作及改良后耕种的需求而定；每隔10-20m，深度在0.7m、1.0m间隔铺设排水暗管，暗管出水口设置在浅水井中；根据地形和实际需求修建灌溉渠；在整个改良区域结合格田和灌排系统，开挖控制地下水位的浅水辐射井系统；
(2)洗盐在洗盐过程中，有如下两种情景：
A，地下水含盐量不高，可以用于初步洗盐的，直接将井中积水引入格田中不足的利用灌溉水补充；此时排水暗管设置0.7m埋深，用于排除格田中溶解了土壤盐分的渗水。改良过程中，当井中积水盐分浓度达到设计值时，停止浅水井对格田的供水，并将井中积水开始排到排水沟中，直至井中积水盐分浓度满足浸洗要求；
B，地下水含盐量较高，不能用于初步洗盐的，先将井中积蓄的地下水排除至排水沟中，降低地下水位，待地下水位降低到设计值时，再通过灌溉渠道引入灌溉水。此时格田排水暗管设置两层即0.7m和1.0m埋深，0.7m埋深用于排除格田溶解土壤盐分的渗水，1.0m用于排泄高盐地下水，通过两层间隔0.3m的将下层高盐地下水与地表土壤进行有效隔离；
(3)在整个盐碱改良过程及改良结束后的防治中，地下水控制系统中水泵一直自动运行，当水位到达设计高度时，浮块触发开关开启水泵，将水位降低，当水泵运行到设计时长后关闭水泵，等待下次开启。
所述步骤(2)中：在格田灌水时皆在格田表层形成2-3cm水层，并维持3-5h，再停止供水，待格田水层渗完，暗管无明显出水，进行下一轮的灌溉浸洗。
所述步骤(2)中：当格田田面无明显积水，排水暗管没有水流出时，重复A操作，直至格田中盐分含量满足耕作要求，改良结束。
当降雨量比较大时还可以通过排水口对格田中水位进行控制；能使格田具有一定的蓄水能力；土地改良结束后，格田种值作物时，浅水辐射井及排水暗管还可继续控制地下水位，防止含盐量较高的地下水对改良结束的土壤造成二次返盐现象。
本发明未提及的技术均为现有技术。
有益效果：本发明结构简单，使用方便，能通过井渠联合灌排措施进行土壤淋洗，能将地下水进行汇集可有效防止因含盐量较高的地下水位而导致的二次返盐；能有效改良滨海滩涂盐渍化土壤。
附图说明
图1是本发明一种井渠结合的滨海盐碱地改良方法的平面布置图；
图2是图1中地下水控制系统的浅水辐射井结构示意图；
图中：1为格田、2为灌溉渠、3为排水暗管、4为浅水辐射井、5为抽水泵、6为控制室、7为田埂、8为排水口、9为交通道、201为滤水管；202为浮块；202为进水管；204为罩壳；205为排水管；206为护栏；207为出水管、208为控制装置。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1-2所示，一种井渠结合的盐碱地改良系统，包括格田、田埂、交通道、灌溉渠、地下水控制系统和控制室，格田通过田埂分隔，灌溉渠位于格田两侧，交通道设在灌溉渠侧边；地下水控制系统包括排水暗管、浅水辐射井和抽水泵，浅水辐射井按照井的控制范在需改良区域安排布置在格田内，排水暗管埋设在格田下，出水口设置在浅水辐射井中，抽水泵安装在浅水辐射井中，抽水泵出水口伸入灌溉渠内；控制室包括控制箱和显示器，控制室设置在格田交通道上且控制室与抽水泵控制开关相接；排水暗管为PVC材质管道，铺设间距为10-20m，铺设深度为0.7m、1.0m间隔布置；浅水辐射井内还设有滤水管、进水管、浮块、控制装置、罩壳、排水管和出水管；滤水管设在浅水辐射井井壁和井底，罩壳设在井壁上部，抽水泵设在罩壳内，进水管一端与抽水泵进水口相接，另一端伸入井底，出水管一端伸入灌溉渠，另一端通过排水管与抽水泵出水口相接，控制装置设在进水管道上，且控制装置与控制室相接，浮块设在井内液面上，且浮块与控制装置相接；浅水辐射井井口设有护栏；格田靠近灌溉渠一侧的田埂上设有排水口，溉渠为灌排两用渠，采用3面衬砌防渗。
本发明井渠结合的盐碱地改良系统，利用田埂将带改良的盐碱地分割成格田，格田间结合灌溉渠布置浅水辐射井，在进行灌溉洗盐时，先通过地下水控制系统将格田的高盐地下水降低至一定深度，再通过灌溉渠将水引入格田中形成一定水层，水分由土壤表层渗入到格田中，并溶解土壤中的盐分，再经由暗管排出，汇集到到灌溉渠中，排出格田区；地下水控制系统通过浅水辐射井及排水暗管，有效的防止了含盐量较高的地下水将盐分带入表层土壤中。本发明结构简单，使用方便，能通过井渠联合灌排措施进行土壤淋洗，能将地下水进行汇集可有效防止因含盐量较高的地下水位而导致的二次返盐；能有效改良滨海滩涂盐渍化土壤。
上述井渠结合的盐碱地改良系统的改良方法，包括以下步骤：
(1)格田处理：对要进行改良的盐碱地进行土地平整，利用田埂将待改良地块分隔成格田，格田靠近排水沟一侧开设排水口，格田大小根据地形、机械操作及改良后耕种的需求而定；每隔10-20m，深度在0.7m、1.0m间隔铺设排水暗管，暗管出水口设置在浅水井中；根据地形和实际需求修建灌溉渠；在整个改良区域结合格田和灌排系统，开挖控制地下水位的浅水辐射井系统；
(2)洗盐在洗盐过程中，有如下两种情景：
A，地下水含盐量不高，可以用于初步洗盐的，直接将井中积水引入格田中不足的利用灌溉水补充；此时排水暗管设置0.7m埋深，用于排除格田中溶解了土壤盐分的渗水；改良过程中，当井中积水盐分浓度达到设计值时，停止浅水井对格田的供水，并将井中积水开始排到排水沟中，直至井中积水盐分浓度满足浸洗要求；
B，地下水含盐量较高，不能用于初步洗盐的，先将井中积蓄的地下水排除至排水沟中，降低地下水位，待地下水位降低到设计值时，再通过灌溉渠道引入灌溉水；此时格田排水暗管设置两层即0.7m和1.0m埋深，0.7m埋深用于排除格田溶解土壤盐分的渗水，1.0m用于排泄高盐地下水，通过两层间隔0.3m的将下层高盐地下水与地表土壤进行有效隔离；
(3)在整个盐碱改良过程及改良结束后的防治中，地下水控制系统中水泵一直自动运行，当水位到达设计高度时，浮块触发开关开启水泵，将水位降低，当水泵运行到设计时长后关闭水泵，等待下次开启。
步骤(2)中：在格田灌水时皆在格田表层形成2-3cm水层，并维持3-5h，再停止供水，待格田水层渗完，暗管无明显出水，进行下一轮的灌溉浸洗。
步骤(2)中：当格田田面无明显积水，排水暗管没有水流出时，重复A操作，直至格田中盐分含量满足耕作要求，改良结束。
当降雨量比较大时还可以通过排水口对格田中水位进行控制。
由于格田除了暗管排水外就只有一个排水口，且在改良过程中，排水口关闭，因此水分除了蒸发就只有下渗，此方法对于水分的利用率较高；当降雨量比较大时还可以通过排水口对格田中水位进行控制，使格田具有一定的蓄水能力；土地改良结束后，格田种值作物时，浅水辐射井及排水暗管还可继续控制地下水位，防止含盐量较高的地下水对改良结束的土壤造成二次返盐现象。
以上仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以对各设施位置进行调整，这些调整也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种井渠结合的盐碱地改良系统，其特征在于：包括格田、田埂、交通道、灌溉渠、地下水控制系统和控制室，格田通过田埂分隔，灌溉渠位于格田两侧，交通道设在灌溉渠侧边；地下水控制系统包括排水暗管、浅水辐射井和抽水泵，浅水辐射井按照井的控制范围在需改良区域安排布置在格田内，排水暗管埋设在格田下，出水口设置在浅水辐射井中，抽水泵安装在浅水辐射井中，抽水泵出水口伸入灌溉渠内；控制室包括控制箱和显示器，控制室设置在格田交通道上且控制室与抽水泵控制开关相接；
所述浅水辐射井内还设有滤水管、进水管、浮块、控制装置、罩壳、排水管和出水管；滤水管设在浅水辐射井井壁和井底，罩壳设在井壁上部，抽水泵设在罩壳内，进水管一端与抽水泵进水口相接，另一端伸入井底，出水管一端伸入灌溉渠，另一端通过排水管与抽水泵出水口相接，控制装置设在进水管道上，且控制装置与控制室相接，浮块设在井内液面上，且浮块与控制装置相接。
2.根据权利要求1所述的井渠结合的盐碱地改良系统，其特征在于：所述排水暗管为PVC材质管道，铺设间距为10-20m，暗管设置两层，即0.7m和1.0m埋深。
3.根据权利要求1所述的井渠结合的盐碱地改良系统，其特征在于：所述浅水辐射井井口设有护栏。
4.根据权利要求1所述的井渠结合的盐碱地改良系统，其特征在于：所述格田靠近灌溉渠一侧的田埂上设有排水口，灌溉渠为灌排两用渠，采用3面衬砌防渗。
5.实施如权利要求1-4任一项所述一种井渠结合的盐碱地改良系统的改良方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)格田处理：对要进行改良的盐碱地进行土地平整，利用田埂将待改良地块分隔成格田，格田靠近排水沟一侧开设排水口，格田大小根据地形、机械操作及改良后耕种的需求而定；每隔10-20m，分别在深度为0.7m、1.0m各铺设一层排水暗管，暗管出水口设置在浅水辐射井中；根据地形和实际需求修建灌溉渠；在整个改良区域结合格田和灌排系统，开挖控制地下水位的浅水辐射井系统；
(2)在洗盐过程中，有如下两种情景：
A，地下水含盐量不高，可以用于初步洗盐的，直接将井中积水引入格田中，不足的利用灌溉水补充；此时排水暗管设置0.7m埋深，用于排除格田中溶解了土壤盐分的渗水；改良过程中，当井中积水盐分浓度达到设计值时，停止浅水辐射井对格田的供水，并将井中积水开始排到排水沟中，直至井中积水盐分浓度满足浸洗要求；
B，地下水含盐量较高，不能用于初步洗盐的，先将井中积蓄的地下水排除至排水沟中，降低地下水位，待地下水位降低到设计值时，再通过灌溉渠引入灌溉水；此时格田排水暗管设置两层即0.7m和1.0m埋深，0.7m埋深用于排除格田溶解土壤盐分的渗水，1.0m用于排泄高盐地下水，通过两层间隔0.3m的将下层高盐地下水与地表土壤进行有效隔离；
(3)在整个盐碱改良过程及改良结束后的防治中，地下水控制系统中水泵一直自动运行，当水位到达设计高度时，浮块触发开关开启抽水泵，将水位降低，当抽水泵运行到设计时长后关闭抽水泵，等待下次开启。
6.根据权利要求5所述的井渠结合的盐碱地改良系统的改良方法，其特征在于：所述步骤(2)中：在格田灌水时皆在格田表层形成2-3cm水层，并维持3-5h，再停止供水，待格田水层渗完，暗管无明显出水，进行下一轮的灌溉浸洗。
7.根据权利要求5所述的井渠结合的盐碱地改良系统的改良方法，其特征在于：所述步骤(2)中：当格田田面无明显积水，排水暗管没有水流出时，重复A操作，直至格田中盐分含量满足耕作要求，改良结束。
8.根据权利要求5所述的井渠结合的盐碱地改良系统的改良方法，其特征在于：当降雨量比较大时通过排水口对格田中水位进行控制。
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