專利名稱：：一種砂涂區(qū)土壤快速降鹽的生態(tài)工程整治方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及土壤改良
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及濱海鹽土的改良整治方法。
背景技術(shù)：
：鹽堿危害是我國乃至世界土壤中存在的最主要的障礙因子之一，也是濱海鹽土改良中所要解決的首要問題。以往在濱海鹽土降鹽改良技術(shù)措施中，針對不同的質(zhì)地和水利條件，主要采取淺密型排水系統(tǒng)工程措施，實(shí)施明排和暗排兩種方式。在浙江省錢塘江灣砂涂中，涂面高程一般較低，通常采用明排，即在涂面開設(shè)溝渠，利用土壤毛管水上升作用，將土體及滯水中的鹽離子帶至土表，再以地表徑流方式通過溝渠排出系統(tǒng)，達(dá)到逐步脫鹽的目的。這種明排脫鹽方法其過程較長，一般需35年時(shí)間才能降到宜耕作的含鹽標(biāo)準(zhǔn)，且該方法不穩(wěn)定，很容易出現(xiàn)返鹽現(xiàn)象。尤其在砂涂中，上下質(zhì)地較為一致，l米土體的粗粉砂含量高達(dá)68.588.6%，毛管水上升速度快，暴曬后的毛管水強(qiáng)烈上升高度可達(dá)3米左右，故在夏秋季隨著氣溫升高，地表水分蒸發(fā)強(qiáng)烈而產(chǎn)生返鹽的現(xiàn)象就十分普遍。根據(jù)浙江省農(nóng)科院于19911995年期間在錢塘江南岸的上虞市海涂實(shí)驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行的海涂綜合治理與農(nóng)業(yè)利用研究結(jié)果來看，該農(nóng)場涂面吳淞高程5.66.8米，自1984年圍成后到1991年，1米土體全鹽含量在3g/kg以下的僅為5%，34g/kg占70%，5g/kg以上的仍有25%。1991年開始實(shí)施建立淺密型排水系統(tǒng)工程措施，條田寬度50100米(排溝間距)，排水溝深0.8米左右，做到畦溝、腰溝、排溝、總排、河道的溝溝相通，溝深從0.2米開始，到1.2米排出，采用工程措施與農(nóng)藝技術(shù)密切結(jié)合的技術(shù)路線，到1995年1米土體脫鹽率在46.559.4%(1米土體全鹽含量仍達(dá)1.142.48g/kg)。近年來泥漿泵等工程機(jī)具在海涂開挖河塘、筑堤、填土和平整土地等方面已被廣泛應(yīng)用，具有成本低、效率高、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。但在以往的填土和平整土地過程中，由于缺乏整體的規(guī)劃設(shè)計(jì)及對泥漿水流向的合理控制，一般哪里低就往哪里流與填，這樣會因?yàn)椴煌酵亮３两邓俣鹊牟町惗斐闪酱蟪两悼焯幱谙聦?，而粒徑小沉降慢處在表層，形成下粗上?xì)的土體結(jié)構(gòu)。雖然這種泥漿泵作業(yè)所起的洗鹽作用會使新形成的土層暫時(shí)脫鹽，但這種土體耕層質(zhì)地變劣，汀板性強(qiáng)，滲水速度慢，毛管水上升更為強(qiáng)烈，遇夏秋高溫季節(jié)返鹽就更加嚴(yán)重，因此種植作物后往往會出現(xiàn)"一年青，二年黃，三年死光光"的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是，針對以往濱海鹽土傳統(tǒng)淺密型排水改良措施所存在的周期長，不穩(wěn)定，及常規(guī)利用泥漿泵水利工程中，任泥漿水從高向低自然流向所造成的下粗上細(xì)土體結(jié)構(gòu)更易返鹽的問題，提出一套在整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，利用泥漿泵技術(shù)對泥漿水流向?qū)嵤┖侠砜刂?，形成上粗下?xì)的土體結(jié)構(gòu)及合理設(shè)置深排水溝設(shè)施，達(dá)到濱海鹽土既能快速脫鹽，又能改良土體耕層質(zhì)地并防止返鹽目的的砂涂區(qū)快速降鹽的生態(tài)工程整治方法。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種砂涂區(qū)土壤快速降鹽的生態(tài)整治工程方法，按以下步驟進(jìn)行1)制定整體規(guī)劃，組織統(tǒng)一施工(1)制定整體規(guī)劃，建立排水溝與條田(地)的合理布局方案，設(shè)計(jì)排水溝間距在200米以內(nèi)；(2)測量涂面高程，按包括新增或回填在內(nèi)填土層深度為40厘米以上的要求，計(jì)算開挖土層深度和土方量，制定出工程方案；(3)計(jì)算填土后的涂面基準(zhǔn)高程，算出不同地勢點(diǎn)的填土高度，并按2030米間距插標(biāo)桿標(biāo)明；(4)確定開挖作業(yè)路線，并使泥槳水流向與填土方向一致，不能回流，一次性完成；(5)根據(jù)方案組織統(tǒng)一施工作業(yè)；2)實(shí)施泥漿泵填土，形成上粗下細(xì)的土層按預(yù)先標(biāo)定填土高度及作業(yè)路線，泥漿泵順序推進(jìn)，并控制泥漿水朝一個(gè)方向流動(dòng)，其中，粗顆土粒沉降快輸送距離短，細(xì)顆土粒沉降速度慢輸送距離遠(yuǎn)，每當(dāng)管口周圍粗顆粒填土達(dá)到預(yù)設(shè)高程后，將管口往前移置相鄰點(diǎn)，余此類推，即可形成上粗下細(xì)的土層，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)土粒分層；3)設(shè)置深2米以上，間距在200米以內(nèi)的排水溝，控制條田(地)地下水流向，加快土體滯水側(cè)滲，實(shí)現(xiàn)土體整體脫鹽，防止返鹽。本發(fā)明的主要應(yīng)用范圍為濱海鹽土，尤其是砂涂區(qū)，包括新圍高含鹽量涂區(qū)，也可應(yīng)用于已圍但存在鹽害需要治理的涂區(qū)，以及涂區(qū)由于重新規(guī)劃需要開挖魚塘、河道、以及平整土地的情況下，利用本發(fā)明方法進(jìn)行作業(yè)，既可快速降鹽，并防止?jié)撛诘姆蝶}威脅，同時(shí)可以改善土壤耕性。上述涂區(qū)，一具備水源，含鹽量最好在0.1%以下，以保證洗鹽效果，達(dá)到快速利用的目的；二有一定的作業(yè)區(qū)面積，便于控制泥漿水流向者，均宜采用本方法。本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明采用泥漿泵技術(shù)，利用不同粒徑的土壤顆粒在水中沉降速度不同的物理學(xué)原理，結(jié)合控制泥漿水的流向，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)土粒分層，形成上粗下細(xì)的新土層結(jié)構(gòu)；由于該方法增加了上層土壤的粗砂粒含量(見表1)，改變了耕層土壤質(zhì)地，濕水后土壤不容易板結(jié)，明顯改善了土壤耕性。(2)實(shí)施泥漿泵填土作業(yè)，一方面本身就是一次洗鹽過程，新產(chǎn)生的土體中相當(dāng)一部分鹽分已在填土過程中被排出作業(yè)區(qū)外；另一方面新形成的上粗下細(xì)的土體結(jié)構(gòu)更有利于鹽分的淋洗，只要有一定的降雨或灌溉水，上層土體就能較快地達(dá)到脫鹽的目的，從而加快了濱海鹽土的改良利用速度，如上一年9、10、11月施工，經(jīng)冬、春水的淋洗后，耕作層含鹽量即可由6.54g/kg降至1.23g/kg，而以往主要采用淺密型排水系統(tǒng)工程措施，需35年時(shí)間才能降到宜耕作的含鹽標(biāo)準(zhǔn)1.5g/kg。(3)覆蓋在表層的粗土粒既起到阻隔毛細(xì)管水上升到地表，同時(shí)也有利于雨水的入滲，這種上粗下細(xì)的土體結(jié)構(gòu)抑制了地下水分的向上運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)了淡水從上而下的入滲；加上條田(地)與溝相間排列，挖溝與填土結(jié)合，增加了涂面與水面落差，縮短了土壤水分側(cè)滲距離，加快了土體中含鹽水向溝渠的側(cè)滲速度，這種由常規(guī)的通過毛細(xì)管水向上蒸發(fā)，以排放地表水為主，轉(zhuǎn)變成以向下側(cè)滲為主，控制地下水的水鹽運(yùn)動(dòng)整體方向的改變，加快了土體的脫鹽過程，并且明顯抑制了返鹽現(xiàn)象的出現(xiàn)(見圖4)。(4)本發(fā)明縮短了對濱海鹽土的治理過程，加快了投產(chǎn)期，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。根據(jù)2001年9月在浙江省海寧市尖山二期圍墾區(qū)134hm2新圍涂面上按照以上方法進(jìn)行作業(yè)后的實(shí)際效果來看，耕作層土壤含鹽量3個(gè)月后即可降到一般作物正常生長的要求(圖5)。從ll月初開始，在部分填土作業(yè)完成后、土層基本落干可以進(jìn)行農(nóng)機(jī)作業(yè)的地塊，種植大麥14hm2，平均產(chǎn)量3750kg/hm2，青花菜4hm2，平均產(chǎn)量6750kg/hm2;此外，本方法每畝工程僅需投入人民幣約400550元，而第二年的產(chǎn)出均在1000元以上，可以達(dá)到一次投入長久收益的效果。圖l生態(tài)工程整治程序示意圖圖2泥漿泵開挖作業(yè)區(qū)劃分及流程示意圖圖3整治后土壤地下水位降落曲線圖圖4整治后土壤剖面鹽分含量分布圖圖5整治后土壤耕作層鹽分含量的變化圖具體實(shí)施方式通過以下實(shí)例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例l:一種砂涂區(qū)土壤快速降鹽的生態(tài)整治工程方法，按以下步驟進(jìn)行1)制定整體規(guī)劃，組織統(tǒng)一施工-(1)制定整體規(guī)劃，設(shè)計(jì)排水溝與條田(地)的合理布局方案其中，每塊條田(地)兩側(cè)排水溝的間距控制在200米以內(nèi)，每條排水溝的深度不小于2米;(2)測量涂面高程，按填土層深度(包括新增或回填在內(nèi))為40厘米以上的要求，計(jì)算開挖土層深度和土方量，制定出工程方案；(3)計(jì)算填土后的涂面基準(zhǔn)高程，算出不同地勢點(diǎn)的填土高度，并按2030米間距插標(biāo)桿標(biāo)明；(4)確定開挖作業(yè)路線，使泥漿水流向與填土方向一致，不能回流，并一次性完成將整個(gè)作業(yè)區(qū)劃分為若干個(gè)區(qū)域，如圖2所示(S。S23)，從某個(gè)邊角區(qū)域S。(面積510畝左右)開始，用泥漿泵開挖一定深度土層(3040厘米)，將這部分土方堆放于本作業(yè)區(qū)外鄰近區(qū)域S23，然后根據(jù)預(yù)先計(jì)算標(biāo)定的填土高度，用泥漿泵從Si區(qū)開挖土方并填至S。區(qū)，再從S2區(qū)開挖土方填至S,區(qū)，余此類推，最后將S23區(qū)的堆土填至S22區(qū)。(5)根據(jù)方案組織統(tǒng)一施工作業(yè)；2)實(shí)施泥漿泵填土，形成土粒上粗下細(xì)的土層本方法根據(jù)不同粒徑的土壤顆粒在水中沉降速度不同的物理學(xué)原理，泥漿從泵管噴出后，不同粒徑土粒在隨泥漿流動(dòng)過程中，粗顆粒沉降快輸送距離短，細(xì)顆粒沉降速度慢輸送距離遠(yuǎn)。在實(shí)施泥漿泵填土過程中，按照圖2所示自S。區(qū)至S23區(qū)的順序逐一推進(jìn)的方法，先將泵管放置在某一區(qū)的某一點(diǎn)保持不動(dòng)，當(dāng)泥漿泵將下一區(qū)的泥槳吸入并噴出后，在流動(dòng)的過程中，離管口越近則沉積的土粒越粗，離管口越遠(yuǎn)則沉積的土粒越細(xì)。當(dāng)管口周圍的填土達(dá)到預(yù)設(shè)高程后，將管口往前移到同一區(qū)相鄰的下一個(gè)點(diǎn)，而此點(diǎn)在前一作業(yè)中己有部分細(xì)土粒沉降在下面，當(dāng)管口移到此處繼續(xù)填土?xí)r，沉降在管口周圍的就是粗土粒，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)高程后再繼續(xù)往前移動(dòng)，余此類推，就在該區(qū)形成了上粗下細(xì)的新的填土層，實(shí)現(xiàn)了粗細(xì)分層的目的(表l)。實(shí)施此方法的技術(shù)關(guān)鍵是預(yù)先標(biāo)定填土高度，順序推進(jìn)，保持泥漿水朝一個(gè)方向流動(dòng)，不能回流，填土平整作業(yè)需一次性完成，否則會出現(xiàn)上細(xì)下粗的相反結(jié)果。表1.整治前后耕層(020cm)土壤機(jī)械組成分析結(jié)果(%)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>3)每塊條田(地)兩側(cè)設(shè)置深2米以上，間距在200米以內(nèi)的排水溝，以控制該條田(地)地下水的流向，加快土體滯水側(cè)滲，實(shí)現(xiàn)土體整體脫鹽，防止返鹽。上述步驟2)通過粗細(xì)分層后的土體有利于雨水或灌溉水的入滲，為排鹽創(chuàng)造有利條件，本步驟3)合理的控制地下水流向，加快土體滯水側(cè)滲并排出耕作區(qū)外，是實(shí)現(xiàn)土體整體脫鹽，防止返鹽的根本保障。設(shè)置排水溝間距的技術(shù)依據(jù)是，砂涂質(zhì)地較為一致，粗粉砂含量較高，土體滲水速度較快。定位觀測表明，在春季多雨，地下水位較高的情況下，兩側(cè)排水溝間距一般在200米以內(nèi)的土體，經(jīng)過57天后，土體內(nèi)滯水已基本排入排水溝中，地下水位與水面處于相對平衡狀態(tài)(見圖3)，因此200米以內(nèi)的排水溝間距較為經(jīng)濟(jì)合理。而排水溝的深度主要根據(jù)涂面高程、地下水位狀況以及周圍排水條件而定，一般達(dá)到2米深以上，已能保證側(cè)滲至溝中的含鹽水能夠順暢排出。施工作業(yè)最好選擇在秋冬季進(jìn)行，集中施工，縮短工期，利用春季雨水淋洗，實(shí)現(xiàn)最大程度的脫鹽效果。權(quán)利要求1、一種砂涂區(qū)土壤快速降鹽的生態(tài)整治工程方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1)制定整體規(guī)劃，組織統(tǒng)一施工(1)制定整體規(guī)劃，建立排水溝與條田(地)的合理布局方案，設(shè)計(jì)排水溝間距在200米以內(nèi)；(2)測量涂面高程，按包括新增或回填在內(nèi)填土層深度為40厘米以上的要求，計(jì)算開挖土層深度和土方量，制定出工程方案；(3)計(jì)算填土后的涂面基準(zhǔn)高程，算出不同地勢點(diǎn)的填土高度，并按20～30米間距插標(biāo)桿標(biāo)明；(4)確定開挖作業(yè)路線，并使泥漿水流向與填土方向一致，不能回流，一次性完成；(5)根據(jù)方案組織統(tǒng)一施工作業(yè)；2)實(shí)施泥漿泵填土，形成上粗下細(xì)的土層按預(yù)先標(biāo)定填土高度及作業(yè)路線，泥漿泵順序推進(jìn)，并控制泥漿水朝一個(gè)方向流動(dòng)，其中，粗顆土粒沉降快輸送距離短，細(xì)顆土粒沉降速度慢輸送距離遠(yuǎn)，每當(dāng)管口周圍粗顆粒填土達(dá)到預(yù)設(shè)高程后，將管口往前移置相鄰點(diǎn)，余此類推，即可形成上粗下細(xì)的土層，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)土粒分層；3)設(shè)置深2米以上，間距在200米以內(nèi)的排水溝，控制條田(地)地下水流向，加快土體滯水側(cè)滲，實(shí)現(xiàn)土體整體脫鹽，防止返鹽。全文摘要本發(fā)明公開了一種砂涂區(qū)土壤快速降鹽的生態(tài)工程整治方法，屬于濱海鹽土的改良方法
技術(shù)領(lǐng)域：
。包括1)制定整體規(guī)劃；2)實(shí)施泥漿泵填土，形成上粗下細(xì)的土層；3)設(shè)置深2米以上，間距在200米以內(nèi)的排水溝，控制條田(地)地下水流向，實(shí)現(xiàn)土體整體脫鹽，防止返鹽。本發(fā)明形成上粗下細(xì)的新土層結(jié)構(gòu)，增加了上層土壤的粗砂粒含量，明顯改善了土壤耕性；有利于鹽分的淋洗，僅需半年時(shí)間，耕作層含鹽量即可由6.54g/kg降至1.23g/kg，加快了濱海鹽土的改良利用速度，并抑制了返鹽現(xiàn)象。本發(fā)明縮短了對濱海鹽土的治理過程，加快了投產(chǎn)期，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，可在濱海鹽土區(qū)，尤其在砂涂區(qū)推廣應(yīng)用。文檔編號B09C1/00GK101116866SQ20071007106公開日2008年2月6日申請日期2007年9月3日優(yōu)先權(quán)日2007年9月3日發(fā)明者丁能飛,傅慶林,琛劉,林義成,彬郭申請人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院