一种改良土壤的方法与流程

1.本发明属于园林建筑技术领域，尤其涉及一种改良土壤的方法。


背景技术：

2.土地为填海造地形成的陆地，采用海沙填充并密实，地下水位随潮水变化，土壤主要为风砂土和盐土，地表土壤含盐量较高，导致园林植物无法正常生长。
3.沿海地区的土壤变得盐渍化严重，大面积的土壤中成分发生了严重的变化，使园林生物无法正常的生长，为沿海地区的厂区的环境造成了较大的影响。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种改良土壤的方法，以解决盐渍化土壤中无法生长园林植物的技术问题。
5.第一方面，本技术提供了一种改良土壤的方法，所述方法包括以下步骤：
6.对待改良土壤及其地下水位进行勘察，得到勘察结果；
7.得到所述待改良土壤的改良目标；
8.根据所述勘察结果和所述改良目标，得到暗管排盐中暗管的间距、长度与埋深值；
9.对所述待改良土壤进行暗管排盐改造，得到目标改良土壤。
10.可选的，所述暗管的埋深值满足的关系为：h
t
＝h+δh+r，式中：ht为暗管的埋深值，h为地下水位的排演深度或临界深度，δh集水管水位与中心点地下水位之差，r为暗管中的水深或暗管直径。
11.可选的，所述暗管的间距的计算方法包括田间实验法、经验数据法和理论计算法中至少一种。
12.可选的，所述暗管的间距的计算方法为理论计算法与田间试验法，所述田间试验法为经验数据法。
13.可选的，所述经验数据法中，所述间距满足以下关系：l＝n k h
t
，l为暗管间距，n为经验系数，其中，当待改良土壤为粘土时，n为40；当待改良土壤为壤土时，n为30，当待改良土壤为砂壤土时，n为20；k为土壤渗透系数.h
t
为暗管埋深值。
14.可选的，所述暗管包括吸水管和集水管。
15.可选的，所述吸水管的半径满足以下关系：
16.r＝2r为排水暗管半径，i为水力梯度，a为管内充盈度，n为粗槌系数。q——设计排水流量，单位为立方米每天(m3/d)。
17.可选的，所述集水管的半径满足以下关系：r为排水暗管半径，i为水力梯度，a为管内充盈度，n为粗槌系数；q——设计排水流量，单位为立方米每天(m3/d)。
18.可选的，所述暗管的排水量满足以下关系：q＝cqa，q为暗管排水流量，单位为立方
米每天；c为与面积有关的流量系数，通常只设一级或两级暗管时c＝l；q为治流或防止盐碱化的设计排水模数，q的单位为米每天；a为暗管的排水控制面积，a的单位为平方米。
19.可选的，所述对所述待改良土壤进行暗管排盐改造，得到目标改良土壤，具体包括：
20.所述待改良土壤进行暗管排盐改造和灌溉淋洗，后进行物理改良、化学改良以及生物改良，得到目标改良土壤。
21.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
22.本技术实施例提供的该方法，对待改良土壤及其地下水位进行勘察，得到勘察结果；得到所述待改良土壤的改良目标；根据所述勘察结果和所述改良目标，得到暗管排盐中暗管的间距、长度与埋深值；对所述待改良土壤进行暗管排盐改造，得到目标改良土壤，取得了良好的土壤改良效果，暗管具有较好的承重力，结实耐用；排水量大、排水速度快过滤保护功能，避免堵塞表面；有透水专用土工布，防止沙土等杂质进入排水管里面，永远不会堵塞，减少清理费用；施工速度快，总成本低。
附图说明
23.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的一种改良土壤的方法的流程示意图；
26.图2为本技术实施例提供的暗管排盐管道平面图；
27.图3为本技术实施例提供的暗管排盐管道断面图。
28.其中，1、至排盐沟；2、暗管；3、主排盐沟；4、集水井；5、种植土；6、隔离层。
具体实施方式
29.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。例如，室温可以是指10～35℃区间内的温度。
31.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
32.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
33.根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种改良土壤的方法，如图1所示，所述
方法包括以下步骤：
34.s1.对待改良土壤及其地下水位进行勘察，得到勘察结果；
35.s2.得到所述待改良土壤的改良目标；
36.s3.根据所述勘察结果和所述改良目标，得到暗管排盐中暗管的间距、长度与埋深值；
37.s4.对所述待改良土壤进行暗管排盐改造，得到目标改良土壤。
38.在《园林绿化工程盐碱地改良技术标准》cjj/t 283-2018盐碱地改良方案的基础上，解决s3中所述勘察结果和所述改良目标，设立暗管排盐系统，遵循盐随水来，盐随水走的水盐运移规律，将具有渗滤功能的管道铺设于地下，汇流灌溉或降雨后溶解于土壤盐分的水体，以降低地下水位，从根本上解决次生盐碱问题。
39.步骤s3中，暗管改良盐碱地规划遵循因地制宜原则，考虑环境保护和涝、渍、盐做综合治理的要求，确定暗管改良盐碱地任务和标准。应掌握土层结构、渗透性、地下水位、土壤ec、esp及矿物质含量.根据调查和勘察的结果进行管网设计，确定吸水管的间距、长度与埋深，确定暗管改良盐碱地标准。暗管改良盐碱地系统的组成、分级与管道的类型、规格等，应根据盐碱规模、改碱要求、地形、土质、管材、滤料和施工条件等因素确定。结合工程特点、场地条件，通过技术经济分析，确定盐碱地改良土壤改良标准、盐碱地改良设计标准、排水标准等。改良，包括土壤含盐量与土壤改良深度；土壤含盐量：暗管改良盐碱地土壤含盐量不能高于作物的耐盐阈值。土壤改良深度：暗管改良盐裁土壤深度不应低于作物正常生长根系主要分布土层深度。
40.步骤s4中，对所述待改良土壤进行暗管排盐改造，盐碱地改良工程应满足防治盐碱化的排水标准，如果遇到特殊年份应优先考虑满足排涝标准和排渍要求。防止盐碱化的排水时间一般可采用8d～15d内将地下水位降到临界深度，井达到以下要求：
41.1、在预防盐碱化地区，应保证作物各生育期的根层土壤含盐缺不超过其耐盐能力；
42.2、在冲洗改良盐碱土地区，应满足设计土层深度内达到脱盐要求.
43.在一些实施方式中，所述暗管的埋深值满足的关系为：h
t
＝h+δh+r，式中：ht为暗管的埋深值，h为地下水位的排演深度或临界深度，δh可以理解为相邻两暗管的中心点地下水位降至δh时，集水管水位与中心点地下水位之差或剩余水头，r为暗管中的水深或暗管直径。
44.具体地，ht的单位为米(m)；δh的单位为米m〉；r的单位为米(m)；根据以上原理及公式，结合现场地形勘测，初步设计排盐排水管埋深为0.3-0.4m。
45.在一些实施方式中，所述暗管的间距的计算方法包括田间实验法、经验数据法和理论计算法中至少一种。
46.在一些实施方式中，所述暗管的间距的计算方法为理论计算法与田间试验法，所述田间试验法为经验数据法。
47.在一些实施方式中，所述经验数据法中，所述间距满足以下关系：l＝n k h
t
，l为暗管间距，n为经验系数，其中，当待改良土壤为粘土时，n为40；当待改良土壤为壤土时，n为30，当待改良土壤为砂壤土时，n为20；k为土壤渗透系数.h
t
暗管埋深值。l的单位为米(m)；k的单位为米每天(m/d)；h的单位为米(m)，可以依据土壤地质地估算暗管间距.另外，根据我
国各地试验结果和实践经验，当暗管埋深在0.8m～1.0m范围内，各种不同质地土壤，其暗管的大致间距如表1。
48.表1暗管间距与土壤质地的关系。
[0049][0050]
本技术实施例中，采用理论计算法确定暗管间距时，应考虑排水地块地下水流向，排水渗流，地下水受何种类型的补给等因素，合理选择的计算方法，具有可以达到改良土壤的效果。暗管间距计算方法可按附录b选用适宜的公式计算确定。根据上述设计标准和计算方法，暗管埋深初步计划为地下30-40cm，暗管间距根据现场实际情况暂定为5-8m，具体情况需要根据施工现场的情况进行调整。
[0051]
在一些实施方式中，所述暗管包括吸水管和集水管。
[0052]
在一些实施方式中，所述吸水管的半径满足以下关系：
[0053]
r为排水暗管半径，i为水力梯度，a为管内充盈度，n为粗槌系数。q——设计排水流量，单位为立方米每天(m3/d)。
[0054]
在一些实施方式中，所述集水管的半径满足以下关系：r为排水暗管半径，i为水力梯度，a为管内充盈度，n为粗槌系数。q——设计排水流量，单位为立方米每天(m3/d)。
[0055]
在一些实施方式中，所述暗管的排水量满足以下关系：q＝cqa，q为暗管排水流量，单位为立方米每天；c为与面积有关的流量系数，通常只设一级或两级暗管时c＝l；q为治流或防止盐碱化的设计排水模数，q的单位为米每天；a为暗管的排水控制面积，a的单位为平方米。
[0056]
在一些实施方式中，所述对所述待改良土壤进行暗管排盐改造，得到目标改良土壤，具体包括：所述待改良土壤进行暗管排盐改造和灌溉淋洗，后进行物理改良、化学改良以及生物改良，得到目标改良土壤。
[0057]
具体地，物理改良措施应主要包括深耕晒堡、掺拌改土、客土抬高、大穴客土和地表覆盖及淋洗。根据施工区域实际情况，采用翻耕铺晒的方法，利用园林翻耕机械，在喷淋的同时，对盐土进行翻动，疏松表土，翻耕深度为30cm左右，破除板结土壤，覆盖2cm～3cm厚的木屑、粉碎树皮、稻壳、蔗渣、碧糠灰及粗质泥炭等有机料。同时，化学改良措施应主要包括施加钙质改良剂、酸性改良剂和有机物。根据检测报告，本施工区域海砂的ph值均达到8.5以上，采用脱硫石膏、石膏、石灰石、磷石膏，与种植土掺拌混匀；需用量应根据土壤碱化度、土壤容重、土壤碱化层深度的情况计算：
[0058]
w＝[86.07*cec(esp—5％)+86.04*zep-28.22]h*d/r
·
η
[0059]
式中：w——脱硫石膏施用量(kg/hm2)；cec——阳离子交换量(cmol/kg)；esf——
碱化度(％)；zep——总碱度(cmol/kg)；h——土壤碱化层深度(cm)；d——土壤容重(g/cm3)；r——石膏有效利用率(％)，取为77.4％；η——脱硫石膏中石膏含量(％)，取为80％。
[0060]
本技术实施例中，通过水利改良、物理改良、化学改良以及生物改良四项措施，“四位一体”土壤综合改良方案，对地表土进行地下、地上全面改造，确保土壤满足草坪生长的需求。
[0061]
另外，圆形管道设计中与充盈度有关的系数a值可用下列公式计算：
[0062][0063]
式中；
[0064]
a充盈度，为圆形管内最大水深与暗管内径的比值，盐碱地改良工程设计中，一般当暗管的内径为50mm时，取a＝0.6；50mm～100mm时，取a＝0.7左右；100mm时，取a＝0.8.不同充盈度a值也可从表2中查得。
[0065]
表2相应于不同充盈度a值。
[0066]
a0.500.550.6c0.65c.700.75a0.98 9541.1s9171,329 521.496 991.656 951.804 58a0.800.850.900.951.00 a1.934 482.039 322.109 292.126 551.979 07 [0067]
洗盐的淋洗定额，可按下式计算：
[0068]
m＝10000i0d(θ
1-θ2)+10000iγd(s
1-s2)/k+eiγ式中：m—淋洗定额(m3/hm2)；i—计划淋洗脱盐层厚度(m)；γd—计划淋洗脱盐土层干容重(kg/m')；θ1—计划淋洗脱盐土层田间最大持水量(％)；θ2—计划淋洗脱盐土层自然含水量(％)；s1—计划淋洗脱盐土层冲淋洗前含盐量(g/kg)；s2—计划淋洗脱盐土层的脱盐标准(g/kg)；k-达到脱盐标准的平均排盐系数(数值，大小与土壤质地和渗透性有关，滨海盐土脱盐效率为中等水平，系数为8kg/m3～12kg/m3)；e——淋洗期间累计蒸发量(m3/hm2)；p——淋洗期间的降水量(m3/hm2)。
[0069]
本技术实施例中，灌溉淋洗应实现对中等盐敏感作物，土壤溶液的最大盐浓度应维持在4ds/m；对耐盐作物，土壤溶液的最大盐浓度为8ds/m；对极耐盐作物，土壤溶液的最大盐浓度为12ds/m；a)植物根区淋洗需水量比采用式(6)：
[0070][0071]
式中：lf—淋洗需水量比；da-排水深度，单位为毫米(mm)；di—灌溉水深度，单位为毫米(mm)；eci—灌溉水电导率，单位为分西门子每米(ds/m)；ecd—排水掉电导率，单位为分西门子每米(ds/m)；
[0072]
b)对于高度频繁的灌水，如滴灌灌溉方式，作物淋洗需水量比可采用式：
[0073]
[0074]
式中：ec—灌溉水电导率，单位为分西门子每米(ds/m),maxec—作物绝收时的饱和土壤溶液浸提液的电导率.单位为分西门子每米(ds/m)；如图2暗管排盐管道平面图，和图3暗管排盐管道断面图，图中，横向相隔的支排盐沟与暗管的组合体之间的距离可以5-8m，暗管测的坡讲为2％左右支排盐沟与暗管的组合体宽度为30cm左右；隔离层的厚度为15-20cm左右，可以避免水的渗透，达到排盐的效果，以免盐渗透导致作物生长不好。
[0075]
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的方法进行详细说明。
[0076]
采用居于福建南部海岸狭长型的古雷半岛上，半岛三面环海，厂区位于半岛西侧呈东高西低地势。其中东面为原陆域平整和补填部分海沙形成，地下水以淡水为主；西面部分为填海造地形成的陆地，采用海沙填充并密实，地下水位随潮水变化，土壤主要为风砂土和盐土，地表土壤含盐量较高，导致园林植物无法正常生长。对该地进行改造。
[0077]
采用本技术的改良土壤的方法，所述方法包括以下步骤：对待改良土壤及其地下水位进行勘察，得到勘察结果；得到所述待改良土壤的改良目标；根据所述勘察结果和所述改良目标，得到暗管排盐中暗管的间距、长度与埋深值；对所述待改良土壤进行暗管排盐改造，得到目标改良土壤。取得了良好的改良效果，暗管具有较好的承重力，结实耐用；排水量大、排水速度快过滤保护功能，避免堵塞表面；有透水专用土工布，防止沙土等杂质进入排水管里面，永远不会堵塞，减少清理费用；施工速度快，总成本低。
[0078]
而常规的采用如cn201821603602.6盐碱土壤改良系统，改造面积大，成本相比本技术是几倍以上。
[0079]
综合本技术的方法和常规的方法，项目运行60天后得到的土壤改良的效果如表3。
[0080]
表3。
[0081][0082]
由表1可知，通过本技术的方法，对古雷半岛上的土壤进行改造，得到了适宜植物生长的土壤环境，土壤的容重、盐分和孔隙度得到大幅度改善，取得了的领先优势。
[0083]
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0084]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。