一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法

文档序号:207488
专利名称:一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法
技术领域
本发明涉及治理盐碱地的方法。
背景技术
土壤盐碱化主要产生于自身的地理结构和气候条件,石油开采和过度放牧等人为因素影响会是土地裸露而加重盐碱地的现斑块集程度,并进一步蔓延。盐碱化程度则具有较强的季节波动性,并受地下水位变化和油田回注水的主导,盐碱地的形成机制较为复杂。传统治理方式,如水利工程、农业技术、物理、化学、生物等盐碱地改良技术和措施具有不同的效果,在以往的治理中也取得了很好的成果。利用灌排系统治理盐碱地的方法采用蓄淡压盐、灌水洗盐、排掉碱水,同时将地下水位控制在临界深度以下,达到土壤脱盐和防止盐溃化目的。但灌排法工程量大,投入成本、运行成本和后期人工成本较高,不仅消耗水资源,带走大量的有益矿质元素,使土壤贫瘠,还对下游水源造成持续污染,而且灌排中多次干湿·交替,土壤的表层土容易板结,土壤微生物生态适应性降低。利用化学方法改良盐碱地的方法是通过添加燃煤脱硫废弃物、工业废弃酸、泥炭与石膏、土壤改良剂等增加土壤的透气性和肥力,为植物的生长发育创造适宜的条件,常可以在短时间内收到成效,但这些措施消耗极大,而且这些措施一旦停止,土壤中的盐分又会很快恢复,改良效果很难持久。

发明内容
本发明是要解决现有的利用灌排系统治理盐碱地的方法易造成土壤板结和利用化学方法改良盐碱地的方法改良效果持续时间短的技术问题,而提供一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法。本发明的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法按以下步骤进行一、在盐碱地上修建渗析式高台阶梯分级沟陇系统,渗析式高台阶梯分级沟陇系统包括排水主沟,次干沟、毛沟、单向渗滤中和井、双向渗滤中和井和护坡带,排水主沟,次干沟、毛沟形成规则的方形网格体系,该体系呈中间高、四周阶梯状降低的形状,其中相邻且平行的排水主沟间的距离为400m 500m,排水主沟的深度为I. 5 I. 8m,底宽为O. 8
2.Om ;次干沟位于由排水主沟构成的方形网格中,相邻且平行的次干沟相距80 100m,次干沟的深度为I. O I. 5m,次干沟底宽为O. 8 I. 2m ;在由次干沟构成的方形网格中,沿次干沟的边缘设置宽度为O. 3m Im的护坡带,在护坡带上种植沙枣或芦苇、碱草、星星草、拂子茅、问荆、轴藜和白刺中的一种或几种植物;在护坡带围成的区域内设置毛沟,相邻且平行的毛沟相距8. 5 9. 5m,毛沟的深度为O. 3 O. 6m,毛沟的底宽为O. 3 O. 6m ;在次干沟中设置单向渗滤中和井,单向渗滤中和井包括壳体I、导流板和酸性填料,其中在壳体I侧壁的下部设有进水口,在与设有进水口的侧壁相对的侧壁的下部设有出水口,在壳体I的上底与下底分别设有导流板,设在上底的导流板与上底形成的夹角为α,其中α为90° 120°,设在下底的导流板在与下底形成的夹角为β,其中β为90° 120° ;在壳体I内填充酸性填料,其中酸性填料为石膏、磷石膏、脱硫石膏、亚硫酸钙、硫磺、明矾或酸性工业废渣;在两条次干沟的交叉口处设置双向渗滤中和井,双向渗滤中和井包括壳体II、纵向进水口、纵向出水口、横向导流板、填料、横向进水口、横向出水口、固定轴和纵向翼板,其中在壳体II的一个侧壁的下部设置纵向进水口,在与纵向进水口所在侧壁相对的壳体侧壁下部设置纵向出水口,纵向出水口的下边缘比纵向进水口的下边缘高5 15cm ;在与纵向进水口所在侧壁垂直的侧壁下部设置横向进水口,在与横向进水口所在侧壁相对的壳体II侧壁下部设置横向出水口 ;横向出水口的下边缘比纵向进水口的下边缘高5 15cm ;在壳体II内设置上、下两层导流装置,导流装置由横向导流板、固定轴和纵向翼板构成,横向导流板和纵向翼板上都设置有轴孔,其中横向导流板的轴孔的轴线垂直于横向导流板的所在平面,纵向翼板的轴孔的轴线与纵向翼板长度方向的中心线重合,固定轴交替穿过横向导流板和纵向翼板的轴孔固定在壳体II的两端的侧壁上;壳体上底与 上层的横向导流板形成的夹角为Y,其中Y为90。 120°,壳体下底与下层的横向导流板形成的夹角为I其中S为90° 120° ;上层的横向导流板与下层的横向导流板交错设置;在壳体内填充酸性填料,其中酸性填料为石膏、磷石膏、脱硫石膏、亚硫酸钙、硫磺、明矾或酸性工业废渣;二、在毛沟3围成的盐碱地田块上,在表土层下面40 60cm处设置厚度为20 30cm的沙隔离带,采用耐盐碱作物及植物进行轮耕,在作物生长期采用拉沙压碱,使土壤含盐量达到Ocm 30cm 土壤层内的含盐量在O. 5% 2. 0%,完成盐碱地的治理。盐碱化土壤形成的共同特点是盐分不断向土壤上层累积,而这种盐分在地表层的迁移和积聚是在一定的环境条件下形成的。因此,盐碱地治理中的关键程序在于改变现有的环境条件,阻断造成土地盐碱化的诱因,以保证土壤改良措施的持续效果。土壤盐碱化过程包括盐化和碱化两个不同的成土过程,或在这种复合作用下形成复杂的盐碱化土壤分布。因此,盐碱地治理不仅要阻止NaCI、CaC12、Na2S04、MgS04 ;等中性或近中性盐类在表层及土体中积累的盐化过程及其形成根源,还要避免在去盐过程中,由于土壤溶液中的Na+进入土壤胶体而造成的土壤溶液高碱度倾向以及土壤物理性质恶化的碱化过程。影响盐碱土生成的主要单项因子有水、盐、植被和遗留的有机质,地形、气候条件都是外部间接影响因素。因此,建立以“治水”为基础,控制土壤一个适宜植物生长的水盐浓度,“培肥”为根本,在土壤中不断增加有机质含量,改善土壤结构,是一项切实可行综合改良措施。本发明首先建立呈中间高、四周阶梯状降低的形状的网络式的梯形高台分级沟陇系统,在耕作土地周围设置深度不一的排水沟渠,并划分成不同的区域和等级,利用地势差异和环境特点,使水从高处流到低处,形成连续的排水体系,达到治理盐碱地的目的。梯形高台沟渠网络结合农作物及耐盐碱植物进行交替耕作,通过农业技术和化学方法施肥改善土壤结构和根际微生物环境,促进作物存活及生长,达到控制土壤的盐碱变化与累积的效果。如水稻种植的蓄水过程及雨季的降水淋溶,会在毛沟的侧壁将土壤中的盐碱析出,经次干沟和排水主沟汇集后,排出。这一过程中,水和盐存在着动态的变化转移规律在降雨或灌溉退水时,土壤中盐分随着水流的运动被冲洗到排水沟(即毛沟、次干沟和排水主沟)和土壤深层,土壤表层的盐分就随之降低,形成了所谓压盐效应;而在降雨或灌溉退水后,排水沟水量增多水位变高,排水沟内盐碱浓度低,土壤内的盐分由于浓度梯度的不同转移至排水沟内,致使沟内盐度逐渐增大,部分盐分沉积于沟内;排水沟内水体长期蒸发后,水位降低,盐碱浓度高,沟内盐分运移至土壤深层。根据水盐的这种循环往复的转移规律,将排水沟彼此连通,构成一个相对完整的排水系统,并适当保持水位高度促使土壤中多余的盐分进行转移运动,从而排出盐碱地。为保证田块沟垄的坚固性,在距次干沟底部O. 3m
O.6m范围内栽植沙枣或芦苇等耐盐碱植物护坡。网络式的梯形高台分级沟陇系统通过降水及灌溉,可反复淋洗土壤盐分,使土壤的耐盐碱指标得以满足作物生长。在分级的区域内,毛沟组成的台地四周设有可调控式围堰,由薄壁混凝土板、石块或其它耐腐蚀简易材料做成深浅不一的闸门,保证作物在育秧期淋浇与养护、泡田期灌溉、保墒的需要。这种持续排盐,避免了季节和温度的限制,使用范围更为广泛。同时,为了防止含盐水再次污染地下水或其他植物,可以在排水沟渠间设置防渗隔离带或防渗膜,阻挡可溶性盐类的转移,然后通过离子交换法或化学沉淀法将土壤中多余的盐分从根本上分离,避免次生污染破坏环境。此系统的实施中需要根据实地情况确定排水沟渠的距离、深度和坡度,通过局部实验确定各种参数与洗盐形式,达到最优化的治理效果。·渗滤中和井设置次干沟之间,井内布置松散的填料结构(分小袋填装),根据设置位置的不同可以分为单向渗滤中和井和双向渗滤中和井。单向渗滤中和井来水方向置在次干沟中段,接收处理单一方向的盐碱水,双向渗滤中和井设置在次干沟交叉口处,处理两个方向析出的盐碱水。在作物浇灌或降雨过程中,土壤中的盐碱成分溶入水中,随着水流的运动与土壤分离,进入高台土地的毛沟中,而设置在次干沟内的渗滤中和井内部设置了导流的折板,延长了水流在井内的停留时间,使水流在井中的分布更加均匀,有利于盐碱水与填料结构充分接触,以增加中和反应的效果。填料采用酸性填料,利用两者之间的物理化学作用,中和流体的PH值,最终达到盐碱土地的改良目的,这些酸性填料成本较低,容易获得。而经过一段时间的运行,井内的酸性填料可以随时进行清洗和更换,避免了微生物在填料上大量滋生,堵塞空隙的现象发生。填料的更换,顺带也将最终反应物移除,避免了抛洒废酸和其它中和剂过程造成的中和反应物留存于土壤的问题,对盐碱水的处理干净彻底。分散设置的中和井采用轻质镀锌铝合金箱,易于安装和搬运;亦可采用薄壁钢筋混凝土板(8cm左右)构成,造价低廉,具有较强耐腐蚀性能。梯形高台体系运作模式的关键是要进行作物轮耕,在利用水稻种植最大效率排盐后,及时改换节水农业或种植耐盐碱植物,缓慢改良土壤结构和微生物群落,既避免土壤板结,也适应干旱半干旱地区环境。主要措施是种植耐旱抗耐盐碱植物,采用滴灌、喷灌、管灌等新型灌溉方式,解决水源不足的问题,亦能防止土壤盐溃化,促进作物生长,提高产量和质量。此外,也可适时、适度采用各种物理方法、化学方法与耕作措施,作为辅助,可有效强化改善盐碱土壤治理效果。用本发明的方法治理的盐碱地I 2年后,相对于治理前碱度降低60%,盐度减低70%。本发明的治理盐碱地的方法较传统做法具有多重优点I.网络式的梯形高台分级沟陇系统可结合农作物与植物生长时期灌溉及降雨过程,最大化地将盐碱析出,操作简易有效。2.网络式的梯形高台分级沟陇系统内排水主沟的末端底部设置反渗透装置,可有效拦截、吸附水中的盐碱及游离的阳离子,避免次生盐碱化发生。
3.农作物与植物的轮耕和及时的土壤调节,可避免盐碱地治理过程对土壤结构的不利影响,避免土壤板结和盐化、碱化的反复,保持治理效果。


图I是具体实施方式
一所述的渗析式高台型分级沟陇系统示意图,图中I为排水主沟,2为次干沟、3为毛沟、4为单向渗滤中和井、5为双向渗滤中和井、6为护坡带,图中的箭头为水流动的方向;图2为具体实施方式
一中所述的单向渗滤中和井4的结构示意图,图中7为壳体1、7-1为壳体I的迎水流的侧壁、7-2为壳体I的背水流的侧壁、7-3为壳体I的上底、7_4为壳体I的下底、7-5为进水口、7-6为出水口,8为导流板、9为酸性填料,α为壳体I的上底7-3和导流板8形成的角;β为壳体I的下底7-4和导流板8形成的角;图中的箭头为水流动的方向;图3为具体实施方式
一中所述的双向渗滤中和井5的轴测示意图,图中去掉了上·盖,图中10为壳体II、12为纵向出水口,13为横向导流板、15为横向进水口、17为固定轴、19为备用进水口、20为格栅;图4为具体实施方式
一中所述的双向渗滤中和井5的轴测示意图,图中去掉了上盖和横向出水口 16所在的侧壁,图中10为壳体II,11为纵向进水口、12为纵向出水口,13为横向导流板、17为固定轴、18为纵向翼板、20为格栅;图5为具体实施方式
一中所述的双向渗滤中和井5的轴测示意图,图中去掉了上盖和横向出水口 16所在的侧壁,图中10为壳体II,11为纵向进水口、13为横向导流板、17为固定轴、18为纵向翼板;图6为为双向渗滤中和井5的纵向剖面图示意图;图中10为壳体II,11为纵向进水口、13为横向导流板、14为酸性填料、20为格栅。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法按以下步骤进行一、在盐碱地上修建渗析式高台阶梯分级沟陇系统,渗析式高台阶梯分级沟陇系统包括排水主沟1,次干沟2、毛沟3、单向渗滤中和井4、双向渗滤中和井5和护坡带6,排水主沟1,次干沟2、毛沟3形成规则的方形网格体系,该体系呈中间高、四周阶梯状降低的形状,其中相邻且平行的排水主沟I间的距离为400m 500m,排水主沟I的深度为I. 5 I. 8m,底宽为O. 8 2. Om ;次干沟2位于由排水主沟I构成的方形网格中,相邻且平行的次干沟2相距80 100m,次干沟2的深度为I. O I. 5m,次干沟2底宽为O. 8 I. 2m ;在由次干沟2构成的方形网格中,沿次干沟2的边缘设置宽度为O. 3m Im的护坡带6,在护坡带6上种植沙枣、芦苇、碱草、星星草、拂子茅、问荆、轴藜和白刺中的一种或几种植物;在护坡带6围成的区域内设置毛沟3,相邻且平行的毛沟3相距9m左右,毛沟3的深度为O. 3
O.6m,毛沟3的底宽为O. 3 O. 6m ;在次干沟2中设置单向渗滤中和井4,单向渗滤中和井4包括壳体I 7、导流板8和酸性填料9,其中在壳体侧壁7-1的下部设有进水口 7-5,在与进水口 7-5所在侧壁7-1相对的壳体侧壁7-2的下部设有出水口,在壳体的上底7-3与下底7-4分别设有导流板8,设在上底7-3的导流板8与上底7-3形成的夹角为α,其中α为90° 120°,设在下底7-4的导流板8在与下底7-4形成的夹角为β,其中β为90° 120° ;在壳体内填充酸性填料9,其中酸性填料9为石膏、磷石膏、脱硫石膏、亚硫酸钙、硫磺、明矾或酸性工业废渣;在两条次干沟的交叉口处设置双向渗滤中和井5,双向渗滤中和井5包括壳体II、纵向进水口 11、纵向出水口 12、横向导流板13、填料14、横向进水口 15、横向出水口 16、固定轴17和纵向翼板18,其中在壳体II的一个侧壁的下部设置纵向进水口 11,在与纵向进水口 11所在侧壁相对的壳体侧壁下部设置纵向出水口 12,纵向出水口 12的下边缘比纵向进水口 11的下边缘高5 15cm ;在与纵向进水口 11所在侧壁垂直的侧壁下部设置横向进水口 15,在与横向进水口 15所在侧壁相对的壳体II侧壁下部设置横向出水口 16 ;横向出水口 16的下边缘比纵向进水口 11的下边缘高5 15cm ;在壳体II内设置上、下两层导流装置,导流装置由横向导流板13、固定轴17和纵向翼板18构成,横向导流板13和纵向翼板18上都设置有轴孔,其中横向导流板13的轴孔的轴线垂直于横向导流板的所在平面,纵向翼板18的轴孔的轴线与纵向翼板18长度方向的中心线重合,固定轴17交替穿过横向导流板13和纵向翼板18的轴孔固定在壳体II的两端的侧壁上;壳体上底与上层的横向导流板13形成的夹角为 Y,其中Y为90° 120°,壳体下底与下层的横向导流板13形成的夹角为δ,其中δ为90° 120° ;上层的横向导流板13与下层的横向导流板13交错设置;在壳体II 10内填充酸性填料14,其中酸性填料14为石膏、磷石膏、脱硫石膏、亚硫酸钙、硫磺、明矾或酸性工业废渣;二、在毛沟3围成的盐碱地田块上,在表土层下面30 60cm处设置厚度为20 30cm的沙隔离带,采用耐盐碱作物及植物进行轮耕,在作物生长期采用拉沙压碱,使土壤含盐量达到Ocm 30cm 土壤层内的含盐量在O. 5% 2. 0%,完成盐碱地的治理。本实施方式的治理盐碱地的方法较传统做法具有以下优点网络式的梯形高台分级沟陇系统可结合农作物与植物生长时期灌溉及降雨过程,最大化地将盐碱析出,操作简易有效,设置在沟中的渗滤中和井,可有效拦截、吸附水中的盐碱及游离的阳离子,避免次生盐碱化发生;农作物与植物的轮耕和及时的土壤调节,可避免盐碱地治理过程对土壤结构的不利影响,避免土壤板结和盐化、碱化的反复,保持治理效果。用本实施方式的方法治理的盐碱地,I 2年后,相对于治理前碱度降低60%,盐度减低70%。本实施方式中规则的方形网格体系修建成中间高、四周阶梯状降低的形状,可使排水主沟,次干沟和毛沟中的水由高处流至低处,这种形状也可以利用盐碱盐的自然地势形成。本实施方式中双向渗滤中和井的纵向出水口的下边缘比纵向进水口的下边缘高,横向出水口的下边缘比纵向进水口的下边缘高,可保证水也酸性填料充分接触,保证除盐碱效果;导流装置由横向导流板、固定轴、纵向翼板构成,多个横向导流板和多个纵向翼板交替穿在固定轴上,纵向翼板可随水体的冲击而转动角度,从而减少纵向翼板对流体的阻力。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中的盐碱植物为碱草、芦苇、水稻、玉米或棉花。其它与具体实施方式
一相同。
本实施方式根据不同地区有所不同,北方可以种植玉米、沿海可以种植棉花。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤一中在由毛沟3构成的方形网格中,沿毛沟3的边缘设置围堰。其它与具体实施方式
一或二相同。本实施方式的围堰由耐腐蚀材料修成,耐腐蚀材料为混凝土板或石块;围堰用简单方法开启,以保证作物在育秧期淋浇与养护、泡田期灌溉、保墒的需要。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤一中排水主沟I交汇处设置反渗透装置或离子交换柱。其它与具体实施方式
一至三之一相同。本实施方式中在高台型排水沟渠网络主沟交汇处及通向各湿地、水塘通道处,集中设置反渗透装置或离子交换柱,通过反渗透或离子交换技术,最大化处理阻挡可溶性盐类的转移,然后通过离子交换法或化学沉淀法将土壤中多余的盐分从根本上分离,避免次生污染破坏环境。

具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是双向渗滤中和井5还包括至少一个备用进水口 19,备用进水口 19位于横向进水口 15上方。其它与具体实施方式
一至四之一相同。备用进水口 19的设置是用来疏解暴雨时淤积的雨水,加快处理进程。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是步骤一中所述的单向渗滤中和井和双向渗滤中和井的壳体的材料为镀锌铝合金或厚度为7 IOcm钢筋混凝土板。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是步骤一中α为100° 110°,β为100° 110°。其它与具体实施方式
一至六之一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一至七之一不同的是步骤一中Y为100° 110°,δ为100° 110°。其它与具体实施方式
一至七之一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一至八之一不同的是在单向渗滤中和井4和双向渗滤中和井5的所有进水口上安装格栅20。其它与具体实施方式
一至八之一相同。格栅的安装是为了防止杂物进入到单向渗滤中和井4或双向渗滤中和井5中,造成堵塞。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一至九之一不同的是步骤一中步骤二中沙隔离带位于表土层下面45 55cm处,沙隔离带的厚度为22 28cm。其它与具体实施方式
一至九之一相同。
具体实施方式
i^一 本实施方式与具体实施方式
一至十之一不同的是步骤二中步骤二中在作物生长期采用拉沙压碱,使土壤含盐量达到Ocm 30cm 土壤层内的含盐量在
O.8% 1.7%。其它与具体实施方式
一至十之一相同。用以下试验验证本发明的有益效果试验一渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法按以下步骤进行一、在位于大庆市龙凤区的试验区的盐碱地上修建渗析式高台阶梯分级沟陇系统,渗析式高台阶梯分级沟陇系统包括排水主沟1,次干沟I、毛沟3、单向渗滤中和井4、双向渗滤中和井5和护坡带6,排水主沟1,次干沟I、毛沟3形成正方形、长方形等网格体系,该体系呈中间高、四周阶梯状降低的形状,其中相邻且平行的排水主沟I间的距离为400m 500m,排水主沟I的深度为I. 6m,底宽为O. 8m ;次干沟2位于由排水主沟I构成的正方形网格中,相邻且平行的次干沟2相距90m,次干沟2的深度为I. 0m,次干沟2底宽为
O.9m ;在由次干沟2构成的正方形网格中,沿次干沟2的边缘设置宽度为O. 5m的护坡带6,在护坡带6上种植沙枣和玉米;在护坡带6围成的区域内设置毛沟3,相邻且平行的毛沟3相距9m,毛沟3的深度为O. 45,毛沟3的底宽为O. 3m ;在次干沟2中设置单向渗滤中和井4,单向渗滤中和井4由壳体I 7、导流板8和酸性填料9构成,其中在壳体侧壁7-1的下部设有进水口 7-5,在与侧壁7-1相对的侧壁7-2的下部设有出水口 7-6,在壳体的上底7-3与下底7-4分别设有导流板8,设在上底7-3的导流板8与上底7-3形成的夹角为α,其中α为120° ,设在下底7_4的导流板8在与下底7-4形成的夹角为β,其中β为120° ;在壳体内填充酸性填料9,其中酸性填料9为脱硫石膏;在两条次干沟的交叉口处设置双向渗滤中和井5,双向渗滤中和井5包括壳体II、 纵向进水口 11、纵向出水口 12、横向导流板13、填料14、横向进水口 15、横向出水口 16、固定轴17和纵向翼板18,其中在壳体II的一个侧壁的下部设置纵向进水口 11,在与纵向进水口 11所在侧壁相对的壳体侧壁下部设置纵向出水口 12,纵向出水口 12的下边缘比纵向进水口 11的下边缘高IOcm ;在与纵向进水口 11所在侧壁垂直的侧壁下部设置横向进水口 15,在与横向进水口 15所在侧壁相对的壳体II侧壁下部设置横向出水口 16 ;横向出水口 16的下边缘比纵向进水口 11的下边缘高IOcm ;在壳体II内设置上、下两层导流装置,导流装置由横向导流板13、固定轴17和纵向翼板18构成,横向导流板13和纵向翼板18上都设置有轴孔,其中横向导流板13的轴孔的轴线垂直于横向导流板的所在平面,纵向翼板18的轴孔的轴线与纵向翼板18长度方向的中心线重合,固定轴17交替穿过横向导流板13和纵向翼板18的轴孔固定在壳体II的两端的侧壁上;壳体上底与上层的横向导流板13形成的夹角为Y,其中Y为120°,壳体下底与下层的横向导流板13形成的夹角为δ,其中δ为120° ;上层的横向导流板13与下层的横向导流板13交错设置;在壳体II 10内填充酸性填料14,其中酸性填料14为酸性工业硫酸铵废渣;格栅20盖在纵向进水口 11及横向进水口 15上;二、在毛沟3围成的盐碱地田块上,在表土层下面40cm处设置厚度为30cm的沙隔离带,第一年种植水稻,第二年种植玉米进行轮耕,在作物生长期采用拉沙压碱,使土壤含盐量达到Ocm 30cm 土壤层内的含盐量在小于O. 3%,完成盐碱地的治理。步骤一中在由毛沟3构成的正方形网格中,沿毛沟3的边缘还设置围堰,围堰由耐腐蚀材料修成,耐腐蚀材料为混凝土板;保证作物在育秧期淋浇与养护、泡田期灌溉、保墒的需要。步骤一中所述的单向渗滤中和井和双向渗滤中和井的壳体的材料为厚度为8cm钢筋混凝土板。本试验的试验区在治理前后取样检测,各项指标如下表I所示。
权利要求
1.一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法按以下步骤进行 一、在盐碱地上修建渗析式高台阶梯分级沟陇系统,渗析式高台阶梯分级沟陇系统包括排水主沟(1),次干沟(2)、毛沟(3)、单向渗滤中和井(4)、双向渗滤中和井(5)和护坡带(6),排水主沟(1),次干沟(2)、毛沟(3)形成规则的方形网格体系,该体系呈中间高、四周阶梯状降低的形状,其中相邻且平行的排水主沟(I)间的距离为400m 500m,排水主沟(I)的深度为I.5 I. 8m,底宽为O. 8 2. Om ;次干沟⑵位于由排水主沟(I)构成的方形网格中,相邻且平行的次干沟(2)相距80 100m,次干沟(2)的深度为I. O I. 5m,次干沟(2)底宽为O. 8 I. 2m;在由次干沟(2)构成的方形网格中,沿次干沟(2)的边缘设置宽度为O. 3m Im的护坡带(6),在护坡带(6)上种植沙枣、芦苇、碱草、星星草、拂子茅、问荆、轴藜和白刺中的一种或几种植物;在护坡带(6)围成的区域内设置毛沟(3),相邻且平行的毛沟⑶相距9m左右,毛沟(3)的深度为O. 3 O. 6m,毛沟(3)的底宽为O. 3 O. 6m ; 在次干沟⑵中设置单向渗滤中和井(4),单向渗滤中和井⑷包括壳体I (7)、导流板(8)和酸性填料(9),其中在壳体侧壁(7-1)的下部设有进水口(7-5),在与进水口(7-5)所在侧壁(7-1)相对的壳体侧壁(7-2)的下部设有出水口,在壳体的上底(7-3)与下底(7-4)分别设有导流板(8),设在上底(7-3)的导流板(8)与上底(7-3)形成的夹角为α,其中α为90° 120°,设在下底(7-4)的导流板(8)在与下底(7-4)形成的夹角为β,其中β为90。 120° ;在壳体内填充酸性填料(9),其中酸性填料(9)为石膏、磷石膏、脱硫石膏、亚硫酸钙、硫磺、明矾或酸性工业废渣; 在两条次干沟的交叉口处设置双向渗滤中和井(5),双向渗滤中和井(5)包括壳体II (10)、纵向进水口(11)、纵向出水口(12)、横向导流板(13)、填料(14)、横向进水口(15)、横向出水口(16)、固定轴(17)和纵向翼板(18),其中在壳体II (10)的一个侧壁的下部设置纵向进水口(11),在与纵向进水口(11)所在侧壁相对的壳体侧壁下部设置纵向出水口(12),纵向出水口(12)的下边缘比纵向进水口(11)的下边缘高5 15cm;在与纵向进水口(II)所在侧壁垂直的侧壁下部设置横向进水口(15),在与横向进水口(15)所在侧壁相对的壳体II侧壁下部设置横向出水口(16);横向出水口(16)的下边缘比纵向进水口(11)的下边缘高5 15cm ;在壳体II内设置上、下两层导流装置,导流装置由横向导流板(13)、固定轴(17)和纵向翼板(18)构成,横向导流板(13)和纵向翼板(18)上都设置有轴孔,其中横向导流板(13)的轴孔的轴线垂直于横向导流板的所在平面,纵向翼板(18)的轴孔的轴线与纵向翼板(18)长度方向的中心线重合,固定轴(17)交替穿过横向导流板(13)和纵向翼板18的轴孔固定在壳体II的两端的侧壁上;壳体上底与上层的横向导流板(13)形成的夹角为Y,其中Y为90。 120°,壳体下底与下层的横向导流板(13)形成的夹角为δ,其中δ为90° 120° ;上层的横向导流板(13)与下层的横向导流板(13)交错设置;在壳体(10)内填充酸性填料(14),其中酸性填料(14)为石膏、磷石膏、脱硫石膏、亚硫酸钙、硫磺、明矾或酸性工业废渣; 二、在毛沟(3)围成的盐碱地田块上,在表土层下面40 60cm处设置厚度为20 30cm的沙隔离带,采用耐盐碱作物及植物进行轮耕,在作物生长期采用拉沙压碱,使土壤含盐量达到Ocm 30cm 土壤层内的含盐量在O. 5% 2. 0%,完成盐碱地的治理。
2.根据权利要求I所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤二中的盐碱植物为碱草、芦苇、水稻、玉米或棉花。
3.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤一中在由毛沟(3)构成的方形网格中,沿毛沟(3)的边缘设置围堰。
4.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于双向渗滤中和井(5)还包括至少一个备用进水口(19),备用进水口(19)位于横向进水口(15)上方。
5.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤一中排水主沟(I)交汇处设置反渗透装置或离子交换柱。
6.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤一中所述的单向渗滤中和井和双向渗滤中和井的壳体的材料为镀锌铝合金或厚度为7 IOcm钢筋混凝土板。
7.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤一中α为100° 110°,β为100° 110°。
8.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤一中Y为100° 110°,δ为100° 110°。
9.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤二中沙隔离带位于表土层下面45 55cm处,沙隔离带的厚度为22 28cm。
10.根据权利要求I或2所述的一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,其特征在于步骤二中在作物生长期采用拉沙压碱,使土壤含盐量达到Ocm 30cm土壤层内的含盐量在O. 8% I. 7%。
全文摘要
一种渗析式高台阶梯分级沟陇治理盐碱地的方法,本发明涉及治理盐碱地的方法。本发明是要解决现有的利用灌排系统治理盐碱地的方法易造成土壤板结和利用化学方法改良盐碱地的方法改良效果持续时间短的技术问题,方法一、在盐碱地上修建渗析式高台阶梯分级沟陇系统,渗析式高台阶梯分级沟陇系统包括排水主沟,次干沟、毛沟、单向渗滤中和井、双向渗滤中和井和护坡带,排水主沟,次干沟、毛沟形成中间高、四周阶梯状降低的网格体系,在次干沟中设置单向渗滤中和井,在两条次干沟的交叉口处设置双向渗滤中和井;二、在毛沟围成的盐碱地田块上进行作物轮耕,完成盐碱地治理。本方法治理盐碱地1~2年后碱度降低60%,盐度减低70%。
文档编号A01B77/00GK102783284SQ20121032565
公开日2012年11月21日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者康晓菲, 李同予, 李春颖, 薛滨夏, 赵志庆, 魏利 申请人:哈尔滨工业大学
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