CN114531988A - 一种改良盐碱地的脱盐结构及脱盐方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改良盐碱地的脱盐结构及排盐方法，包括基槽及排盐明沟；基槽的槽底挖设有多个排盐盲管沟，排盐盲管沟的两端与排盐明沟连通，排盐盲管沟内填充有石硝，石硝内沿埋设有排盐盲管；在基槽的槽底非排盐盲管沟的区域内由下到上依次铺设有排水板、土工网和土工布；在土工布和排盐盲沟上回填有原土层，原土层内安插有多个竖向设置的排水带，排水带下边缘延伸至原土层的底面，排水带的上边缘与原土层的表层留有距离。本发明所述的脱盐结构在保证洗盐、隔盐功能的同时，具有淋洗效率高、造价成本低、施工简单易行的优点。
Description
技术领域
本发明属于盐碱地治理技术领域，尤其是涉及一种用于改良盐碱地的脱盐结构及脱盐方法。
背景技术
盐碱土是地球上广泛分布的一种土壤类型，是在一定环境条件或人类活动影响下形成和发育的。盐碱土的成因可分为自然原因和人为原因，地下潜水位升高，矿化度增加、气候干旱、蒸发增强，导致表层土壤盐化或碱化过程增强，最终表现为土壤表层盐渍度或碱度加重的现象。盐碱土严重影响植物生长，当表层土壤含盐量达到1％时，会使农作物严重减产，绝大部分种子不能发芽。因此，改良、资源化利用盐碱地对于农业可持续发展和生态环境修复等都有着非常重要的意义。
针对盐碱地治理，近些年来已经总结出农业综合治理、生物治理、物理化学治理和改良剂治理四大方向。物理治理方法中的洗盐排盐措施在农田盐渍化治理、滨海生态修复等工作中应用广泛、效果持久，但传统方式施工复杂、排水效率低、成本逐年上升，未来应用会受到越来越多的限制。如利用传统石硝淋层洗盐排盐的方式，成效明显、效果持久，可以从根本上解决土壤的盐渍化问题。但是，该项技术需要大量的石硝原料，并且需要调用大型机械进场施工，对盐土的淋洗效率也比较低，严重限制了物理排盐、阻隔措施在盐碱地治理方面更大范围的推广和应用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种在保证洗盐、隔盐功能的同时，淋洗效率高、造价成本低、施工简单易行的用于改良盐碱地的脱盐结构及脱盐方法，以解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种改良盐碱地的脱盐结构，包括基槽及排盐明沟；所述基槽的槽底挖设有多个排盐盲管沟，所述排盐盲管沟的两端与所述排盐明沟连通，所述排盐盲管沟内填充有石硝，所述石硝填充至与所述基槽的槽底持平，所述石硝内沿所述排盐盲管沟长度方向上埋设有排盐盲管；在所述基槽的槽底非排盐盲管沟的区域内由下到上依次铺设有排水板、土工网和土工布；在所述土工布和所述排盐盲沟上回填有原土层，所述原土层内安插有多个竖向设置的排水带，所述排水带下边缘延伸至所述原土层的底面，所述排水带的上边缘与所述原土层的表层留有距离。
其中，排盐盲管沟用于汇集土壤中的淋洗液体，并输送给排盐明沟，排盐明沟出水口与外界水渠连接，可在排盐明沟的出水口处设置水闸；土工网具有刚性结构，起支撑固定土壤作用；土工布具有较为结实、紧密的结构，结合土工网可以防止土壤颗粒下沉阻塞排水板上的排水通道，保证排水效果；排水带和排水带在盐碱地治理中结合使用，排水带用于加速回填土内部排水，将水向下输送，排水板起到汇集导流的作用，加速向排盐盲管中排水。
进一步的，所述排水带呈带状，包括呈矩形的带体和分布于所述带体两个面上的栅格，所述排水带的横截面呈并联十字形；所述带体的面朝向所述排盐盲管沟。排水带可以作为土壤内部的垂直排水通道，加速将回填土内部的水分向下输送，大大缩短盐碱地排盐、排水时间。
进一步的，所述排水带的上边缘与所述原土层的表层的垂直距离为0.3～0.4m。排水带的上边缘与原土层的表层之间预留一定距离，可避免部分水沿着排水板直接运动到底部，而不能发挥浸润土壤洗盐脱盐的情况发生。
进一步的，所述排盐盲管沟的底部宽度为0.3～0.5m，深度为0.4～0.6m，排盐盲管沟优选为倒梯形，可更有效地将水汇集到排盐盲管沟中；所述排盐盲管的底部与所述排盐盲管沟的底面的垂直距离为5～8cm；所述排水带的高度为0.4～0.5m，宽度为0.3～0.4m。
进一步的，所述排盐盲管沟和所述排盐盲管均为两端低的坡降结构，优选控制坡降为3‰，能够保证顺利向排盐明沟排水；所述排盐盲管的两端由所述排盐盲管沟伸出，并伸入所述排盐明沟的长度为0.5～1.0m。
进一步的，多个排盐盲管沟之间等间距平行设置，相邻排盐盲管沟之间的间距为8～12m；所述排水带分布于所述土工布上方的原土层中，所述排水带的下边缘与所述土工布连接；相邻的排水带之间的间距为0.6～1m。
进一步的，所述排盐盲管直径为5～7cm，材质为UPVC；所述排水板的厚度为0.8～4cm，材质为HPDE。所述排水板设有多个用于导流的凸起立筋结构，排水板可快速有效导出水分、排除上层的灌溉水分和防止潜水位的上升，从而起到和石硝层一样的导水排水效果；所述排水带材质为PP。
进一步的，所述排盐明沟包括排盐毛沟、排盐支沟和排盐主沟，排盐毛沟、排盐支沟和排盐主沟的具体分布根据现场实际情况调整，实现水流由排盐盲管沟-排盐毛沟-排盐支沟-排盐主沟排出；所述排盐盲管沟的两端与所述排盐毛沟连通，所述排盐毛沟与所述排盐支沟连通，所述排盐支沟与所述排盐主沟连通；所述排盐毛沟宽0.8～1.2m，沟底比所述排盐盲管低0.2～0.3m；所述排盐支沟宽3～4m，沟底比所述排盐毛沟低0.2～0.5m；所述排盐主沟宽6～8m，沟底比所述排盐支沟低1～1.5m。
本发明还提供了一种改良盐碱地的脱盐方法，包括如下步骤：
(1)在待治理盐碱地内开挖排盐明沟(视治理区域面积大小，开挖排盐明沟，排盐明沟可根据现场现场情况，开完成排盐毛沟、排盐支沟、排盐主沟)和基槽；
(2)在基槽的槽底开挖多个排盐盲管沟，排盐盲管沟之间等间距平行分布，排盐盲管沟设置为两端低的坡降结构，排盐盲管沟的两端与排盐明沟连通；
(3)在排盐盲管沟内铺设一层石硝，再沿排盐盲管沟长度方向铺设排盐盲管，并保持与排盐盲管沟相同的坡降，再回填石硝至与基槽的槽底持平；
(4)在基槽的槽底非排盐盲管沟的区域内由下到上依次铺设排水板、土工网和土工布；
(5)将多个排水带竖向设置于基槽内，排水带的带体的面朝向排盐盲管沟，保持排水带不偏移，回填原土，回填后的原土层的表层与排水带的上边缘留有距离。
(6)放水洗盐，水分携带盐分向下运动，经由排水带汇集到排水板，流入排盐盲管沟后，经排盐明沟排出，完成盐碱地排水排盐。
进一步的，所述步骤(1)中，排盐明沟内栽植有景观植物，如芦苇，景观植物可以有效遮挡排盐明沟，承担一部分景观功能的同时还能减少降雨、水流对于排盐沟的冲刷，维持排盐沟结构稳定性；基槽的深度为0.8m；
所述步骤(2)中，排盐盲管沟的竖向截面为倒梯形，排盐盲管沟的底部宽0.3～0.5m，深度0.4～0.6m，坡降为3‰；多个排盐盲管沟之间等间距平行设置，相邻排盐盲管沟之间的间距为8～12m；
所述步骤(3)中，排盐盲管的底部与排盐盲管沟的底面的垂直距离为5～8cm，排盐盲管的两端由排盐盲管沟中伸出，并伸入排盐明沟的长度为0.5～1.0m；排盐盲管的坡降为3‰；排盐盲管的直径为5～7cm；
所述步骤(4)中，排水板设有多个用于导流的凸起的中空立筋结构，排水板厚度为0.8～4cm；
所述步骤(5)中，排水带的高度为0.4～0.5m，宽度为0.3～0.4m；排水带的上边缘与原土层的表层的垂直距离为0.3～0.4m；排水带均匀分布于土工布上方的原土层中，相邻的排水带之间的间距为0.6～1m。
相对于现有技术，本发明所述的改良盐碱地的脱盐结构及脱盐方法具有以下优势：
(1)本发明所述的脱盐结构通过排水带结合排水板的方式，可以加速降雨、灌溉水对于盐碱地土壤的淋洗过程，盐碱土中的水分先通过排水带快速汇集到底部的排水板层，再通过排水板汇集到排盐盲沟中，最后经排盐明沟排出，淋洗、排水、排盐效果好、效率高；
(2)本发明所述的脱盐结构及脱盐方法基于传统排盐工程基本原理，直接通过灌溉淋洗的方式快速改良盐碱地，采用排水带结合排水板的方式，由排水板替代石硝淋层的功能，将淋洗后的盐水输送到排盐盲管，排水带加速盐土内部的排水、洗盐进程，两种技术相结合不仅可以免除更换客土，还可以减少施工工序、降低工程成本，解决了传统大面积铺设石硝存在的成本高、需调用大型机械进场的问题，施工更简单，成本更低廉，更易于实现；
(3)本发明所述的脱盐结构中的排水板可以将下层原土盐碱离子和上层淋洗后的土壤分离，彻底阻断盐分向上返盐，具有良好的隔盐功能，可达到功能持久、效果稳定的盐碱地改良目标。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的脱盐结构的内部结构示意图；
图2为本发明实施例所述的排盐盲管沟的内部结构示意图；
图3为本发明实施例所述的排水带的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的脱盐结构的内部俯视布局示意图；
图5为本发明实施例所述的排盐明沟与排盐盲管沟的连接关系示意图。
附图标记说明：
1-基槽；2-排盐明沟；3-排盐毛沟；4-排盐支沟；5-排盐主沟；6-排盐盲管；7-排盐盲管沟；8-石硝；9-排水板；10-土工网；11-土工布；12-原土层；13-排水带；14-带体；15-栅格。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
改良盐碱地的脱盐结构，如图1到5所示：
包括基槽1及排盐明沟2；
其中，排盐明沟2内栽植有芦苇，排盐明沟可根据现场实际情况进行分布，可包括排盐毛沟3、排盐支沟4和排盐主沟5，排盐主沟5出水口连接外界水渠，出水口处设置水闸；排盐毛沟3与排盐支沟4连通，排盐支沟4与排盐主沟5连通；排盐毛沟3宽0.8～1.2m，沟底比排盐盲管6(见下文内容)低0.2～0.3m；排盐支沟4宽3～4m，沟底比排盐毛沟3低0.2～0.5m；排盐主沟5宽6～8m，沟底比排盐支沟4低1～1.5m；
基槽1深0.8m；
基槽1的槽底挖设有多个排盐盲管沟7，多个排盐盲管沟7之间等间距平行设置，相邻排盐盲管沟7之间的间距为8～12m，排盐盲管沟7的两端与排盐明沟2连通；排盐盲管沟7为倒梯形，排盐盲管沟7的底部宽度为0.3～0.5m，深度为0.4～0.6m；排盐盲管沟7内填充有石硝8，石硝8填充至与基槽1的槽底持平，石硝8内沿排盐盲管沟7长度方向上埋设有排盐盲管6，排盐盲管6直径为5～7cm，材质为UPVC；排盐盲管6的底部与排盐盲管沟7的底面的垂直距离为5～8cm，排盐盲管6的两端由排盐盲管沟7伸出，并伸入排盐明沟2的长度为0.5～1.0m；排盐盲管沟7和排盐盲管6均为两端低的坡降结构，坡降为3‰；
基槽1的槽底非排盐盲管沟7的区域内由下到上依次铺设有排水板9、土工网10和土工布11；排水板的厚度为0.8～4cm，材质为HPDE，排水板9设有多个用于导流的凸起立筋结构；
基槽1内在土工布111和排盐盲沟7上回填有原土层12，土工布11上方的原土层12内安插有多个竖向设置的排水带13，相邻的排水带13之间的间距为0.6～1m；排水带13下边缘延伸至原土层12的底面与土工布11连接，排水带13的上边缘与原土层12的表层之间的距离为0.3～0.4m；排水13带的高度为0.4～0.5m，宽度为0.3～0.4m；排水带13材质为PP；排水带13呈带状，包括呈矩形的带体14和分布于带体14两个面上的栅格15，排水带13的横截面呈并联十字形；带体14的面朝向排盐盲管沟7。
采用所述脱盐结构对待改良盐碱地进行改良，具体操作包括如下步骤：
(1)在待治理盐碱地内开挖排盐明沟和基槽；排盐明沟内栽植芦苇；基槽深度为0.8m；
(2)在基槽的槽底开挖多个排盐盲管沟，排盐盲管沟之间等间距平行分布，相邻排盐盲管沟之间的间距为8～12m；排盐盲管沟设置为两端低的坡降结构，坡降为3‰，排盐盲管沟的两端与排盐明沟连通；排盐盲管沟的竖向截面为倒梯形，排盐盲管沟的底部宽0.3～0.5m，深度0.4～0.6m；
(3)在排盐盲管沟内铺设一层厚度为5～8cm石硝，再沿排盐盲管沟长度方向铺设排盐盲管，并保持与排盐盲管沟相同的坡降，排盐盲管的两端由排盐盲管沟中伸出，并伸入排盐明沟，伸入的长度为0.5～1.0m，再回填石硝至与基槽的槽底持平；
(4)在基槽的槽底非排盐盲管沟的区域内由下到上依次铺设排水板、土工网和土工布；排水板由多个排水板单元拼接而成，相邻的排水板单元之间可采用扣合或热熔机烫合的方式连接，实现组成的排水板整体结构稳定、不向下漏水即可；
(5)将多个排水带竖向设置于基槽内，排水带的带体的面朝向排盐盲管沟，保持排水带不偏移，回填原土，回填后的原土层的表层与排水带的上边缘之间距离为0.3～0.4m；多个排水带均匀分布于土工布上方的原土层中，相邻的排水带之间的间距为0.6～1m；
(6)脱盐结构建立完成后，放水洗盐，水分携带盐分向下运动，经由排水带汇集到排水板，流入排盐盲管沟后，经排盐明沟排出，完成盐碱地排水排盐；
(7)对淋洗后的盐碱地进行土壤盐分检测，若符合标准，则进行后续栽植、耕种；若不符合标准，重复放、排水操作至检测结果符合标准。
对比例：
CK：无任何工程措施的空白对照组；
石硝淋层：结构为采用传统的大面积铺设石硝方式。
性能测试：
1.不同深度土壤脱盐率
0～20cm
| 序号 | 组别 | 脱盐率(％) |
| 1 | CK | 26.47 |
| 2 | 石硝淋层 | 63.51 |
| 3 | 实施例1 | 55.43 |
20～40cm
40～60cm
| 序号 | 组别 | 脱盐率(％) |
| 1 | CK | -33.78(返盐) |
| 2 | 石硝淋层 | 47.65 |
| 3 | 实施例1 | 46.67 |
由本组实验结果可知，本方案可以显著促进目标地块土壤的淋洗脱盐进程(相比CK)，且和传统石硝淋层相比，功能表现相近，符合标准，具有可替代的可行性。
2.植物成活率
| 序号 | 组别 | 成活率(％) |
| 1 | CK | 0 |
| 2 | 石硝淋层 | 88.10 |
| 3 | 实施例1 | 85.43 |
由本组实验结果可知，本方案植物成活率高，与造价成本高，施工量大的石硝淋层改良后的土壤上植物成活率接近，符合标准，具有可替代的可行性。
3.成本分析
| 序号 | 组别 | 材料单平米造价(元/m<sup>2</sup>) |
| 1 | CK | 0 |
| 2 | 石硝淋层 | 16.87 |
| 3 | 实施例1 | 11.35～14.37 |
由本组实验结果可知，本方案在能保证洗盐、隔盐功能的同时，最大的优势是造价成本低；而且排水板的铺设和排水带的铺设不需要大型机械，人工就可以满足施工需求，施工简便易行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：包括基槽及排盐明沟；所述基槽的槽底挖设有多个排盐盲管沟，所述排盐盲管沟的两端与所述排盐明沟连通，所述排盐盲管沟内填充有石硝，所述石硝填充至与所述基槽的槽底持平，所述石硝内沿所述排盐盲管沟长度方向上埋设有排盐盲管；在所述基槽的槽底非排盐盲管沟的区域内由下到上依次铺设有排水板、土工网和土工布；在所述土工布和所述排盐盲沟上回填有原土层，所述原土层内安插有多个竖向设置的排水带，所述排水带下边缘延伸至所述原土层的底面，所述排水带的上边缘与所述原土层的表层留有距离。
2.根据权利要求1所述的改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：所述排水带呈带状，包括呈矩形的带体和分布于所述带体两个面上的栅格，所述排水带的横截面呈并联十字形；所述带体的面朝向所述排盐盲管沟。
3.根据权利要求1所述的改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：所述排水带的上边缘与所述原土层的表层的垂直距离为0.3～0.4m。
4.根据权利要求1所述的改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：所述排盐盲管沟的底部宽度为0.3～0.5m，深度为0.4～0.6m；所述排盐盲管的底部与所述排盐盲管沟的底面的垂直距离为5～8cm；所述排水带的高度为0.4～0.5m，宽度为0.3～0.4m。
5.根据权利要求1所述的改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：所述排盐盲管沟和所述排盐盲管均为两端低的坡降结构；所述排盐盲管的两端由所述排盐盲管沟伸出，并伸入所述排盐明沟的长度为0.5～1.0m。
6.根据权利要求1所述的改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：多个排盐盲管沟之间等间距平行设置，相邻排盐盲管沟之间的间距为8～12m；所述排水带分布于所述土工布上方的原土层中，所述排水带的下边缘与所述土工布连接；相邻的排水带之间的间距为0.6～1m。
7.根据权利要求1所述的改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：所述排盐盲管直径为5～7cm，材质为UPVC；所述排水板设有多个用于导流的凸起立筋结构，所述排水板的厚度为0.8～4cm，材质为HPDE；所述排水带材质为PP。
8.根据权利要求1所述的改良盐碱地的脱盐结构，其特征在于：所述排盐明沟包括排盐毛沟、排盐支沟和排盐主沟；所述排盐盲管沟的两端与所述排盐毛沟连通，所述排盐毛沟与所述排盐支沟连通，所述排盐支沟与所述排盐主沟连通；所述排盐毛沟宽0.8～1.2m，沟底比所述排盐盲管低0.2～0.3m；所述排盐支沟宽3～4m，沟底比所述排盐毛沟低0.2～0.5m；所述排盐主沟宽6～8m，沟底比所述排盐支沟低1～1.5m。
9.一种改良盐碱地的脱盐方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在待治理盐碱地内开挖排盐明沟和基槽；
(2)在基槽的槽底开挖多个排盐盲管沟，排盐盲管沟之间等间距平行分布，排盐盲管沟设置为两端低的坡降结构，排盐盲管沟的两端与排盐明沟连通；
(3)在排盐盲管沟内铺设一层石硝，再沿排盐盲管沟长度方向铺设排盐盲管，并保持与排盐盲管沟相同的坡降，再回填石硝至与基槽的槽底持平；
(4)在基槽的槽底非排盐盲管沟的区域内由下到上依次铺设排水板、土工网和土工布；
(5)将多个排水带竖向设置于基槽内，排水带的带体的面朝向排盐盲管沟，保持排水带不偏移，回填原土，回填后的原土层的表层与排水带的上边缘留有距离；
(6)放水洗盐，水分携带盐分向下运动，经由排水带汇集到排水板，流入排盐盲管沟后，经排盐明沟排出，完成盐碱地排水排盐。
10.根据权利要求9所述的改良盐碱地的脱盐方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，排盐明沟内栽植有景观植物；基槽的深度为0.8m；
所述步骤(2)中，排盐盲管沟的竖向截面为倒梯形，排盐盲管沟的底部宽0.3～0.5m，深度0.4～0.6m，坡降为3‰；多个排盐盲管沟之间等间距平行设置，相邻排盐盲管沟之间的间距为8～12m；
所述步骤(3)中，排盐盲管的底部与排盐盲管沟的底面的垂直距离为5～8cm，排盐盲管的两端由排盐盲管沟中伸出，并伸入排盐明沟的长度为0.5～1.0m；排盐盲管的坡降为3‰；排盐盲管的直径为5～7cm；
所述步骤(4)中，排水板设有多个用于导流的凸起立筋结构，排水板厚度为0.8～4cm；
所述步骤(5)中，排水带的高度为0.4～0.5m，宽度为0.3～0.4m；排水带的上边缘与原土层的表层的垂直距离为0.3～0.4m；排水带均匀分布于土工布上方的原土层中，相邻的排水带之间的间距为0.6～1m。
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