CN109041623A - 一种盐碱地综合治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种盐碱地综合治理方法,解决现有技术中所存在的灌排工程量大,投入成本高,改良效果不持续;洗盐排水消耗过多水资源,不利于节水;易导致区域地下水位下降,不利于作物生长;排走的盐碱水对下游水源易造成污染,不利于生态环境健康持续发展等问题。该方法包含以下步骤:1)表土剥离,将治理区域盐碱地表层的盐碱土剥离待用;2)配沙压盐,将盐碱土与沙混合均匀后回填至治理区域盐碱地表面,并平整作为土壤耕作层;坡降比不超过5‰;3)排碱工程,在步骤2)平整后的治理区域盐碱地上开挖排碱沟,使排碱沟连成体系,呈网状分布;4)蓄水工程,在治理区域盐碱地内地势低处开挖蓄水沟,使蓄水沟连成体系,呈网状分布。

Description

一种盐碱地综合治理方法
技术领域
本发明属于土地整治工程领域,具体涉及一种盐碱地综合治理方法。
背景技术
盐碱地是指土壤里所含的盐分影响到植物的正常生长,甚至可造成植物死亡的一种盐类集积的土地类型。当植物吸收较多盐分时,会改变细胞膜的结构和功能,最终会造成植物死亡;再者土壤中的盐分提高了土壤的渗透压,给植物根的吸收作用造成了阻力,使植物吸水发生困难,进而出现细胞脱水、植株萎蔫,最终导致植物死亡。
土壤盐碱化不但是涉及农业、土地、水资源的综合问题,也是典型的生态环境问题。土壤盐渍化或盐碱化对农业、环境和社会经济方面影响主要表现在:制约了土地的农业利用;次生盐渍化导致了耕地的缩减;影响作物的产量;影响作物适种性和品质;影响畜牧业和林业;影响环境质量等。据联合国教科文组织和粮农组织的不完全统计,全世界盐渍土面积约近10亿hm2,而我国盐碱地面积约为3.5×107hm2,是一个巨大的土地资源,开发利用潜力很大。
当前,国内外盐碱地的综合治理包括物理、水利、化学和生物改良等多种技术和方法。其中水利改良基本沿用了“淡水压盐、排水洗盐”的模式,通过建立健全的灌排系统,蓄淡压盐、灌水洗盐、排掉碱水,并将地下水位控制在临界深度以下,达到土壤脱盐和防止次生盐渍化的目的。但“以排为主”的做法使区域得到治理的同时,存在不少问题:1、灌排工程量大,投入成本、运行成本和维修养护费用高,改良效果不持续;2、洗盐排水消耗过多水资源,不利于节水;3、区域地下水位下降,气候趋于干旱,不利于作物生长;4、排走的盐碱水对下游水源造成污染,不利于生态环境健康持续发展。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中所存在的灌排工程量大,投入成本高,改良效果不持续;洗盐排水消耗过多水资源,不利于节水;易导致区域地下水位下降,不利于作物生长;排走的盐碱水对下游水源易造成污染,不利于生态环境健康持续发展等不足之处,而提供一种盐碱地综合治理方法,以有效改善土壤盐渍化,确保耕地资源的可持续利用。
为实现上述目的,本发明所提供的技术解决方案是:
一种盐碱地综合治理方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:
步骤1)表土剥离
将治理区域盐碱地表层的盐碱土剥离待用;
步骤2)配沙压盐
将所述盐碱土与沙混合均匀后回填至所述治理区域盐碱地的表层,并平整为土壤耕作层;坡降比不超过5‰;
步骤3)排碱工程
在步骤2)平整后的治理区域盐碱地上开挖排碱沟,使排碱沟连成体系,呈网状分布;
步骤4)蓄水工程
在治理区域盐碱地内地势较低处开挖蓄水沟,使蓄水沟连成体系,呈网状分布。
进一步地,所述步骤1)中的表土剥离是将治理区域盐碱地表层20~30cm的盐碱土剥离;所述步骤2)中盐碱土与沙混合均匀是将盐碱土与沙按质量比2:1混合均匀,回填平整为28~30cm厚度的土壤耕作层,土壤耕作层的厚度优选30cm。
进一步地,所述步骤3)中排碱沟的末级排碱沟深度根据地下水位临界深度确定;因一般粘质土壤地下水临界深度为1.0~1.2m,所以在粘质土壤地区,排碱沟的农沟沟深为1.7~2.4m;因粉砂壤地下水临界深度为2.0~2.4m,所以在粉砂土壤地区,排碱沟的农沟沟深则为2.5~3.0m。
进一步地,所述步骤3)中的排碱沟包括干沟、支沟、斗沟和农沟;其中,农沟间距为农沟沟深的120~140倍;所述支沟在地势较低处垂直于农沟开挖;所述干沟随地势由高到低与各支沟汇合;所述排碱沟的沟道断面为倒梯形,其沟底宽和沟底高程按排渍设计流量确定,按排涝设计流量校核。
进一步地,所述步骤4)中的蓄水沟包括农沟、斗沟、支沟和干沟;
其中,蓄水沟的农沟:沟深2m,沟底宽2m,沟顶宽8m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/2000;
蓄水沟的斗沟:沟深2.1m,沟底宽2.5m,沟顶宽8.8m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/2000;
蓄水沟的支沟:沟深2.1m,沟底宽3.0m,沟顶宽9.3m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/3000;
蓄水沟的干沟:沟深2.2m,沟底宽4.0m,沟顶宽10.6m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/4000;
其中,蓄水沟的农沟间距D(即蓄水沟单侧的脱盐范围)与沟深H成线性关系,
D=aH
而系数a根据治理区域土壤状况取值:在粘质土壤地区沟深为1~2m时,蓄水沟单侧的脱盐范围约为沟深的60~100倍,则a=60~100;在粉砂土壤地区沟深为2.2~3.7m时,蓄水沟单侧的脱盐范围约为沟深的100~120倍,则a=100~120。
进一步地,为了解决蓄水沟水量过多的问题,所述步骤3)排碱工程的干沟与步骤4)蓄水工程的干沟相连,且中间设置有隔挡墙;当蓄水沟中水量过多时,多余的水越过隔挡墙进入排碱沟排除,可带走部分盐分。
进一步地,为了提高排盐效果,所述步骤4)的蓄水沟内种植有吸盐植物。
进一步地,隔挡墙的高度为1.7m,高度适中;吸盐植物为芦苇,成活率高,利于种植。
进一步地,为了控制水土流失,起到防风固沙的作用,还包括步骤5)农田林网,即沿治理区域盐碱地中修筑的田间道路方向栽种植物。
进一步地,田间道路两侧均栽种植物,两侧植物间行距为1m,每侧植物间株距为2m,两侧植物交错分布,即梅花桩式排布。
采用本发明的治理方法,成本低,效果持续,可降低盐碱地区地下水位、耕作层盐分含量以及地表蒸发,有效控制和阻碍土壤盐碱化,增加土地利用率,同时也极大改善了区域生态环境。本发明综合治理方法的有益效果主要包括:
1.通过平整土地使水分均匀下渗,防止土壤斑状盐渍化;进而通过拌沙来改变土壤耕作层的质地,切断土壤毛细管,降低毛管水上升高度,从而隔断高矿化度地下水因蒸发作用向地表迁移的路径,有效控制土壤返盐,达到压盐降盐的目的。
2.通过蓄水减少了田间的排水量,同时也减少了灌溉用水量,节约了水资源和工程成本;且不再经常向区域外排水,从而减少了污染物排放到下游水体,减小对下游造成生态破坏的可能性。
3.蓄水工程修建后,区域水蓄在蓄水网系中,田间土壤湿度较高,不容易发生土壤板结,利于作物生长;且当蓄水网系中蓄水时,水体与相邻土壤之间发生盐分运移,土壤盐分随水冲洗到蓄水沟中,当蒸发量较高时,蓄水网系中水分蒸发,水面降低,盐分下移,到达土地耕作层以下,长此以往,地表的盐分就被迁移到土地耕作层以下,减少对作物的危害。
4.在蓄水沟中种植的吸盐植物芦苇可以吸收一部分盐分,具有生物排盐的效果。
5.排碱工程的干沟与蓄水工程的干沟相连接后,可有效解决蓄水沟网水量过多的问题。当蓄水沟网水量过大时,多余的水越过隔挡墙进入排碱沟排除,并可带走部分盐分。
6.农田林网的修建不仅可以有效地控制水土流失,起到防风固沙的作用,还可以减少地面蒸发,从而减少地下盐分上移。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述:
一种盐碱地综合治理方法,包括以下步骤:
步骤1)表土剥离;
在土地平整之前,先将治理区域盐碱地表层20~30cm厚度的盐碱土剥离保留待用;
步骤2)配沙压盐
将步骤1)剥离的盐碱土与沙按质量比2:1混合均匀后作为土壤耕作层回填至平整后的治理区域盐碱地表面,并进行机械平整,构建28~30cm土壤耕作层;
经过步骤1)和步骤2)后该治理区域的坡降比不得超过5‰;
步骤3)排碱工程
在步骤2)平整后的治理区域盐碱地上整体开挖排碱沟,使排碱沟连成体系,呈网状分布;
排碱沟包括干沟、支沟、斗沟和农沟(排碱沟系一般可分为干、支、斗、农四级固定沟道,但由于排碱面积和地形的变化,固定沟道的分级数目应因地制宜,可以多于四级,也可以少于四级);其中,作为末级排碱沟的农沟沟深根据地下水位临界深度确定,因一般粘质土壤地下水临界深度为1.0~1.2m,所以在粘质土壤地区,排碱沟的农沟沟深为1.7~2.4m;因粉砂壤地下水临界深度为2.0~2.4m,所以在粉砂土壤地区,排碱沟的农沟沟深则为2.5~3.0m;而农沟间距为农沟沟深的120~140倍。支沟在地势低处垂直于农沟开挖,干沟则随地势由高到低与各支沟汇合。
排碱沟的沟道断面为倒梯形,其沟底宽和沟底高程按排渍设计流量确定,再用排涝设计流量校核底宽和水深,直到满足要求:
(1)确定底宽b日常,水深h日常,H日常
根据排渍流量(日常设计流量)先通过水力计算确定过水断面的底宽b日常,水深h日常,然后据此按下式确定沟底高程H
H=H日常-h日常
式中,H为设计断面的沟底高程;H日常为设计断面的日常水位;h日常为设计断面的日常水深;
(2)确定排出排涝设计流量时需要的底宽b和水深h
先以排涝设计水位和沟底高程之差作为排涝水深,以b日常作为排涝时的沟底宽度,计算所能通过的流量Q与排涝设计流量Q以及相应沟道流速V与允许不冲流速V不冲的关系,如果:
①Q≥Q,V≤V不冲,则满足要求,断面的设计底宽b=b日常,断面的排涝设计水深h根据排涝设计流量Q和沟底宽度b可以计算出来。
②Q<Q,V>V不冲,则不满足要求。这时,先以排涝设计水位和沟底高程之差作为排涝水深h,根据排涝设计流量Q和h计算沟底宽度b,然后再根据b和h计算并校核沟道流速,如果沟道流速不大于V不冲,则满足要求,如果沟道流速大于V不冲,就要减小沟道比降,重新计算。
步骤4)蓄水工程
根据地形,仅在治理区域盐碱地内地势较低处设置蓄水沟(便于水流入蓄水沟),使蓄水沟连成体系,呈网状分布,且在蓄水沟内种植芦苇。
蓄水沟包括农沟、斗沟、支沟和干沟;
其中,蓄水沟的农沟:沟深2m,沟底宽2m,沟顶宽8m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/2000;
蓄水沟的斗沟:沟深2.1m,沟底宽2.5m,沟顶宽8.8m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/2000;
蓄水沟的支沟:沟深2.1m,沟底宽3.0m,沟顶宽9.3m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/3000;
蓄水沟的干沟:沟深2.2m,沟底宽4.0m,沟顶宽10.6m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/4000;
其中,蓄水沟的农沟间距D(即蓄水沟单侧的脱盐范围)与沟深H成线性关系,
D=aH
而系数a根据治理区域土壤状况取值:在粘质土壤地区沟深为1~2m时,蓄水沟单侧的脱盐范围约为沟深的60~100倍,则a=60~100;在粉砂土壤地区沟深为2.2~3.7m时,蓄水沟单侧的脱盐范围约为沟深的100~120倍,则a=100~120。
上述蓄水工程的干沟与排碱工程的干沟之间相连,且中间设置有1.7m隔挡墙;当蓄水沟中水量过多时,多余的水越过隔挡墙进入排碱沟排除,并可带走部分盐分;但正常情况下,日常水是在蓄水沟内的。
步骤5)农田林网
沿治理区域盐碱地的田间道路方向,两侧均栽种植物,两侧植物间行距为1m,每侧植物间株距为2m,两侧植物交错分布,即梅花桩式排布。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盐碱地综合治理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1)表土剥离
将治理区域盐碱地表层的盐碱土剥离待用;
步骤2)配沙压盐
将所述盐碱土与沙混合均匀后回填至所述治理区域盐碱地的表层,并平整为土壤耕作层;坡降比不超过5‰;
步骤3)排碱工程
在步骤2)平整后的治理区域盐碱地上设置排碱沟,使排碱沟连成体系,呈网状分布;
步骤4)蓄水工程
在治理区域盐碱地内地势低处设置蓄水沟,使蓄水沟连成体系,呈网状分布。
2.根据权利要求1所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述步骤1)中的表土剥离是将治理区域盐碱地表层20~30cm的盐碱土剥离;
所述步骤2)中盐碱土与沙混合均匀是将盐碱土与沙按质量比2:1混合均匀,回填平整为28~30cm厚度的土壤耕作层。
3.根据权利要求1或2所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述步骤3)中排碱沟的末级排碱沟深度根据地下水位临界深度确定;
在粘质土壤地区,末级排碱沟的沟深为1.7~2.4m;
在粉砂土壤地区,末级排碱沟的沟深为2.5~3.0m。
4.根据权利要求3所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述步骤3)中的排碱沟包括干沟、支沟、斗沟和农沟;
其中,农沟间距为农沟沟深的120~140倍;所述支沟在地势低处垂直于农沟开挖;所述干沟随地势由高到低与各支沟汇合;
所述排碱沟的沟道断面为倒梯形,其沟底宽和沟底高程按排渍设计流量确定。
5.根据权利要求4所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述步骤4)中的蓄水沟包括农沟、斗沟、支沟和干沟;
其中,蓄水沟的农沟:沟深2m,沟底宽2m,沟顶宽8m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/2000;
蓄水沟的斗沟:沟深2.1m,沟底宽2.5m,沟顶宽8.8m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/2000;
蓄水沟的支沟:沟深2.1m,沟底宽3.0m,沟顶宽9.3m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/3000;
蓄水沟的干沟:沟深2.2m,沟底宽4.0m,沟顶宽10.6m,边坡系数1:1.5,沟底纵坡1/4000;
其中,蓄水沟的农沟间距D与沟深H成线性关系,
D=aH
a根据治理区域土壤状况取值:
在粘质土壤地区沟深为1~2m时,蓄水沟单侧的脱盐范围为沟深的60~100倍,则a=60~100;在粉砂土壤地区沟深为2.2~3.7m时,蓄水沟单侧的脱盐范围为沟深的100~120倍,则a=100~120。
6.根据权利要求5所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述步骤3)排碱工程的干沟与步骤4)蓄水工程的干沟相连,且中间设置有隔挡墙。
7.根据权利要求6所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述步骤4)的蓄水沟内种植有吸盐植物。
8.根据权利要求7所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
隔挡墙的高度为1.7m;吸盐植物为芦苇。
9.根据权利要求8所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述步骤4)之后还具有步骤5)农田林网
沿治理区域盐碱地中修筑田间道路的方向栽种植物。
10.根据权利要求9所述的盐碱地综合治理方法,其特征在于:
所述田间道路两侧均栽种植物,两侧植物间行距为1m,每侧植物间株距为2m,两侧植物交错分布。
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