CN212588783U - 一种滨海盐碱土工程改良系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滨海盐碱土工程改良系统，包括在盐碱土内挖出的大坑，坑底设置有排盐沟，大坑内设置隔离层，所述隔离层铺满坑的所有侧壁、坑底和排盐沟，大坑内从上到下依次设置有种植土层、原土层、排盐层。本实用新型系统和方法实现了切断咸水入渗通道、快速排盐反渗及充分利用原土资源的效果，用较低成本快速达到改善重度盐碱地质量，提高绿化植物成活率，提高重度盐碱地绿化水平的目的，并且不会导致盐碱土层返盐至种植土层。

Description

一种滨海盐碱土工程改良系统

技术领域

本实用新型属于盐碱地改良工程技术领域，尤其是涉及一种滨海盐碱土工程改良系统。

背景技术

我国滨海盐碱土总面积达500×104hm²，随着经济的发展和城市建设对土地资源需求的日益紧迫，盐碱地的改良利用成为开发后备土地资源的重要方向，利用吹填淤泥围海造陆的吹填土工程蓬勃发展。至2007年底，全国吹填土面积己达540km²，至2015年中国吹填土面积已达到1500km²以上，仅天津滨海新区和河北曹妃甸至2020年就计划吹填面积达到600km²，滨海盐碱土的面积近一步扩大。滨海盐碱土，尤其是吹填土，含盐量高、易碱化、养分贫乏、土质黏重、渗透性极、地下水矿化度高且埋藏浅等特点严重影响着农林业生产，在寸草不生的吹填土上绿化一直是国际公认的“世界性难题”。

目前，我国盐碱地绿化普遍采用“工程避盐+客土置换”的工程措施；工程避盐一般是采用物理措施改善土壤的盐碱状况，即通过改变土壤物理结构达到调控土壤水盐运动、抑制土壤蒸发、提高入渗淋盐的目的。明沟、盲管、暗管、淋层等方法是目前较为常用的物理改良措施。暗管排盐是用塑料波纹暗管进行排盐的一种成熟的盐碱地治理方法，见效快、效果好、成本适中、节省土地，在我国沿海地区也有广泛应用。但是这个技术对机械和场地要求高，适用于大面积平整土地的机械化操作。在盐碱土一定深度设置淋层和盲沟，也是滨海地区盐碱地改良利用中常用的方法，通过设置大孔隙的介质，促进土体排盐，切断盐随毛管水上升的途径，从而达到降低土体盐分含量的作用。明沟排盐，是利用土体侧渗，将盐分排出，可单独使用，也可与淋层、盲沟、暗管等方法结合使用。

以上几种方法虽然在一定程度上都能达到排盐降盐的作用，但是这几种方法的应用范围都是在地下水位之上，如果埋深超过地下水位，就不能抵挡地下咸水的反渗和侧渗，不能起到排盐降盐的作用。而滨海地区地下水位受到气候、海水等多因素影响，往往波动很大，越靠近海边变化越大，对土体的影响越大。

此外还有抬高地形的方法来解决地下水位埋深过浅、波动大的问题，在地形上起坡将绿地高程抬高，一般在原地形上再抬高1-2m，进一步远离地下高盐水，减少高盐毛细水的影响，从而保证改良好的土壤不再被盐渍化，可以正常做绿化。但是做法存在以下缺点，绿地抬高需要增加大量的土方量，非常不经济，且消耗了大量土壤资源，且绿地抬高后，降雨时径流雨水，流入周边道路等周边设施，增加道路排水压力和内涝风险，同时绿地泥土随径流冲刷路面，造成道路雨后留泥等径流污染问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种滨海盐碱土工程改良系统，解决现有技术中滨海盐碱地区土壤盐度高、土质差、地下咸水位波动大、绿化植物难以生长的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种滨海盐碱土工程改良系统，包括在盐碱土内挖出的大坑，坑底设置有排盐沟，大坑内设置隔离层，所述隔离层铺满坑的所有侧壁、坑底和排盐沟，大坑内从上到下依次设置有种植土层、原土层、排盐层。

所述排盐沟内设有排水管，排水管四周包覆4-6cm厚的粗砂外加8-12cm厚细砂，或包覆透水土工布，所述排水管出口通向市政排水井。

优选地，所述排水管为PVC渗管；更优选地，圆周上可开出多排窄条形或圆形渗水孔，可以通过控制开孔率，满足不同环刚度和渗透率要求；所述排水管出口通向市政排水井。

所述大坑的深度为0.6-1.5米，种植土层厚度为30-50cm，原土层厚度为30-100cm。

所述隔离层包括内防水土工布层、防水膜层和外防水土工层。

所述排盐沟间隔设置在坑底，设置间距为6-8米，宽度和深度均为25-45cm。

所述排盐层为15-22cm厚的石屑或粗砂；所述石屑或粗砂的粒径为0.5-10mm。

优选地，所述原土层中拌有改良剂，所述改良剂包括亚临界水解污泥、亚临界水解鸡粪、复合菌肥和纤维粘合剂。

作为优选，所述亚临界水解污泥、亚临界水解鸡粪、复合菌肥和纤维粘合剂质量比为5-15：1-3：20-50：100-150。

一种滨海盐碱土工程改良方法，包括以下步骤：

1)设置隔离层：在盐碱地范围内地下水位之上挖0.6-1.5米深，形成一个大坑，在坑底再挖出排盐沟，在大坑内使用不透水材料作为隔离层，通铺所有侧壁、坑底和排盐沟；

2)设置排盐沟：排盐沟设置间距为6-8米，宽度和深度均为25-45cm，坡度为1‰-3‰，排盐沟内正中放入排水管，排水管四周填入4-6cm厚的粗砂外加8-12cm厚细砂或包覆透水土工布作为反滤层，所述排水管出口通向市政排水井；

3)设置排盐层：在坑底隔离层上方，铺设15-22cm厚石屑或粗砂作为淋层；一方面能快速排出盐水，一方面能够防止盐水通过毛细管反渗；

4)设置原土层：将原土进行粉碎，掺拌均匀，避免大土块，得到粉碎原土；在排盐层上方，填入30-100cm厚粉粹原土，得到原土层；粉碎原土中可根据需要拌入改良剂；改良剂包括包括亚临界水解污泥、亚临界水解鸡粪、复合菌肥和纤维粘合剂；所述亚临界水解污泥、亚临界水解鸡粪、复合菌肥和纤维粘合剂质量比为5-15：1-3：20-50：100-150。

5)设置种植土层：在原土层上方，铺设30-50cm种植土；该种植土层表面与原盐碱地表面基本平齐；该种植土层是植物根系大量分布和生长的层次，因此种植土可根据实际情况，采用轻度盐碱土、加入土壤改良剂的原土、园艺种植土、客土或其他盐碱度低的培养物质。

本实用新型有益效果：本实用新型系统实现了切断咸水入渗通道、快速排盐反渗及充分利用原土资源的效果，用较低成本快速达到改善重度盐碱地质量，提高绿化植物成活率，提高重度盐碱地绿化水平的目的，并且不会导致盐碱土层返盐至种植土层。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2不同处理措施下0-30cm土层的土壤含盐量变化；

图3不同处理措施下30-60cm土层的土壤含盐量变化；

图4不同处理措施下60-90cm土层的土壤含盐量变化；

图5土壤八大离子含量变化情况；

图6不同土壤改良方法下牧草的冠幅。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1所示，本实用新型一种滨海盐碱土工程改良系统500，包括在盐碱土600内挖出的大坑，大坑内从上到下设置在大坑内的种植土层501、原土层502、排盐层503、排盐沟504和隔离层505；

所述大坑内设置隔离层505，该隔离层505铺满坑的所有侧壁、坑底和排盐沟504；

所述排盐沟504设置在坑底，排盐沟504内设有排水管506，该排水管506四周包覆4-6cm厚的粗砂507外加8-12cm厚细砂508，或包覆透水土工布；在管外包覆粗砂507和细砂508，或透水土工布，既能起到渗透水作用，又能避免泥沙进入排水管造成堵塞；所述排水管出口通向市政排水井；所述粗砂507粒径为0.5-2mm；细砂508粒径0.25-0.4mm；

所述坑底隔离层505和排盐沟504的上方设置排盐层503；

所述排盐层503的上方设置原土层502；

所述原土层502的上方设置种植土层501。

本实用新型在地下水矿化度高且水位变化不规律或波动较大的地区，为保证绿化植物的正常生长，采用了物理隔离措施与排盐措施相结合的方法，最大程度地避免地下咸水对土体的侵扰。

根据本实用新型的某些优选实施方式，所述大坑的深度为1.2-1.5米(如地下水位高，可根据实际情况，缩短深度)。

根据本实用新型的某些优选实施方式，所述隔离层505包括内防水土工布层、防水膜层和外防水土工层。隔离层505的设置能够保证水渗透到下方的盐碱土层流失；还能保证盐碱土层的盐水不至反渗到大坑中，甚至反渗到种植土层501，从而对种植土层501造成破坏；另外，内防水土工布层还有助于加强隔离层505的韧性和强度，防止碎石等损坏隔离层505；同样，外防水土工层还有助于防止大坑外盐碱土对隔离层505的损坏。

根据本实用新型的某些优选实施方式，所述排盐沟504间隔设置在坑底，设置间距为6-8米，宽度和深度均为35-45cm。

根据本实用新型的某些优选实施方式，所述排水管506为PVC渗管；更优选地，排水管506圆周上可开出多排窄条形渗水孔，可以通过控制开孔率，满足不同环刚度和渗透率要求。

根据本实用新型的某些优选实施方式，所述排盐层503为15-22cm厚的石屑或粗砂；所述石屑或粗砂的粒径为0.5-10mm。

根据本实用新型的某些优选实施方式，所述原土层502为30-80cm厚的原盐碱土粉碎后颗粒；优选地，所述原土层502中可根据需要拌入改良剂；通常来说，现有盐碱土的改良大多采用有机肥、草炭土、山皮砂等改良剂；优选地，本实用新型使用的改良剂包括亚临界水解污泥、亚临界水解鸡粪、复合菌肥和纤维粘合剂(均为现有商品，例如上海亘远环保股份公司生产的亚临界水解污泥和亚临界水解鸡粪，复合菌肥是由潍坊神洲生物肥料有限公司生产的复合微生物肥商品，纤维粘合剂由河南路腾化工产品商贸有限公司公司生产的土壤纤维粘合剂商品)。

所述亚临界水解污泥、亚临界水解鸡粪、复合菌肥和纤维粘合剂质量比为5-15：1-3：20-50：100-150。

实验表明，使用本实用新型的改良剂，比现有常规盐碱土改良剂有机肥、草炭土、山皮砂等提高30-100％的改良效果。

根据本实用新型的某些优选实施方式，所述种植土层501厚度为30-50cm；种植土层上可种植各种植物509。

本实用新型上述滨海盐碱土工程改良系统的设置方法，包括如下步骤：

1)设置隔离层：在盐碱地范围内地下水位之上挖1.2-1.5米深，形成一个大坑，在坑底再挖出排盐沟，在大坑内使用内防水土工布层、防水膜层和外防水土工层作为隔离层，通铺所有侧壁、坑底和排盐沟；

2)设置排盐沟：排盐沟设置间距为6-8米，宽度和深度均为35-45cm，坡度为1‰-3‰，排盐沟内正中放入排水管，排水管四周填入4-6cm厚的粗砂外加8-12cm厚细砂或包覆透水土工布作为反滤层；所述排水管出口通向市政排水井；

3)设置排盐层：在坑底隔离层上方，铺设15-22cm厚石屑或粗砂作为淋层；一方面能快速排出盐水，一方面能够防止盐水通过毛细管反渗；

4)设置原土层：将原土进行粉碎，掺拌均匀，避免大土块，得到粉碎原土；在排盐层上方，填入30-80cm厚粉粹原土，得到原土层；

5)设置种植土层：在原土层上方，铺设30-50cm种植土；该种植土层表面与原盐碱地表面基本平齐；该种植土层是植物根系大量分布和生长的层次，因此种植土可根据实际情况，采用轻度盐碱土、加入土壤改良剂的原土、园艺种植土、客土或其他盐碱度低的培养物质等。

利用人工喷淋或雨水间断或持续性喷淋改良系统即可对盐碱土盐分进行改良。

本实用新型效果实验

1.实验区域

试验区位于天津生态城市政景观公司的苗木基地，土壤通体盐分含量较高为5-10g/kg，表聚现象明显；pH在8.5-9.0之间，土壤质地以重壤和粘土为主，容重为1.4-1.7g/cm3，通气、透水性差，脱盐困难；土壤有机质平均含量5.5-19g/kg，属于中等以下水平；该区域相邻的水库、养殖场、盐场、荒地、池塘水的矿化度均在10g/L以上，运河水和农田沟渠为5g/L-8.5g/L，地下水为咸水，埋藏深度为1.5-1.2米；综合情况表明实验区域，土壤含盐量高、土质粘重、地下水为咸水，因此不能直接进行绿化建植。

2.实验方法

以当地盐碱地区绿化所用常规方法，即地下水位之上直接通铺石硝淋层20cm+回填80cm原土+土工膜+回填40cm种植土，为本实用新型所述处理方法的对照处理，两个处理同时种植相同的混播牧草，分别在几个关键的时间结点测定土壤含盐量，及土壤八大离子的含量进行改良效果对比。取样时间设在2016年3月、2016年4月、2016年8月、2016年11月和2017年5月，本别为改良工程前的背景值调查、苗木种植后完成灌溉、雨季降水淋洗结束、秋季返盐期及次年春季返盐期。

3.实验效果：实验效果如图2-图5所示。

从土壤剖面的盐含量看(参见图2-图5)，利用本实用新型方法处理过后，各个重要事件结点的各土层盐含量均明显低于对照处理，说明本实用新型所述方法显著降低了土体的盐分。

天津滨海盐碱土中的盐分以NaCl为主，且多来自地下咸水。从2016年秋季-2017年春季，即非雨季，无灌溉条件下，0-30cm土层土壤盐分含量变化看，利用本实用新型所述方法，能够有效防止NaCl的累积，从侧面说明本方法有效地阻断了地下咸水的上升通道。

参见图6所示，对比不同土壤改良方法下牧草的生长情况，可以看出，应用本实用新型所述方法，牧草的冠幅平均值为91.3cm，明显高于对照处理的51.7cm，说明该方法有效改善了植物的生长环境。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种滨海盐碱土工程改良系统，其特征在于，包括在盐碱土内挖出的大坑，坑底设置有排盐沟，大坑内设置隔离层，所述隔离层铺满坑的所有侧壁、坑底和排盐沟，大坑内从上到下依次设置有种植土层、原土层、排盐层。

2.根据权利要求1所述滨海盐碱土工程改良系统，其特征在于，所述排盐沟内设有排水管，排水管四周包覆4-6cm厚的粗砂外加8-12cm厚细砂，或包覆透水土工布，所述排水管出口通向市政排水井。

3.根据权利要求2所述滨海盐碱土工程改良系统，其特征在于，所述排水管圆周上开出多排窄条形或圆形渗水孔。

4.根据权利要求1所述滨海盐碱土工程改良系统，其特征在于，所述大坑的深度为0.6-1.5米，种植土层厚度为30-50cm，原土层厚度为30-100cm。

5.根据权利要求1所述滨海盐碱土工程改良系统，其特征在于，所述隔离层包括内防水土工布层、防水膜层和外防水土工层。

6.根据权利要求1所述滨海盐碱土工程改良系统，其特征在于，所述排盐沟间隔设置在坑底，设置间距为6-8米，宽度和深度均为25-45cm。

7.根据权利要求1所述滨海盐碱土工程改良系统，其特征在于，所述排盐层为15-22cm厚的石屑或粗砂；所述石屑或粗砂的粒径为0.5-10mm。

Images