CN111903269B - 一种用于盐碱地改良的排水脱盐系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盐碱地改良的排水脱盐系统，包括水平排水排盐体、竖向排水排盐体以及排水沟,所述水平排水排盐体由依次连接的空心毛竹段构成，所述空心毛竹段内填充有棉花秸秆段，所述棉花秸秆段与用土工布包裹；所述竖向排水排盐体为空心毛竹件，所述空心毛竹件内填充有碳化棉花秸秆颗粒，所述碳化棉花秸秆颗粒也用土工布包裹。本发明能够对盐碱地快速洗盐排盐、不会对土地表面造成损，能够改善对上层土壤的脱盐效果，而且不需大面积开挖施工，不仅适用于新吹填的盐碱土的脱盐改良，也可用于旧的盐碱地改良。

Description

一种用于盐碱地改良的排水脱盐系统

技术领域

本发明涉及一种用于盐碱地改良的排水脱盐系统，属于盐碱地改良与治理技术领域。

背景技术

根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，中国为9913万公顷。盐碱地资源化利用主要障碍是盐分含量高、有机质养分含量低，区域生态环境脆弱，农业经济效益低下。随着人口、资源、环境重重压力下，盐碱地作为后备土地资源，其改良问题成为关键。

目前，对于盐碱地的修复和改良，物理修复是常用的措施和手段之一。物理修复就是运用水盐运动原理，针对地表、土体、地下的水流运动，采取水利工程措施，将灌概洗盐和排水排盐排碱相结合，降低盐分。

常用的洗盐排盐方式，主要有明沟和暗管两种。明沟排盐是通过在大田中每隔一定距离挖取一定深度的沟渠来排出土体盐分，达到改良盐碱地的目的。显然，明沟会对土地表面造成损失，从而降低土地利用率。为了让大水洗盐后尽快排出盐分，有专家提出暗管排水排盐的方式，暗管排盐遵循“盐随水来、盐随水去”的水盐运移规律，将充分溶解了土壤盐分而渗入地下的水体通过管道排走，实践证明，暗管排水排盐是快速改良盐渍土的一项有效措施，可以使盐分快速排出土体，从而达到有效降低土壤含盐量的目的。暗管埋设于地下，与明沟相比，对土体表面造成损失很小，但是暗管排盐仍然存在以下不足：

1）依靠水的自然流动进行排水排盐，见效比较慢。

2）排水排盐暗管的布设与安装往往需要预先埋设，故多适用于新吹填的盐碱土的脱盐改良。若要用于旧的盐碱地，需要大面积开挖施工，成本非常高。

3）暗管只是控制了地下水反盐，没有对上层土壤的脱盐起到长期、稳定的维持与改善。

4）暗管材质多采用塑料或PVC材质，塑料或PVC材质降解速度很慢，其含有的增塑剂和重金属等也会造成土壤污染。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种能够对盐碱地快速洗盐排盐、不会对土地表面造成损失的排水排盐系统，该系统克服了现有技术中暗管排水排盐系统的缺点，不需大面积开挖施工，不仅适用于新吹填的盐碱土的脱盐改良，也可用于旧的盐碱地改良。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种用于盐碱地改良的排水脱盐系统，包括设置在盐碱地表层内部的水平排水排盐体、插入盐碱地内的竖向排水排盐体以及设置在盐碱地的四周边缘的排水沟，所述水平排水排盐体、竖向排水排盐体按预设间距布置于盐碱地中；所述水平排水排盐体由依次连接的空心毛竹段构成，所述空心毛竹段的表面钻设有若干孔洞，所述空心毛竹段内填充有棉花秸秆段，所述棉花秸秆段用土工布包裹，所述水平排水排盐体的两端均从盐碱地内伸出至排水沟；所述竖向排水排盐体为整根毛竹制成的空心毛竹件，所述空心毛竹件的表面钻设有若干孔洞，所述空心毛竹件内填充有碳化棉花秸秆颗粒，所述碳化棉花秸秆颗粒用土工布包裹，所述碳化棉花秸秆颗粒由棉花秸秆段碳化后制成。

本发明中所述排水沟分布在排水排盐系统的四周，一方面能够收集竖向、水平排水排盐体排出的含盐水分，另一方面是可当作工作井，用于通过顶管施工方法对水平排水排盐体进行施工，即用液压千斤顶将里面填充了棉花秸秆段的空心毛竹段一段一段横向打入盐碱地的土体中，空心毛竹段之间的衔接也在工作井内操作完成。

相比现有技术，本发明具有以下优点：

1）本发明中竖向排水排盐体采用了空心毛竹件+碳化棉花秸秆颗粒，排水效果快，而其内部填充的碳化棉花秸秆颗粒，吸附作用非常强，故相比单纯依靠水的自然流动进行排水排盐，碳化棉花秸秆颗粒吸附盐分排水排盐效率高、见效快，从而达到对盐碱地快速洗盐排盐的目的。

2）本发明中的竖向排水排盐体，可从盐碱地表面直接打入土体中，或用套管打入土体中；而水平排水排盐体也可在排水沟里通过顶管施工法分段将其横向打入土体中，因此本发明在实施时，不需要大面积开挖施工，这样不仅适用于新吹填的盐碱土的脱盐改良，也可用于旧的盐碱地改良，比传统的暗管排水排盐体系适用面更为广阔。

3）本发明的竖向排水排盐体插入到盐碱土体内可方便深层排盐。竖向排水排盐体又可向上延伸露在土表中，因此对上层土壤的脱盐也有较好的效果，克服了现有技术中暗管排盐不能对上层土壤有效脱盐的缺陷。

4）水平排水排盐体内的空心打孔毛竹里面装有耐腐蚀性高的棉花秸秆段，可将吸附的盐分和水分快速输送到排水沟内，起到减缓地下毛细水返盐的作用，提高排水脱盐的效果。

5）本发明系统不但性能好而且成本也低。毛竹具有较高强度，可直接打入盐碱地土体，施工效率高；棉花秸秆在耐腐蚀性方面要远远高于其他常见的稻秸秆和麦秸秆等。另外，毛竹和棉花秸秆都属于可再生的农作物，尤其棉花秸秆属于可再生的废弃农作物，价格低廉。

6）本发明系统采用的毛竹和棉花秸秆，都是可再生的农作物，均是绿色、环保天然材料，有机且环境友好；而且碳化棉花秸秆颗粒和毛竹均可循环再利用，不会对地下土体、水体造成污染，从而适应可持续发展理念。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例的平面示意图。

图2是本发明实施例的横截面示意图。

图3是水平排水排盐体的三维示意图。

图4是水平排水排盐体的侧视示意图。

图5是竖向排水排盐体的示意图。

附图标记：1、盐碱地；2、竖向排水排盐体；3、水平排水排盐体；4、排水沟；5、千斤顶；6、连接件；7、空心毛竹段；8、土工布；9、棉花秸秆段；10、空心毛竹件；11、碳化棉花秸秆颗粒。

具体实施方式

实施例

本实施的用于盐碱地改良的排水排盐系统，如图1和图2所示，包括设置在盐碱地1表层内部的水平排水排盐体3、插入盐碱地1内的竖向排水排盐体2以及设置在盐碱地1的四周边缘的排水沟4，所述水平排水排盐体3、竖向排水排盐体2均有多个，按预设间距均匀布置在盐碱地1中。本实施例依据要改良处理的盐碱地1的面积，将其划分成几个方形或矩形区域，随后以区域为单位分别进行脱盐改良，每个区域在边缘处布设四条排水沟4，正好围住待改良的盐碱地。

如图3和图4所示，所述水平排水排盐体3由依次通过连接件6连接的空心毛竹段7构成，所述空心毛竹段7的全身打满孔洞，所述空心毛竹段7内填充有棉花秸秆段，所述棉花秸秆段9通过土工布8包裹，土工布8起到透水挡泥的作用，棉花秸秆段9可减缓地下毛细水返盐作用。本实例连接件6优选采用柔性环状连接件，比如橡胶环等将两段空心毛竹段7套接在一起，等等。

本实施例中水平排水排盐体由统一规格的空心毛竹段7+棉花秸秆段9+土工布8+连接件6构成。空心毛竹段7可由天然空心毛竹切段制成标准件：直径统一、长度统一为2米，全身打满孔洞，可沿长度方向每隔10-20cm打一直孔洞，沿圆周方向每隔5-10cm间距打一孔洞。所述孔洞的直径优选为4-6毫米。所述棉花秸秆段由天然棉花秸秆切碎或粉碎而成，长度为2-4cm，装入2米长的空心毛竹标准件中。空心毛竹段7中的土工布8采用透水挡泥土的无纺土工布，最好做成布袋形状，内衬于毛竹壁，用于包裹棉花秸秆段9。

本实施例中排水沟4的尺寸根据排水的要求及水平排水排盐体的施工空间要求而确定。在排水沟4中通过液压千斤顶5采用顶管施工方法，将空心毛竹段7一段一段地横向打入土体中，在分段打入土体的过程中，通过柔性环形连接件6，将空心毛竹段7一段一段连接成所需的长度。具体实施方法为：先将第一段空心毛竹段7横向打入土中，后通过连接件6将第一段和第二段空心毛竹段7连接，后横向打入第二段空心毛竹段7，后连接第三段，横向打入第三段，……，直到达到水平排水排盐体3的长度要求，即所述水平排水排盐体的两端均从盐碱地内伸出至排水沟。

如图5所示，所述竖向排水排盐体2由整根毛竹制成的空心毛竹件10构成（空心毛竹件10的长度可根据设计要求选定，实践表明，单根毛竹的长度可以满足竖向排水排盐的长度要求），所述空心毛竹件10的全身打满孔洞，孔洞直径为4-6毫米，所述空心毛竹件10内填充有碳化棉花秸秆颗粒11，所述碳化棉花秸秆颗粒11由土工布8包裹，碳化棉花秸秆颗粒11由碳化后的棉花秸秆段制成。制作空心毛竹件时，可直接采用整根毛竹即可，也可去掉竹梢和叶子等，并不需要其他复杂的工艺。

所述水平排水排盐体3的两端均从盐碱地1内伸出至排水沟4处，所述竖向排水排盐体2靠近水平排水排盐体3，最好能够搭接，方便竖向排水排盐体2的盐分快速排出。竖向排水排盐体2在施工时，当盐碱土强度不高且土质不硬时，可用轻型打桩设备直接打入土中，若直接打入有困难时，可采用套管施工。

在排水排盐过程中，当空心毛竹件10中的碳化棉花秸秆颗粒11饱和失效后，可以将空心毛竹件10拔出，并及时就地更换毛竹。再将拔出的毛竹中的碳化棉花秸秆颗粒倒入附近的集水井中，第一次可用淡水泡之，后面用雨水慢慢泡之，从而将盐度饱和的碳化棉花秸秆颗粒的盐度稀释，从而让毛竹和碳化棉花秸秆颗粒可被循环利用。

本实施例还可以作进一步改进和优化如下：1）所述水平排水排盐体3纵横交错设置从而组合形成网架结构，所述竖向排水排盐体2靠近纵、横水平排水排盐体的相交处，这样可以提高洗盐排盐的效率。2）所述竖向排水排盐体2的顶部向上伸出盐碱地1，这样竖向排水排盐体2可露在土表中，对上层土壤的脱盐有较好的改善作用。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于盐碱地改良的排水脱盐系统，其特征在于：包括设置在盐碱地表层内部的水平排水排盐体、插入盐碱地内的竖向排水排盐体以及设置在盐碱地的四周边缘的排水沟，所述水平排水排盐体、竖向排水排盐体按预设间距布置于盐碱地中；

所述水平排水排盐体由依次连接的空心毛竹段构成，所述空心毛竹段的表面钻设有若干孔洞，所述空心毛竹段内填充有棉花秸秆段，所述棉花秸秆段用土工布包裹，所述水平排水排盐体的两端均从盐碱地内伸出至排水沟；

所述竖向排水排盐体为整根毛竹制成的空心毛竹件，所述空心毛竹件的表面钻设有若干孔洞，所述空心毛竹件内填充有碳化棉花秸秆颗粒，所述碳化棉花秸秆颗粒用土工布包裹，所述碳化棉花秸秆颗粒由棉花秸秆段碳化后制成；

所述竖向排水排盐体的下端低于所述水平排水排盐体；在实施时，所述竖向排水排盐体从盐碱地表面直接打入盐碱地中，或用套管打入盐碱地中；所述水平排水排盐体在排水沟里通过顶管施工法分段将其横向打入盐碱地中；

所述碳化棉花秸秆颗粒饱和失效后，将空心毛竹件拔出并进行更换；将饱和失效后的碳化棉花秸秆颗粒倒入集水井中，先用淡水浸泡，再用雨水浸泡，对饱和失效后的碳化棉花秸秆颗粒进行盐分稀释后循环利用。

2.根据权利要求1所述的用于盐碱地改良的排水脱盐系统，其特征在于：所述竖向排水排盐体的顶部向上伸出盐碱地。

3.根据权利要求1或2所述的用于盐碱地改良的排水脱盐系统，其特征在于：所述棉花秸秆段的长度为2-4厘米。

4.根据权利要求1或2所述的用于盐碱地改良的排水脱盐系统，其特征在于：相邻的空心毛竹段之间通过柔性环状连接件连接在一起。

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