一种盐碱地和沙化地治理方法与流程

本发明涉及一种盐碱地和沙化地治理方法，属于土壤治理技术领域。

背景技术：

近年来，由于全球气候变化以及生态环境恶化等因素，我国境内的盐碱地和沙化地占地面积范围广大并且在以无法忽视的速度扩散，这些土地土质恶劣，只有极少数耐盐碱的植物能够生长，。

我国境内的盐碱地主要分布在：西北内陆盐碱区、黄河中上游板干旱盐碱区、黄淮海平原干旱半干旱洼地盐碱区、东北半湿润半干旱低洼盐碱区以及沿海半湿润盐碱区等地区。不同地域的盐碱沙化区环境和地质条件区别极大，各地的地下水情况差异较大，温度条件也存在较大的差异，不同地区盐碱地的肥力也不尽相同。因此各区治理的侧重点也不相同。

对于以上盐碱地的传统改良方法，主要有以下几种：

物理改良，主要对盐碱地平整地面、深耕晒垡、及时松土、抬高地形、微区改土等方式防止返盐、增强保墒抗旱能力，改良土壤结构和养分状况。缺点是工程量大，费用高，见效慢，需要较长时间才能达到降盐改碱的目的。

灌水洗盐，利用大量的淡水对盐碱地进行灌溉，使盐碱地中的盐分溶解在水中，然后开沟排水，将盐分带走，从而降低土壤的含盐量。在盐碱地区缺水的现状下，纯粹通过灌水洗盐的方式成本极高，而且淡水会渗入地下，洗去的仅仅是土壤表层的盐分，仍然不适合将盐碱地区改造成可耕作土地。

化肥改良，向盐碱池中施用大量的有机、无机化肥，调整盐碱地的ph值。这种方式容易导致土壤的二次板结，并且返盐严重。

生物改良，主要是利用盐碱植物和微生物肥料改良盐碱土，种植耐盐的绿肥和牧草，对盐土改良有积极作用。缺点是对耐盐植物的要求比较高，需要对生物耐盐的机制有较深了解，选择品种的技术难度高，并且见效慢。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提出一种盐碱地和沙化地治理方法，其能够有效地对盐碱地和沙化地进行综合治理，并且能够保持较长时间的治理效果，避免在植被形成的过程中返盐造成植被种植的失败，并且处理成本低，耗费的时间较短。

为实现上述目的，本发明的一种盐碱地和沙化地治理方法包括以下步骤：s1：对待处理盐碱地以九宫格形式进行区域划分，在九宫格中央区域设置表层土处理场，在表层土处理场内设置表层土淋洗改性装置和淋洗水处理装置；

s2：在表层土处理场周围互相间隔的四块待处理盐碱地上覆盖高强度不透水塑料膜，收集雨水供表层土处理场使用；

s3：清除步骤s2中用于收集雨水盐碱地块之间待处理盐碱地块的表层土壤，将挖出的表层土壤转运至表层土处理场，在表层土淋洗改性装置内对表层土壤进行若干次浸泡淋洗，处理至盐碱含量达标，盐碱量处理达标的表层土壤进行改性，然后等待回填；

s4：在步骤s3中清除表层土壤后的盐碱地块上铺设阻隔层；

s5：将步骤s3中的改性表层土壤回填至原盐碱地块，达到种植厚度要求，并在土壤表层覆盖高强度不透水塑料膜，进行覆盖有机养护，同时收集雨水供表层土处理场使用；

s6：对步骤s2中收集雨水的待处理盐碱地块进行如步骤s3～s5的处理；

s7：对步骤s5和步骤s6中处理完毕的盐碱地块用无害化后的有机质废水浇灌养护，使之达到治理要求，并进行植被种植。

进一步地，在步骤s3中，对表层土壤进行浸泡淋洗的浸泡淋洗水包括步骤s2和步骤s5中收集的雨水，以及经过淋洗水处理装置处理后达到淋洗用水标准的淋洗回用水。

进一步地，达到淋洗用水标准的淋洗回用水淋洗后的土壤中盐碱含量不超过种植土盐碱含量限度要求。

进一步地，在步骤s3和步骤s6中，根据种植土深度要求的不同，清除盐碱地块表面400mm～600mm厚的表层土壤。

进一步地，在步骤s3中，表层土壤改性是在淋洗处理后盐碱度达标的表层土壤中加入经过堆肥的秸秆碎料和有机植物胶，并拌和均匀，加入经过堆肥的秸秆碎料和有机植物胶的重量为土壤重量的5％～10％。

进一步地，在淋洗处理后盐碱度达标的表层土壤中加入生物有机肥、生物炭或植物胶，加入生物有机肥、生物炭或植物胶的重量为土壤重量的5％以内。

进一步地，在步骤s4中，阻隔层包括若干层高强度塑料地膜，每层地膜之间均匀喷涂3mm～5mm厚的有机植物胶，在步骤s5中，阻隔层上方回填的改性表层土壤厚度在400mm以上。

进一步地，在步骤s4中，阻隔层包括1层高强度塑料地膜和在高强度塑料地膜两侧均匀喷涂的3mm厚有机植物胶，在阻隔层下方填埋100mm～150mm厚的无害化粉煤灰或焚烧飞灰，在步骤s5中，阻隔层上方回填的改性表层土壤厚度在300mm以上。

进一步地，在步骤s4中，阻隔层包括5mm厚的有机植物胶和其下方的100mm～150mm厚的无害化粉煤灰或焚烧飞灰，在步骤s5中，阻隔层上方回填的改性表层土壤厚度在300mm以上。

进一步地，在无害化粉煤灰或焚烧飞灰中添加沙石。

进一步地，在步骤s4中，阻隔层包括150mm～300mm厚的海砂，在海砂中均匀加入碱性激发剂使海砂形成固化基层。

进一步地，在固化基层上覆盖若干层高强度塑料地膜。

进一步地，在固化基层上喷涂若干有机植物胶。

进一步地，在海砂中添加若干无害化粉煤灰或焚烧飞灰。

进一步地，在步骤s1中，表层土淋洗改性装置包括表层土处理场上开挖的处理坑，处理坑的底部覆盖有高强度不透水塑料地膜，高强度不透水塑料地膜上铺设有沙石垫层，沙石垫层内穿设有若干互相平行的穿孔排水管，沙石垫层的上方盖设有土工滤布，淋洗水处理装置设置在处理坑外，淋洗水处理装置上连接有排水收集总管，穿孔排水管的一端均连接在排水收集总管上，处理坑边缘堆设有高于原地坪高度的堆土，在堆土内侧堆放待处理的表层土壤，表层土壤形成高度高于原地坪高度、低于堆土顶部高度的处理土堆，在处理土堆上注入浸泡淋洗水，浸泡淋洗水没过处理土堆的顶端，淋洗水处理设施将通过穿孔排水管渗透到排水收集总管中的水抽出并进行处理后回用。

进一步地，处理坑开挖深度为600mm，堆土顶端距离处理坑坑底距离为1500mm。

本发明的一种盐碱地和沙化地治理方法能够有效地对盐碱地和沙化地进行综合治理，并且能够保持较长时间的治理效果，避免在植被形成的过程中返盐造成植被种植的失败，并且处理成本低，耗费的时间较短。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。

图1是本发明首选实施方式的一种盐碱地和沙化地治理方法中涉及的表层土处理场的俯视图；

图2是图1的剖视图；

图3是本发明首选实施方式的一种盐碱地和沙化地治理方法中待处理盐碱地块的划分图。

附图标记：1、表层土处理场；2、处理坑；21、高强度不透水塑料地膜；22、沙石垫层；23、穿孔排水管；24、土工滤布；3、淋洗水处理装置；31、排水收集总管；4、堆土；5、处理土堆。

具体实施方式

下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

本发明首选实施方式的一种盐碱地和沙化地治理方法，包括以下步骤：

s1：对待处理盐碱地以九宫格形式进行区域划分，在九宫格中央区域设置表层土处理场，在表层土处理场内设置表层土淋洗改性装置和淋洗水处理装置；

s2：在表层土处理场周围互相间隔的四块待处理盐碱地上覆盖高强度不透水塑料膜，收集雨水供表层土处理场使用；

s3：清除步骤s2中用于收集雨水盐碱地块之间待处理盐碱地块的表层土壤，将挖出的表层土壤转运至表层土处理场，在表层土淋洗改性装置内对表层土壤进行若干次浸泡淋洗，处理至盐碱含量达标，盐碱量处理达标的表层土壤进行改性，然后等待回填；

s4：在步骤s3中清除表层土壤后的盐碱地块上铺设阻隔层；

s5：将步骤s3中的改性表层土壤回填至原盐碱地块，达到种植厚度要求，并在土壤表层覆盖高强度不透水塑料膜，进行覆盖有机养护，同时收集雨水供表层土处理场使用；

s6：对步骤s2中收集雨水的待处理盐碱地块进行如步骤s3～s5的处理；

s7：对步骤s5和步骤s6中处理完毕的盐碱地块用无害化后的有机质废水浇灌养护，使之达到治理要求，并进行植被种植。

以下对本发明的一种盐碱地和沙化地治理方法进行详细说明。

在步骤s1中，首先对待治理的盐碱地或沙化地进行区域划分，参考图3，采取九宫格的形式将待处理盐碱地分为9块，九宫格的中央区域设置表层土处理场1，表层土处理场1上设置有表层土淋洗改性装置和淋洗水处理装置3，表层土淋洗改性装置用于对进入其中的表层土壤进行淋洗改性，淋洗水处理装置3用于对表层土淋洗装置中使用过的浸泡淋洗水进行处理后再回用。

由于对土壤进行去盐碱化的处理过程耗时较长，并且单位时间表层土处理场1的处理能力有限，为了提高处理的效率，对九宫格外周区域的8块待处理盐碱地块，以相间隔形式进行分组，每四块一组，分两批先后对其进行表层土壤的处理。

在步骤s2中，在一组待处理盐碱地块上覆盖高强度不透水塑料膜，收集降落的雨水供淋洗使用，以节约用水成本。

在步骤s3中，将另一组待处理盐碱地块的表层土壤进行清除，清除的厚度根据今后种植土深度的需要，控制在400mm～600mm之间。清除出的表层土壤转运至表层土处理场，由表层土淋洗装置进行处理。

如图1和图2所示，表层土淋洗装置包括表层土处理场1上开挖的处理坑2，步骤s3中转运的待处理表层土壤计堆入处理坑2中进行淋洗改性处理。处理坑2开挖深度为原地坪高度向下600mm，并且在处理坑2的周围堆设起堆土4，堆土4顶端距离处理坑2坑底的距离在1500mm以内。表层土壤在处理坑2中堆设的高度高于原地坪高度、低于堆土4顶端的高度，形成处理土堆5。处理坑2的坑底首先铺设有若干层高强度不透水塑料地膜21，其作用一是避免处理坑2中的水分渗漏损失，二是可以防止处理坑2下方的原状土中盐碱地下水向处理坑2中渗透，起到较好的隔离作用。高强度不透水塑料地膜21上平行地放置若干根互相穿孔排水管23，并且在高强度不透水塑料地膜21上均匀铺撒盖住穿孔排水管23的沙石垫层22。沙石垫层22可以采用级配沙石，从而提升渗透效果。沙石垫层22的上方铺设若干层土工滤布24，土工滤布24可以防止处理坑2中的表层土壤漏入沙石垫层22。淋洗水处理装置3设置在处理坑2外，淋洗水处理装置3上连接有排水收集总管31，排水收集总管31穿设在沙石垫层22中，并且与所有穿孔排水管23的一端相连。对表层土壤进行浸泡淋洗时，首先向处理坑2中注入大量浸泡淋洗水，浸泡淋洗水没过处理土堆5的顶端，实现对表层土壤进行浸泡的目的。浸泡淋洗水可以采用步骤s2中收集的雨水，也可以采用合格的地下水和地表水，以及经过淋洗水处理装置3处理后达到淋洗水用水标准的淋洗回用水。同时通过淋洗水处理装置3将渗入穿孔排水管23的水抽出，并不时向处理坑2中补充浸泡淋洗水。经过多次反复浸泡淋洗之后，将表层土壤处理至盐碱含量达标，即可对其进行改性。

合格的地下水、地表水以及达到淋洗水使用标准的回用水主要是使用该水淋洗后的土壤中的盐碱含量不超过种植土要求的盐碱限量。

改性采取的主要措施是向表层土壤中加入经过堆肥处理后的秸秆碎料和有机植物胶，并且拌和均匀。加入的秸秆碎料和有机植物胶的重量为土壤重量的5％～10％。其中秸秆碎料优选经过好氧堆肥处理的秸秆碎料。改性的目的在于增加表层土壤中的有机质，同时增加表层土壤的松散度。此外，还可以在表层土壤中加入土壤重量5％以内的其他生物有机肥、生物炭或植物胶。经过改性之后的表层土壤能够满足植被的生长需求，可以作为合格的种植土回填至原盐碱地块上。

步骤s4中阻隔层的铺设与步骤s3中的表层土壤淋洗改性可以在同一时间内进行，以节约处理时间。在清除表层土壤的盐碱地块上铺设阻隔层的目的在于防止地下水的毛细作用产生盐碱回返。

根据盐碱地地质水文条件的不同，阻隔层的设置包括以下的形式：

1、在清除表层土壤的盐碱地上铺设若干层高强度塑料地膜，每层之间均匀喷涂3mm～5mm厚的有机植物胶，阻隔层上回填400mm以上厚度的表层土壤。喷涂有机植物胶的目的在于防止高强度塑料地膜发生局部损坏时地下水对上方的表层土壤产生影响导致的盐碱回返。这种阻隔层适用于地下水量很少，地下水水位较低，并且地下水ph值较小的情况。

2、在清除表层土壤的盐碱地上铺设100mm～150mm厚的无害化粉煤灰或焚烧飞灰，在无害化粉煤灰或焚烧飞灰上设置一层两面涂布有3mm厚有机植物胶的高强度塑料地膜，阻隔层上回填300mm以上的表层土壤。无害化粉煤灰或焚烧飞灰在铺设到盐碱地上后，其中含有的硅经过盐碱中的碱激发，能够形成一定的强度，可以阻隔地下水透过。高强度塑料地膜和有机植物胶可以在无害化粉煤灰或焚烧飞灰形成强度前，阻隔地下水，避免地下水影响阻隔层上方的表层土壤。此外，无害化粉煤灰或焚烧飞灰中可以加入沙石以提高强度。这种阻隔层适用于地下水量较大，地下水水位较高，并且地下水ph值较高的情况。

3、在清除表层土壤的盐碱地上铺设100mm～150mm厚的无害化粉煤灰或焚烧飞灰，并加入碱激发剂，无害化粉煤灰或焚烧飞灰上设置5mm厚的有机植物胶，阻隔层上回填300mm以上的表层土壤。通过加入碱激发剂，配合地下水中含有的盐碱对无害化粉煤灰或焚烧飞灰进行碱激发使之形成一定的强度。此外，无害化粉煤灰或焚烧飞灰中可以加入沙石以提高强度。这种阻隔层适用于地下水水量较大，地下水水位较高，并且地下水ph值较低的情况。

4、对于滨海盐碱地，在清除表层土壤的盐碱地上铺设150mm～300mm厚的海砂，在海砂中加入碱性激发剂，使海砂中的硅在碱的作用下板结形成一定强度。在海砂上方可以铺设高强度塑料地膜、喷涂有机植物胶，也可以在海砂中添加一定量的粉煤灰，帮助海砂板结形成强度。

在步骤s5中，处理完毕的盐碱地块上覆盖高强度不透水薄膜，进行雨水的收集，并对另一组盐碱地块进行步骤s3～s5的处理，最终将两组盐碱地块全部处理至能够种植植被的状态，最终达到盐碱地和沙化地治理的目的。

本发明能够有效地对盐碱地和沙化地进行综合治理，并且能够保持较长时间的治理效果，避免在植被形成的过程中返盐造成植被种植的失败，并且处理成本低，耗费的时间较短。

上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。