微润驱盐管及其局部淡化盐碱地方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种微润驱盐管及其局部淡化盐碱地方法，在淡化区种植植物，从而使盐碱地可以正常种植使用的方法。

背景技术：
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盐碱土是地球上广泛分布的一种土壤类型，是一种重要的土地资源。全世界盐碱土面积约为9.55亿公顷，我国约为9913万公顷，其中现代活性盐碱土约3693万公顷，残余盐碱土4487万公顷，潜在盐碱土1733万公顷。盐碱地是我国重要的耕地储备资源。但是，由于该类土地中盐碱对作物有毒害与胁迫伤害，往往需要治理后才可用于耕种。

目前国内外通用的治理盐碱地的方法有物理法、化学法及生物法等多种方法，其中物理法主要有如下三种：

大水洗盐法

使用大量清水浸泡盐碱化的土地，使土壤中可溶性盐溶解于水中，然后将含盐水通过明渠或事先埋入地下的渗水暗管排出。

大水洗盐法的优点是使盐碱彻底脱离土壤，治理效果可保持的时间较长。但缺点很多：一是消耗大量的淡水，且洗水排出后二次污染；二是修明渠土工量巨大且占用土地，埋暗管虽不占用土地，但工程量更大，治理费用更高。

大水压盐法

大水压盐法是用淡水浸泡盐碱化土地，然后让浸泡水缓慢下渗到耕层以下，使耕层土壤中的盐部分洗脱，被水携带脱离耕层。

大水压盐的耗水量约为大水洗盐的30~50%，土工量小，是干旱缺水地区最常用的治理盐碱方法。但该法治理不彻底，被水压入深层的盐在蒸发拉动下重返耕层，治理后很快返盐，因此需要反复治理，人与盐年年缠斗，永无休止。

客土法

客土法是用其他地方良田中的土更换盐碱地上的土壤，在新运来的“客土”上种植植物。虽然治理后马上见效，可以种活植物，但是客土在周边盐碱环境下会逐渐盐碱化，最终完全丧失治理效果。

技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种微润驱盐管及其局部淡化盐碱地方法，选用功能性核心材料半透膜管作为微润驱盐管，利用半透膜材料可以在土壤中形成单向水流的功能，创造了盐分定向运移的条件，实现了盐碱地的局部淡化。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种微润驱盐管，其组成包括：高分子材料制造的半透膜微润管，所述的微润管一端封闭，另一端连接有三通。

所述的微润驱盐管，所述的微润管一端具体是热熔封闭，铜制环状卡箍被带有专用模具的冲床冲压变形后将所述的三通卡紧在所述的微润管端头。

一种所述的微润驱盐管的局部淡化盐碱地方法，微润驱盐管埋于土地内，用输水管将微润驱盐管的三通连接在一起形成灌溉网络，在微润驱盐管造成的淡化区内种植植物。

所述的微润驱盐管的局部淡化盐碱地方法，用微润驱盐管进行局部淡化盐碱地的方法按下述步骤进行：

（1）依据作物根体积的大小选择驱盐管规格，选驱盐管的长度大于或等于根埋深的三分之二；

（2）按种植规划的行株距确定驱盐管的埋设位置，驱盐管埋设处既是局部淡化区的中心处，也是作物的种植处；

（3）在驱盐管预设埋放的位置钻孔，孔深与驱盐管长度相等，将驱盐管逐个插入孔中；

（4）将驱盐管上端的三通与输水pe管插接，多个驱盐管连接成灌水网络，灌水网络的一端与水源相连接；

（5）开通水源，驱盐管开始向土壤供水，在土壤内部形成以驱盐管为轴心的圆柱体湿润体，湿润体内水流方向是从驱盐管流向湿润锋，并将盐碱离子携向湿润锋处；

（6）用电导仪随时检验湿润体内盐分变化情况，随时间推移，驱盐管附近湿润体内盐分越来越低，而湿润锋处盐浓度越来越高。当湿润体内电导率降至与当地标准农田相当水平，说明湿润体内土壤的淡化过程已完成，可用于种植植物；

（7）将植物栽种到驱盐管附近的淡化区内，驱盐管保持出水，出流的水有两个作用：一是对土体持续淡化，扼制富集区高浓度的盐反向扩散，扼制淡化区返盐；二是对植物进行灌溉，保障植物的正常生长。

一种所述的微润驱盐管的次生盐渍化治理二级驱盐方法，该方法按下述步骤进行：

a.首先，在每棵树主根的近处打孔，将一条驱盐管埋入，通水驱盐，在主根附近首先形成圆柱体湿润体，称为一级湿润体；

b.观察湿润体扩展情况并测定湿润体内盐碱度变化情况，当湿润半径足够大，且湿润锋处盐浓度已足够高，此时，在湿润锋内侧的若干个不同方向分别打孔并分别放入驱盐管，作为二级驱盐管：

c.在二级驱盐管形成新湿润体的过程中，将原湿润锋处的盐驱离树木更远，驱至新形成的湿润锋处；

d.由二级驱盐管形成的新湿润体相互连接重叠形成一个大型的二级湿润体，只要二级湿润体足够大，大于果树主要根系的体积，盐碱即不能对果树造成危害，次生盐渍化土地被局部淡化后，消除了盐碱对果树的危害。

本发明的有益效果：

1.将本发明驱盐管垂直竖埋于盐碱土中，内部充水后，水分通过微润管的半透膜管壁向管外缓慢渗透，具体的本淡化盐碱地的原理如下所述：

由于半透膜既是传质界面又是能量界面，通过管内压力控制可准确控制渗出水量。渗出水首先在管壁周围土壤形成湿润层，湿润层的水分向周边水势更低的干燥土壤扩散，使湿润半径逐渐扩大，最终形成以微润管为圆心横剖面为圆柱形的湿润体。该湿润体中，圆心处土壤湿度最大、水势最高，离圆心越远土壤含水量越少、水势越低，整个湿润体是一个圆心高、圆周低的同心圆式的水势场。如图2所示。由该水势场的能量状态决定，微润管内出的水流永远是从圆心流向周围，水流的方向是单向的。

在土壤中盐碱离子的运移特点是“盐随水走”。微润管中渗出的水分在单向流动过程中，溶解并携带土壤中的盐分向圆周处运移。该过程相当于圆心处的土壤受到单向水流洗涤逐渐淡化。携盐土壤水向圆周流动过程中使圆周处盐浓度升高。随上述过程的持续，在定向水流作用下，土壤中盐分分布逐渐呈现出有序化现象，呈现出热力学第二定律的逆过程。

当以每天24小时的方式不停给水时，在持续的水流下土壤中的盐分受到不断的洗涤、不停的脱盐。离圆心越近脱盐程度越高，供水时间越长脱盐越彻底。当供水时间足够长时，可使被洗涤部分土壤的含盐量低至正常耕地水平。

当湿润体内的水流从微润管流向湿润锋时，水流的单向性推动盐碱离子向湿润锋的定向运移，时间越长、运移量越多。湿润锋处盐浓度越来越高，最终出现下述结果：用驱盐管给水形成的湿润体内盐分由无序分布变为有序分布，盐分在湿润锋处富集而湿润锋半径之内的土体被淡化。湿润锋半径之外的土壤由于没受到水的扰动，仍保持原盐碱分布状态。该结果相当于盐碱地内部造成一个有一定深度和一定半径的局部淡化区，淡化区的形状类似于花盆，如图2所示。该局部淡化区的深度与所用驱盐管的长度有关，淡化区的半径与给水时间及水量相关，可依据不同的使用目的，选用不同规格的驱盐管，在盐碱地上制造出不同尺寸的局部淡化区。由于淡化区内土壤含盐量已经很低，可用于种植各种植物。

本驱盐管局部治理盐碱地的技术特点包括：（1）由于每一支驱盐管可淡化出一个花盆型的淡化区，所以用驱盐管治理盐碱地的方法可非常灵活、非常简单。例如：计划在每亩地上种植50棵果树，只需按行株距设计在盐碱地上制造出50个局部淡化区即可。无论是在平地还是山坡，既不需要整地也不需要开沟挖渠，不破坏原地形地貌，节约大量土工工程。

（2）局部淡化完成后，驱盐管可仍保留于原处作为灌溉给水器对新种植的植物进行灌溉，使治理好的盐碱地变成了配备了自动灌溉系统的水浇地。驱盐管一管多用。

（3）在对植物灌溉过程中，驱盐管中出流水的流动方向依然是从管流向湿润锋，该单向水流对土壤中残留的盐仍有淡化作用，但更主要的是扼制湿润锋处富集区高浓度的盐反方向扩散，使“永不返盐”成为驱盐管法治理盐碱地的最突出的技术特点。

（4）用驱盐管局部淡化治理盐碱地的方法适用于在盐碱地上发展林果业或盐碱化土地绿化及生态环境改造，用于种植果树、绿化树、景观树等单株或单丛植物。

本发明的驱盐管治理盐碱地的主要原理是利用了半透膜管在土壤中产生的单向水流携盐碱离子定向运移、定点富集的效果，因此具有下述技术特点：（1）对盐碱离子没有选择性，只要是水溶盐碱均有效，因此是一种广谱治理方法。可用于各种不同类型的盐碱地。

（2）局部盐碱的淡化程度随时间变化，时间越长，残留量越少。因此，只要处理的时间足够长，无论原先是中度还是重度盐碱地都可以降到标准耕地盐碱度。

（3）驱盐管法局部治理盐碱地适用于树木类种植密度低的单棵植物的种植。适用于盐碱地绿化或在盐碱地上发展林果业。

（4）治理过程无需进行土地平整，无需修建排水沟渠，节省大量土方工程，降低治理投资。

（5）单位面积的耗水量约为大水洗盐的十分之一。为水资源紧缺地区治理及利用盐碱地提供一条技术途径。较好的解决了淡化后土壤返盐问题。

本发明利用高分子管状半透膜制造驱盐管的方法。驱盐管由膜管、三通、卡箍三个部分组成。膜管的作用是在土壤中形成单向水流；三通的作用是连接输水管；卡箍的作用是将膜管与三通紧固成一体。利用驱盐管使盐碱地部分淡化后恢复使用功能。其原理是驱盐管释出的单向水流携带土壤中的盐碱离子向湿润锋定向移动，并在湿润锋处定点富集。这种驱盐运动的结果是使湿润锋之内的土体淡化而湿润锋处盐富集，浓度升高，湿润锋之外土壤中盐分未受到影响，维持原状。部分淡化区域的大小与选用驱盐管的规格有关。选用相同规格的驱盐管时，形成淡化土体的直径可用系统压力和供水时间控制。系统压力越高，供水时间越长，淡化土体的体积越大。用驱盐管形成淡化土体的淡化程度与消耗水量有关，用水量越大，驱盐越充分，残留的盐碱量越小。正确控制消耗水量可使盐碱含量降低到达标土壤水平。根据权利要求二，用驱盐管形成的淡化区域内消除了盐碱的危害，可用于种植树木类植物，使盐碱地恢复使用价值。利用驱盐管治理盐碱地时，形成的给水网络系统也可用于灌溉，灌溉过程又巩固了驱盐效果，使得“一水两用”和“永不返盐”成为本方法最突出的两个技术特点。驱盐管部分淡化治理盐碱地适用于荒山造林，盐碱地绿化及利用盐碱地发展林果产业。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是本发明的驱盐管局部淡化盐碱地示意图。

附图3是本发明的在盐碱地上形成局部淡化区示意图。

附图4是本发明的二级驱盐示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种微润驱盐管，其组成包括：高分子材料制造的半透膜微润管1，所述的微润管一端封闭，另一端连接有三通3。微润管的管壁上有大量纳米微孔，管内充水后，水分通过微孔缓慢向外渗透，出流通量与管内压力成正比，精准可控。制造半透膜管的工艺技术要求，选用通用型高分子树脂pe为主要材料，经配方混炼造粒、挤出成型、冷却定型、牵伸萃取、卷取等工序，制成壁厚1mm、折径25mm、每卷长度为500m的半透膜管，膜通量为4000ml/m·d。

实施例2：

根据实施例1所述的微润驱盐管，所述的微润管一端具体是热熔封闭，铜制环状卡箍2被带有专用模具的冲床冲压变形后将所述的三通卡紧在所述的微润管端头。按产品规格要求，将半透膜管剪切成段。管段长度从20cm开始，每增加10cm算作一个规格，直至每段100cm，共9种规格。满足从幼苗到大型树木不同规格根体积的需要。将段状膜管送入自动热合装置使一端热合封闭。

实施例3：

上述微润驱盐管的局部淡化盐碱地方法，用微润驱盐管进行局部淡化盐碱地的方法按下述步骤进行：

1．依据作物根体积的大小选择驱盐管规格。一般选驱盐管的长度等于根埋深的三分之二。如根深埋为60cm，选用驱盐管的长度为40cm。

．按种植规划的行株距确定驱盐管的埋设位置。一般情况下驱盐管埋设处既是局部淡化区的中心处，也是作物的种植处。

．用土钻在驱盐管预设埋放的位置钻孔，孔径5cm，孔深与驱盐管长度相等。将驱盐管逐个插入孔中。

．将驱盐管上端的三通与输水pe管插接，多个驱盐管连接成如图3所示的网络，网络的一端与水源相连接。

．开通水源，驱盐管开始向土壤供水，在土壤内部形成以驱盐管为轴心的圆柱形湿润体。湿润体内水流方向是从驱盐管流向湿润锋，并将盐碱离子携向湿润锋处。

．用电导仪随时检验湿润体内盐分变化情况，随时间推移，驱盐管附近湿润体内盐分越来越低，而湿润锋处盐浓度越来越高。当湿润体内电导率降至与当地标准农田相当水平，说明湿润体内土壤的淡化过程已完成，可用于种植植物。

．将植物栽种到驱盐管附近的淡化区内。驱盐管保持出水，出流的水有两个作用：一是对土体持续淡化，扼制富集区高浓度的盐反向扩散，扼制淡化区返盐；二是对植物进行灌溉，保障植物的正常生长。

秋季停水后，土壤逐渐干燥，盐分在干燥土壤内难以移动，所以富集区的盐不会反向扩散，不会返盐。况且，即使少量盐分发生反向扩散，第二年春季给水后，该部分盐也会很快被重新驱赶回富集区。所以，用驱盐管治理的淡化区可长治久安、永不返盐。

实施例4：

上述微润驱盐管的次生盐渍化治理二级驱盐方法，该方法按下述步骤进行：由于气候变化或灌溉排水施肥不当等原因，一些老果园的土壤也受到次生盐渍化侵害，土壤结构受到盐碱的破坏，果品的产量和质量越来越低，有的甚至果树的生命都受到威胁。由于老果园已有成年大树，在治理时与上述方法有所不同：

a.柱形湿润体，称为一级湿润体。由于老树的根体积很大，一级湿润体的体积很难大到足以包容首先，在每棵树主根的近处打孔，将一条驱盐管埋入，通水驱盐，在主根附近首先形成圆全部根体积的程度，需二级湿润体接力驱盐。

观察湿润体扩展情况并测定湿润体内盐碱度变化情况。当湿润半径足够大，例如已达到60cm，且湿润锋处盐浓度已足够高。此时，在湿润锋内侧的四个不同方向打4个孔并分别放入驱盐管，如图4所示：

c.在4条二级驱盐管在形成新湿润体的过程中，将原湿润锋处的盐驱离树木更远，驱至新形成的湿润锋处；

d.由4个新湿润体相互连接重叠形成一个大型的二级湿润体。只要二级湿润体足够大，大于果树主要根系的体积，盐碱即不能对果树造成危害。次生盐渍化土地被局部淡化后，消除了盐碱对果树的危害。

实施例5：

本发明的应用案列如下所述：

案例一：驱盐管的制造方法

a.按技术要求制造驱盐管的核心材料高分子半透膜管；

b.将管状半透膜剪切成段。不同长度的管用于制造不同规格的驱盐管；

c.将膜管置入自动焊接机中，使管的一端热合封闭；

d.将管的另一端与塑料三通连接，并装配铜质或不锈钢质的环形卡箍，用装有模具的冲床冲压，卡箍变形后固结连接，制成驱盐管。

案例二：驱盐管的安装使用

a.依据设计，按种植行距x株距为4x3米种植苹果树，每亩56株。根埋深60cm。土壤盐含量为0.8%，属重度盐碱地；

b.按规定行株距位置用土钻打孔，孔径5cm，孔深40cm，每亩孔数56个；

c.选用长度为40cm的驱盐管56条，每个孔埋入一条。将驱盐管上部的三通与输水管插接，将56条管组成给水网络，输水管的一端与水源连接；

d.打开水源使用网络充水。检查无漏点后，回填掩埋驱盐管。保持系统压力0.02mpa持续供水。湿润体开始以驱盐管为中心形成，随时间推移，湿润体的直径越来越大；

e.检验湿润体内的盐含量，当盐含量降至0.2%以下时，说明该盐碱地中部分土体已被淡化到不会伤害果树的程度，可以进行果树种植。

案列三：部分淡化盐碱地的利用和维护

a.盐碱地中部分地点被淡化形成以驱盐管为中心的淡化土体后，在驱盐管附近种植树木；

b.种植完成后，给水系统持续保持供水，水分从驱盐管释出后，一方面继续淡化土壤，另一方面作为灌溉水，维持树木的生长发育；

检验并控制土壤含水量，使土壤保持适于树木生长的湿度。在一水两用的过程中，单向水流扼制高浓度区的盐分反向扩散，使淡化土体永不返盐。