CN220606483U - 一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及盐碱地脱盐技术领域，是一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，包括渠道结构、透水混凝土电渗排水结构和供电结构，渠道结构左侧设有透水混凝土电渗排水结构；渠道结构包括排水渠道沟槽、混凝土渠身、土工布一和砂砾石层；透水混凝土电渗排水结构包括透水混凝土电渗排水沟槽、透水混凝土、阳极导电塑料管、阴极导电塑料排水管和土工布二；本装置结构简单，使用方便，且造价成本低，采用排水渠道结构联合透水混凝土电渗排水结构，使盐碱地内的盐水定向流入阴极导电塑料排水管，并汇集在排水渠道沟槽内后排出，解决了西北地区盐碱地无法自然脱盐以及水资源短缺无法灌溉脱盐的问题。

Description

一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置

技术领域

本实用新型涉及盐碱地脱盐技术领域，尤其涉及一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置。

背景技术

盐碱地是盐类积集的一个种类，是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，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，其中我国为9913万公顷。我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。盐碱地含有较多的水溶性盐或碱性物质，盐分多，碱性大，土壤腐植质流失，土壤结构受到破坏，表现为湿时黏，干时硬，土表常有白色盐分析出，通气和透水不良，植物很难在此生长。因此，改良盐碱地是一项非常有意义的工作。

各种盐碱地都是在一定的自然条件下形成的，其形成的实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向和垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。影响盐碱土形成的主要因素有：①气候条件，在我国东北、西北、华北的干旱、半干旱地区，降水量小，蒸发量大，溶解在水中的盐分容易在土壤表层积聚。夏季雨水多而集中，大量可溶性盐随水渗到下层或流走，这就是“脱盐”季节；春季地表水分蒸发强烈，地下水中的盐分随毛管水上升而聚集在土壤表层，这是主要的“返盐”季节。东北、华北、半干旱地区的盐碱土有明显的“脱盐”“返盐”季节，而西北地区，由于降水量很少，土壤盐分的季节性变化不明显。②地理条件，地形部位高低对盐碱土的形成影响很大，地形高低直接影响地表水和地下水的运动，也就与盐分的移动和积聚有密切关系，从大地形看，水溶性盐随水从高处向低处移动，在低洼地带积聚。盐碱土主要分布在内陆盆地、山间洼地和平坦排水不畅的平原区，如松辽平原。从小地形（局部范围内）来看，土壤积盐情况与大地形正相反，盐分往往积聚在局部的小凸处。③土壤地质和地下水，质地粗细可影响土壤毛细管水运动的速度与高度，一般来说，壤质土毛管水上升速度较快，高度也高，砂土和粘土积盐均慢些。地下水影响土壤盐碱的关键问题是地下水位的高低及地下水矿化度的大小，地下水位高，矿化度大，容易积盐。④河流和海水的影响，河流及渠道两旁的土地，因河水侧渗而使地下水位抬高，促使积盐。沿海地区因海水浸渍，可形成滨海盐碱土。⑤耕作管理的不当，有些地方浇水时大水漫灌，或低洼地区只灌不排，以致地下水位很快上升而积盐，使原来的好地变成了盐碱地，这个过程叫次生盐渍化。为防止次生盐渍化，水利设施要排灌配套，严禁大水漫灌，灌水后要及时耕锄。

盐碱土形成的根本原因在于水分状况不良，所以在改良初期，重点应放在改善土壤的水分状况上面。一般分几步进行，首先排盐、洗盐、降低土壤盐分含量；再种植耐盐碱的植物，培肥土壤；最后种植作物。具体的改良措施是：排水，灌溉洗盐，放淤改良，种植水稻，培肥改良，平整土地和化学改良。

在我国西北干旱地区，由于蒸发量大，地下水中的盐分随毛细管水上升而聚集在土壤表层，但因为降雨量少，可溶性盐无法随水渗到下层或流走，无法做到天然的脱盐。常规的排水，灌溉洗盐措施中，由于西北地区水资源短缺，该方式投资成本较高，无法实施。

实用新型内容

本实用新型提供了一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有盐碱地通过灌溉脱盐存在的投资成本高以及对水资源短缺的西北地区无法灌溉脱盐的问题。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，包括渠道结构、透水混凝土电渗排水结构和供电结构，渠道结构左侧设有透水混凝土电渗排水结构；

渠道结构包括排水渠道沟槽、混凝土渠身、土工布一和砂砾石层，排水渠道沟槽上侧由下至上依次设有砂砾石层、土工布一和混凝土渠身；

透水混凝土电渗排水结构包括透水混凝土电渗排水沟槽、透水混凝土、阳极导电塑料管、阴极导电塑料排水管和土工布二；透水混凝土电渗排水沟槽前后间隔设有至少两个，且每个透水混凝土电渗排水沟槽均与排水渠道沟槽相垂直分布；透水混凝土电渗排水沟槽内部设有透水混凝土，透水混凝土上侧设有阳极导电塑料管，透水混凝土下侧设有阴极导电塑料排水管；阴极导电塑料排水管外侧包裹有土工布二；阴极导电塑料排水管的右端位于排水渠道沟槽内部上方；阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管均与供电结构连接。

上述透水混凝土中上部设有左右向分布的上管道孔，阳极导电塑料管位于上管道孔内侧；透水混凝土中下部设有左右向分布且开口向右的下管道孔，阴极导电塑料排水管位于下管道孔内侧，且阴极导电塑料排水管的右端依次穿过下管道孔、砂砾石层、土工布一和混凝土渠身后位于排水渠道沟槽内部上方。

上述还包括混凝土垫层，透水混凝土电渗排水沟槽底部设有混凝土垫层。

上述供电结构包括直流电源和太阳能供电系统，太阳能供电系统与直流电源电连接，直流电源分别与阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管电连接。

上述还包括防水防腐导线，直流电源与阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管之间均通过防水防腐导线电连接。

本实用新型结构简单，使用方便，且造价成本低，通过采用排水渠道结构联合透水混凝土电渗排水结构，使得盐碱地内的盐水定向流入阴极导电塑料排水管，并汇集在排水渠道沟槽内后排出，解决了西北地区盐碱地无法自然脱盐以及水资源短缺无法灌溉的问题，同时，本装置通过电渗排盐，保证西北地区盐碱地可在低含水率情况下将土体内盐分排出，确保了盐碱地的排盐率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的主视结构示意图。

图2为本实用新型的立体结构示意图。

图中：1-排水渠道沟槽，2-混凝土渠身，3-土工布一，4-砂砾石层，5-透水混凝土电渗排水沟槽，6-透水混凝土，7-阳极导电塑料管，8-阴极导电塑料排水管，9-混凝土垫层，10-直流电源，11-太阳能供电系统，12-防水防腐导线。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如图1、2所示，一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，包括渠道结构、透水混凝土电渗排水结构和供电结构，渠道结构左侧设有透水混凝土电渗排水结构；

渠道结构包括排水渠道沟槽1、混凝土渠身2、土工布一3和砂砾石层4，排水渠道沟槽1上侧由下至上依次设有砂砾石层4、土工布一3和混凝土渠身2；

透水混凝土电渗排水结构包括透水混凝土电渗排水沟槽5、透水混凝土6、阳极导电塑料管7、阴极导电塑料排水管8和土工布二；透水混凝土电渗排水沟槽5前后间隔设有至少两个，且每个透水混凝土电渗排水沟槽5均与排水渠道沟槽1相垂直分布；透水混凝土电渗排水沟槽5内部设有透水混凝土6，透水混凝土6上侧设有阳极导电塑料管7，透水混凝土6下侧设有阴极导电塑料排水管8；阴极导电塑料排水管8外侧包裹有土工布二；阴极导电塑料排水管8的右端位于排水渠道沟槽1内部上方；阴极导电塑料排水管8和阳极导电塑料管7均与供电结构连接。

其中，阳极导电塑料管7由导电塑料制成，管道直径可为10cm，壁厚可为3mm；阴极导电塑料排水管8由导电塑料制成，为带孔导电塑料排水管，管道直径可为10cm，壁厚可为3mm。

其中，透水混凝土6是一种多孔轻质混凝土，具有透气、透水和重量轻的特点；透水混凝土6截面尺寸可为：宽度30cm，高度(cm)=脱盐深度(cm)-5cm。

其中，透水混凝土电渗排水沟槽5前后设计间隔可为4m-5m，设计沟槽宽可为0.3m，设计坡降可为5%；透水混凝土电渗排水沟槽5在脱盐区域内进行开挖，垂直排水渠道沟槽1方向按设计间隔和脱盐深度开挖若干条，用于透水混凝土电渗排水结构的布置。

上述透水混凝土6、阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8既可以现场配套组装，也可从厂家提前预制，能拆卸分解；该结构在运行一段时间后，可将其拆除，对透水混凝土6和阴极导电塑料排水管8进行清洗，以便二次利用。

其中，排水渠道沟槽1在脱盐场地区域边缘进行开挖，用于渠道结构的修建布置；排水渠道沟槽1设置有一定的纵坡，先将砂砾石层4铺设碾压在排水渠道沟槽1上部，再铺设一层土工布一3，最后在土工布一3上浇筑混凝土渠身2。

本装置在使用时，脱盐区域和脱盐深度按照整治土地的需求进行确定，按照确定好的脱盐区域和脱盐深度布置渠道结构和透水混凝土电渗排水结构。

如图1、2所示，透水混凝土6中上部设有左右向分布的上管道孔，阳极导电塑料管7位于上管道孔内侧；透水混凝土6中下部设有左右向分布且开口向右的下管道孔，阴极导电塑料排水管8位于下管道孔内侧，且阴极导电塑料排水管8的右端依次穿过下管道孔、砂砾石层4、土工布一3和混凝土渠身2后位于排水渠道沟槽1内部上方。

其中，上管道孔轴线与透水混凝土6上顶面之间距离可为15cm，下管道孔轴线与透水混凝土6底面之间距离可为15cm；由此，一方面可以在电场的作用下，脱盐场地区域内的盐水首先通过透水混凝土6进行一次过滤，另一方面可通过阴极导电塑料排水管8外壁包裹的土工布二进行二次过滤，最终在阴极导电塑料排水管8富集，并汇集在排水渠道沟槽1内，通过排水渠道沟槽1排出盐碱地。

上述通过将阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8分别设置在透水混凝土6内部，对阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8起到稳固作用，防止脱盐场地区域在排除盐水过程中土体不均匀沉降导致的管道错位与变形。

如图1、2所示，还包括混凝土垫层9，透水混凝土电渗排水沟槽5底部设有混凝土垫层9。

其中，在每个透水混凝土电渗排水沟槽5中布置透水混凝土6、阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8时，首先需要在透水混凝土电渗排水沟槽5底部铺设一层混凝土垫层9，用以设计坡降。

如图1、2所示，供电结构包括直流电源10和太阳能供电系统11，太阳能供电系统11与直流电源10电连接，直流电源10分别与阴极导电塑料排水管8和阳极导电塑料管7电连接。

其中，太阳能供电系统11为现有公知技术，用于给直流电源10供电。

如图1、2所示，还包括防水防腐导线12，直流电源10与阴极导电塑料排水管8和阳极导电塑料管7之间均通过防水防腐导线12电连接。

其中，阳极导电塑料管7的一端通过防水防腐导线12与直流电源10正极相接通，阴极导电塑料排水管8的一端通过防水防腐导线12与直流电源10负极相接通；在使用时，用淡水喷灌将脱盐场地区域内的土体湿润到一定程度和深度，在电场的作用下，脱盐场地区域内的盐水通过透水混凝土6在电渗作用下不断地向阴极导电塑料排水管8富集，在设计坡降的作用下，每根阴极导电塑料排水管8的盐水汇集到排水渠道沟槽1内，通过排水渠道沟槽1将盐水排出盐碱地。

本实用新型具体使用过程如下：

（1）确定脱盐地区和所需脱盐深度

确定所需要脱盐的盐碱地区域和土地需要脱盐的深度，按照确定好的脱盐区域和脱盐深度布置渠道结构和透水混凝土电渗排水结构；

（2）开挖排水渠道沟槽1

在脱盐场地区域边缘开挖一条排水渠道沟槽1，用于修建布置渠道结构；

（3）铺设渠道结构

在排水渠道沟槽1中以设计坡降铺设渠道结构；具体为：（1）在排水渠道沟槽1上层铺设碾压一层砂砾石层4；（2）在砂砾石层4上层铺设一层土工布一3；（3）在土工布一3上层浇筑混凝土渠身2；

（4）开挖透水混凝土电渗排水沟槽5

在脱盐场地区域内，垂直排水渠道沟槽1方向按设计间隔和脱盐深度开挖若干个透水混凝土电渗排水沟槽5，每个透水混凝土电渗排水沟槽5沿排水渠道沟槽1方向设置一定的纵坡，以便盐碱地盐水通过透水混凝土6在电渗作用下定向流入阴极导电塑料排水管8并通过自流排入排水渠道沟槽1内后排出；

（5）铺设透水混凝土电渗排水结构

在每个透水混凝土电渗排水沟槽5中布置透水混凝土6、阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8，具体为：（1）在透水混凝土电渗排水沟槽5底部以设计坡降铺设一层混凝土垫层9；（2）将透水混凝土6、阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8进行现场配套组装或厂家提前预制；（3）将组装或预制好的透水混凝土6、阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8整体部件按设计坡降放置在混凝土垫层9上部，阴极导电塑料排水管8一端通过防水防腐导线12与直流电源10负极相接通；阳极导电塑料管7一端通过防水防腐导线12与直流电源10正极相接通；

（6）回填沟槽

布置好透水混凝土6、阳极导电塑料管7和阴极导电塑料排水管8整体部件后，用盐碱地中的开挖土将沟槽回填至原地面；

（7）少量淡水喷灌，开通直流电源10，盐水电渗排出

用淡水喷灌将脱盐场地区域内的土体湿润到一定程度和深度，透水混凝土6中阴极导电塑料排水管8和阳极导电塑料管7通过防水防腐导线12与直流电源10相接通，在电场的作用下，脱盐场地区域内的盐水通过透水混凝土6在电渗作用下不断地向阴极导电塑料排水管8富集，在设计坡降的作用下，每根阴极导电塑料排水管8的盐水汇集到排水渠道沟槽1内，通过排水渠道沟槽1将盐水排出盐碱地。

综上，本实用新型结构简单，使用方便，且造价成本低，通过采用排水渠道结构联合透水混凝土电渗排水结构，使得盐碱地内的盐水定向流入阴极导电塑料排水管8，并汇集在排水渠道沟槽1内后排出，解决了西北地区盐碱地无法自然脱盐以及水资源短缺无法灌溉的问题，同时，本装置通过电渗排盐，保证西北地区盐碱地可在低含水率情况下将土体内盐分排出，确保了盐碱地的排盐率，对我国西北地区盐碱地的治理和土地资源的利用具有重要的意义。

Claims (7)

1.一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，其特征在于，包括渠道结构、透水混凝土电渗排水结构和供电结构，渠道结构左侧设有透水混凝土电渗排水结构；

渠道结构包括排水渠道沟槽、混凝土渠身、土工布一和砂砾石层，排水渠道沟槽上侧由下至上依次设有砂砾石层、土工布一和混凝土渠身；

透水混凝土电渗排水结构包括透水混凝土电渗排水沟槽、透水混凝土、阳极导电塑料管、阴极导电塑料排水管和土工布二；透水混凝土电渗排水沟槽前后间隔设有至少两个，且每个透水混凝土电渗排水沟槽均与排水渠道沟槽相垂直分布；透水混凝土电渗排水沟槽内部设有透水混凝土，透水混凝土上侧设有阳极导电塑料管，透水混凝土下侧设有阴极导电塑料排水管；阴极导电塑料排水管外侧包裹有土工布二；阴极导电塑料排水管的右端位于排水渠道沟槽内部上方；阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管均与供电结构连接。

2.根据权利要求1所述的一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，其特征在于，透水混凝土中上部设有左右向分布的上管道孔，阳极导电塑料管位于上管道孔内侧；透水混凝土中下部设有左右向分布且开口向右的下管道孔，阴极导电塑料排水管位于下管道孔内侧，且阴极导电塑料排水管的右端依次穿过下管道孔、砂砾石层、土工布一和混凝土渠身后位于排水渠道沟槽内部上方。

3.根据权利要求1或2所述的一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，其特征在于，还包括混凝土垫层，透水混凝土电渗排水沟槽底部设有混凝土垫层。

4.根据权利要求1或2所述的一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，其特征在于，供电结构包括直流电源和太阳能供电系统，太阳能供电系统与直流电源电连接，直流电源分别与阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管电连接。

5.根据权利要求3所述的一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，其特征在于，供电结构包括直流电源和太阳能供电系统，太阳能供电系统与直流电源电连接，直流电源分别与阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管电连接。

6.根据权利要求4所述的一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，其特征在于，还包括防水防腐导线，直流电源与阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管之间均通过防水防腐导线电连接。

7.根据权利要求5所述的一种排水渠联合透水混凝土对西北地区盐碱地脱盐装置，其特征在于，还包括防水防腐导线，直流电源与阴极导电塑料排水管和阳极导电塑料管之间均通过防水防腐导线电连接。