專利名稱：：一種砂涂區土壤快速降鹽的生態工程整治方法
技術領域：
：本發明涉及土壤改良
技術領域：
，尤其是涉及濱海鹽土的改良整治方法。
背景技術：
：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措施中，針對不同的質地和水利條件，主要采取淺密型排水系統工程措施，實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，達到逐步脫鹽的目的。這種明排脫鹽方法其過程較長，一般需35年時間才能降到宜耕作的含鹽標準，且該方法不穩定，很容易出現返鹽現象。尤其在砂涂中，上下質地較為一致，l米土體的粗粉砂含量高達68.588.6%，毛管水上升速度快，暴曬后的毛管水強烈上升高度可達3米左右，故在夏秋季隨著氣溫升高，地表水分蒸發強烈而產生返鹽的現象就十分普遍。根據浙江省農科院于19911995年期間在錢塘江南岸的上虞市海涂實驗農場進行的海涂綜合治理與農業利用研究結果來看，該農場涂面吳淞高程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年開始實施建立淺密型排水系統工程措施，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，采用工程措施與農藝技術密切結合的技術路線，到1995年1米土體脫鹽率在46.559.4%(1米土體全鹽含量仍達1.142.48g/kg)。近年來泥漿泵等工程機具在海涂開挖河塘、筑堤、填土和平整土地等方面已被廣泛應用，具有成本低、效率高、靈活性強等特點。但在以往的填土和平整土地過程中，由于缺乏整體的規劃設計及對泥漿水流向的合理控制，一般哪里低就往哪里流與填，這樣會因為不同粒徑土粒沉降速度的差異而造成粒徑大沉降快處于下層，而粒徑小沉降慢處在表層，形成下粗上細的土體結構。雖然這種泥漿泵作業所起的洗鹽作用會使新形成的土層暫時脫鹽，但這種土體耕層質地變劣，汀板性強，滲水速度慢，毛管水上升更為強烈，遇夏秋高溫季節返鹽就更加嚴重，因此種植作物后往往會出現"一年青，二年黃，三年死光光"的現象。
發明內容本發明目的是，針對以往濱海鹽土傳統淺密型排水改良措施所存在的周期長，不穩定，及常規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土體結構更易返鹽的問題，提出一套在整體規劃的基礎上，利用泥漿泵技術對泥漿水流向實施合理控制，形成上粗下細的土體結構及合理設置深排水溝設施，達到濱海鹽土既能快速脫鹽，又能改良土體耕層質地并防止返鹽目的的砂涂區快速降鹽的生態工程整治方法。本發明目的通過以下技術方案來實現一種砂涂區土壤快速降鹽的生態整治工程方法，按以下步驟進行1)制定整體規劃，組織統一施工(1)制定整體規劃，建立排水溝與條田(地)的合理布局方案，設計排水溝間距在200米以內；(2)測量涂面高程，按包括新增或回填在內填土層深度為40厘米以上的要求，計算開挖土層深度和土方量，制定出工程方案；(3)計算填土后的涂面基準高程，算出不同地勢點的填土高度，并按2030米間距插標桿標明；(4)確定開挖作業路線，并使泥槳水流向與填土方向一致，不能回流，一次性完成；(5)根據方案組織統一施工作業；2)實施泥漿泵填土，形成上粗下細的土層按預先標定填土高度及作業路線，泥漿泵順序推進，并控制泥漿水朝一個方向流動，其中，粗顆土粒沉降快輸送距離短，細顆土粒沉降速度慢輸送距離遠，每當管口周圍粗顆粒填土達到預設高程后，將管口往前移置相鄰點，余此類推，即可形成上粗下細的土層，實現粗、細土粒分層；3)設置深2米以上，間距在200米以內的排水溝，控制條田(地)地下水流向，加快土體滯水側滲，實現土體整體脫鹽，防止返鹽。本發明的主要應用范圍為濱海鹽土，尤其是砂涂區，包括新圍高含鹽量涂區，也可應用于已圍但存在鹽害需要治理的涂區，以及涂區由于重新規劃需要開挖魚塘、河道、以及平整土地的情況下，利用本發明方法進行作業，既可快速降鹽，并防止潛在的返鹽威脅，同時可以改善土壤耕性。上述涂區，一具備水源，含鹽量最好在0.1%以下，以保證洗鹽效果，達到快速利用的目的；二有一定的作業區面積，便于控制泥漿水流向者，均宜采用本方法。本發明的有益效果是(1)本發明采用泥漿泵技術，利用不同粒徑的土壤顆粒在水中沉降速度不同的物理學原理，結合控制泥漿水的流向，實現粗、細土粒分層，形成上粗下細的新土層結構；由于該方法增加了上層土壤的粗砂粒含量(見表1)，改變了耕層土壤質地，濕水后土壤不容易板結，明顯改善了土壤耕性。(2)實施泥漿泵填土作業，一方面本身就是一次洗鹽過程，新產生的土體中相當一部分鹽分已在填土過程中被排出作業區外；另一方面新形成的上粗下細的土體結構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工程措施，需35年時間才能降到宜耕作的含鹽標準1.5g/kg。(3)覆蓋在表層的粗土粒既起到阻隔毛細管水上升到地表，同時也有利于雨水的入滲，這種上粗下細的土體結構抑制了地下水分的向上運動，促進了淡水從上而下的入滲；加上條田(地)與溝相間排列，挖溝與填土結合，增加了涂面與水面落差，縮短了土壤水分側滲距離，加快了土體中含鹽水向溝渠的側滲速度，這種由常規的通過毛細管水向上蒸發，以排放地表水為主，轉變成以向下側滲為主，控制地下水的水鹽運動整體方向的改變，加快了土體的脫鹽過程，并且明顯抑制了返鹽現象的出現(見圖4)。(4)本發明縮短了對濱海鹽土的治理過程，加快了投產期，經濟效益十分顯著。根據2001年9月在浙江省海寧市尖山二期圍墾區134hm2新圍涂面上按照以上方法進行作業后的實際效果來看，耕作層土壤含鹽量3個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，在部分填土作業完成后、土層基本落干可以進行農機作業的地塊，種植大麥14hm2，平均產量3750kg/hm2，青花菜4hm2，平均產量6750kg/hm2;此外，本方法每畝工程僅需投入人民幣約400550元，而第二年的產出均在1000元以上，可以達到一次投入長久收益的效果。圖l生態工程整治程序示意圖圖2泥漿泵開挖作業區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施方式通過以下實例并結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。實施例l:一種砂涂區土壤快速降鹽的生態整治工程方法，按以下步驟進行1)制定整體規劃，組織統一施工-(1)制定整體規劃，設計排水溝與條田(地)的合理布局方案其中，每塊條田(地)兩側排水溝的間距控制在200米以內，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)為40厘米以上的要求，計算開挖土層深度和土方量，制定出工程方案；(3)計算填土后的涂面基準高程，算出不同地勢點的填土高度，并按2030米間距插標桿標明；(4)確定開挖作業路線，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作業區劃分為若干個區域，如圖2所示(S。S23)，從某個邊角區域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區外鄰近區域S23，然后根據預先計算標定的填土高度，用泥漿泵從Si區開挖土方并填至S。區，再從S2區開挖土方填至S,區，余此類推，最后將S23區的堆土填至S22區。(5)根據方案組織統一施工作業；2)實施泥漿泵填土，形成土粒上粗下細的土層本方法根據不同粒徑的土壤顆粒在水中沉降速度不同的物理學原理，泥漿從泵管噴出后，不同粒徑土粒在隨泥漿流動過程中，粗顆粒沉降快輸送距離短，細顆粒沉降速度慢輸送距離遠。在實施泥漿泵填土過程中，按照圖2所示自S。區至S23區的順序逐一推進的方法，先將泵管放置在某一區的某一點保持不動，當泥漿泵將下一區的泥槳吸入并噴出后，在流動的過程中，離管口越近則沉積的土粒越粗，離管口越遠則沉積的土粒越細。當管口周圍的填土達到預設高程后，將管口往前移到同一區相鄰的下一個點，而此點在前一作業中己有部分細土粒沉降在下面，當管口移到此處繼續填土時，沉降在管口周圍的就是粗土粒，當達到預設高程后再繼續往前移動，余此類推，就在該區形成了上粗下細的新的填土層，實現了粗細分層的目的(表l)。實施此方法的技術關鍵是預先標定填土高度，順序推進，保持泥漿水朝一個方向流動，不能回流，填土平整作業需一次性完成，否則會出現上細下粗的相反結果。表1.整治前后耕層(020cm)土壤機械組成分析結果(%)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>3)每塊條田(地)兩側設置深2米以上，間距在200米以內的排水溝，以控制該條田(地)地下水的流向，加快土體滯水側滲，實現土體整體脫鹽，防止返鹽。上述步驟2)通過粗細分層后的土體有利于雨水或灌溉水的入滲，為排鹽創造有利條件，本步驟3)合理的控制地下水流向，加快土體滯水側滲并排出耕作區外，是實現土體整體脫鹽，防止返鹽的根本保障。設置排水溝間距的技術依據是，砂涂質地較為一致，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，兩側排水溝間距一般在200米以內的土體，經過57天后，土體內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(見圖3)，因此200米以內的排水溝間距較為經濟合理。而排水溝的深度主要根據涂面高程、地下水位狀況以及周圍排水條件而定，一般達到2米深以上，已能保證側滲至溝中的含鹽水能夠順暢排出。施工作業最好選擇在秋冬季進行，集中施工，縮短工期，利用春季雨水淋洗，實現最大程度的脫鹽效果。權利要求1、一種砂涂區土壤快速降鹽的生態整治工程方法，其特征在于按以下步驟進行1)制定整體規劃，組織統一施工(1)制定整體規劃，建立排水溝與條田(地)的合理布局方案，設計排水溝間距在200米以內；(2)測量涂面高程，按包括新增或回填在內填土層深度為40厘米以上的要求，計算開挖土層深度和土方量，制定出工程方案；(3)計算填土后的涂面基準高程，算出不同地勢點的填土高度，并按20～30米間距插標桿標明；(4)確定開挖作業路線，并使泥漿水流向與填土方向一致，不能回流，一次性完成；(5)根據方案組織統一施工作業；2)實施泥漿泵填土，形成上粗下細的土層按預先標定填土高度及作業路線，泥漿泵順序推進，并控制泥漿水朝一個方向流動，其中，粗顆土粒沉降快輸送距離短，細顆土粒沉降速度慢輸送距離遠，每當管口周圍粗顆粒填土達到預設高程后，將管口往前移置相鄰點，余此類推，即可形成上粗下細的土層，實現粗、細土粒分層；3)設置深2米以上，間距在200米以內的排水溝，控制條田(地)地下水流向，加快土體滯水側滲，實現土體整體脫鹽，防止返鹽。全文摘要本發明公開了一種砂涂區土壤快速降鹽的生態工程整治方法，屬于濱海鹽土的改良方法
技術領域：
。包括1)制定整體規劃；2)實施泥漿泵填土，形成上粗下細的土層；3)設置深2米以上，間距在200米以內的排水溝，控制條田(地)地下水流向，實現土體整體脫鹽，防止返鹽。本發明形成上粗下細的新土層結構，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，并抑制了返鹽現象。本發明縮短了對濱海鹽土的治理過程，加快了投產期，經濟效益十分顯著，可在濱海鹽土區，尤其在砂涂區推廣應用。文檔編號B09C1/00GK101116866SQ20071007106公開日2008年2月6日申請日期2007年9月3日優先權日2007年9月3日發明者丁能飛,傅慶林,琛劉,林義成,彬郭申請人:浙江省農業科學院