技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及土層結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種利用粉煤灰、脫硫石 膏改良鹽堿地和回填造地的土層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

鹽堿土是土壤中可溶性鹽類(lèi)或代換性鈉離子濃度達(dá)到一定程度 后，作物難以生長(zhǎng)的一類(lèi)土壤，水鹽運(yùn)動(dòng)是鹽堿土形成的一個(gè)重要因 素，即鹽隨水來(lái)，鹽隨水去，也就是說(shuō)，由于鹽堿區(qū)成土母質(zhì)和地下 水往往都含有一定的鹽分，當(dāng)?shù)叵滤唤咏乇?，而該地表地區(qū)又比 較干旱時(shí)，在土壤毛細(xì)管作用下上升到地表的地下水蒸發(fā)后，留下溶 解在地下水中的鹽分，日積月累，使得土壤含鹽量逐漸增加，從而形 成鹽堿土。

土壤鹽堿化是一個(gè)世界性的生態(tài)難題，由于鹽堿化不斷發(fā)展，隨 之將產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)資源短缺和人類(lèi)生存危機(jī)。根據(jù)世界糧農(nóng)組織和科教組 織的統(tǒng)計(jì)，全球鹽堿化土地約9.5億公頃，占全球陸地面積的10％，而 且土壤次生鹽堿化面積不斷增加，每年約有1000萬(wàn)公頃土地與土壤的 次生鹽堿化撂荒丟棄。更應(yīng)當(dāng)注意到的是，我國(guó)華北地區(qū)沿黃故道一 代，由于黃河改道遺留下大面積的坑洼型鹽堿地，地勢(shì)低，鹽堿重， 而當(dāng)?shù)赜譄o(wú)客土資源可進(jìn)行填平改良。

傳統(tǒng)土壤改良結(jié)構(gòu)為雙層結(jié)構(gòu)，第一層為土壤改良層，第二層為 原土層。這樣的簡(jiǎn)單雙層結(jié)構(gòu)在白天日照條件下，土壤表面強(qiáng)烈的蒸 騰作用，使得蒸騰壓帶動(dòng)原土層地下水蒸發(fā)，而可溶性鹽堿以溶液形 式被帶到土壤改良層，眾所周知，鹽堿是不能隨著水分一起蒸發(fā)到空 氣中的，故土壤改良層在蒸騰作用下造成鹽堿富集，土壤改良層性質(zhì) 被改變回原有性質(zhì)，再次變?yōu)辂}堿地。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供利用粉煤灰、脫硫石膏改良鹽堿地和 回填造地的土層結(jié)構(gòu)。解決了鹽堿地由于地下水的蒸騰造成返鹽堿現(xiàn) 象而難以治理，往往剛剛治理完畢過(guò)不幾年土壤又返鹽的問(wèn)題，以及 黃河改道遺留下大面積的坑洼型鹽堿地改良問(wèn)題。

本實(shí)用新型的目的由如下技術(shù)方案實(shí)施，利用粉煤灰、脫硫石膏 改良鹽堿地和回填造地的土層結(jié)構(gòu)，其特征在于，其由上向下依次包 括疏水層、阻斷層和原土層。

具體的，所述疏水層是粉煤灰或脫硫石膏與原表面鹽堿土的混合 鋪設(shè)層，或者所述疏水層是粉煤灰與脫硫石膏以任意比混合物與原表 面鹽堿土的混合鋪設(shè)層，所述疏水層厚度為40cm-150cm。所述疏水 層又名耕作層主要由粉煤灰和原表面鹽堿土混合而成，其中還施放有： 粉煤灰活化劑、土壤微生物改良劑和土壤肥力改良劑；其中，粉煤灰 活化劑用于激活粉煤灰的活性，將粉煤灰中本來(lái)難以被植物吸收的無(wú) 機(jī)鹽激活，使其變成更易被植物吸收的離子形態(tài)，變廢為寶，豐富改 良土壤養(yǎng)分；土壤微生物改良劑可以增強(qiáng)土壤自生固氮菌、解磷、解 鉀菌，增強(qiáng)土壤自我修復(fù)能力，減少農(nóng)作物病害傳播。該疏水層為疏 水性多微孔狀土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，具有良好的透氣性、疏水性、持水性和 微生物活性，適合植物生長(zhǎng)，為植物生長(zhǎng)層，并且具有一定保養(yǎng)能力。

具體的，所述阻斷層的厚度為30cm-150cm，所述阻斷層包括至 少一層。所述阻斷層為選擇性透過(guò)膜，具有較強(qiáng)的吸附性，具有一定 疏水特性，具有鹽堿阻斷性，所述阻斷層由上至下依次包括第一阻斷 層、第二阻斷層和第三阻斷層。

具體的，所述阻斷層包括一層為第一阻斷層，所述第一阻斷層是 粉煤灰或脫硫石膏、腐植酸和納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；或者所述 第一阻斷層是粉煤灰與脫硫石膏以任意比混合物、腐植酸和納米微孔 材料的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是粉煤灰與脫硫石膏以任意 比混合物和納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是粉煤 灰或脫硫石膏和納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；所述第一阻斷層是粉煤 灰或脫硫石膏和腐植酸的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是粉煤灰 與脫硫石膏以任意比混合物和腐植酸的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻 斷層是粉煤灰與脫硫石膏以任意比混合物的混合鋪設(shè)層；或者所述第 一阻斷層是粉煤灰或脫硫石膏鋪設(shè)層；所述第一阻斷層厚度為5-15 cm。

或者，所述阻斷層包括兩層，由上至下分別為第一阻斷層和第二 阻斷層；

所述第一阻斷層是粉煤灰或脫硫石膏、腐植酸和納米微孔材料的 混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任 意比混合物、所述腐植酸和所述納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；或者所 述第一阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任意比混合物和所述 納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰或所 述脫硫石膏和所述納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；所述第一阻斷層是所 述粉煤灰或所述脫硫石膏和所述腐植酸的混合鋪設(shè)層；或者所述第一 阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任意比混合物和所述腐植酸 的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以 任意比混合物的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰或所 述脫硫石膏鋪設(shè)層；所述第一阻斷層厚度為5-15cm；

所述第二阻斷層是所述粉煤灰或所述脫硫石膏與所述腐植酸的 混合鋪設(shè)層；或者所述第二阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任 意比混合物與所述腐植酸的混合鋪設(shè)層；所述第二阻斷層是所述粉煤 灰或所述脫硫石膏鋪設(shè)層；或者所述第二阻斷層是所述粉煤灰與所述 脫硫石膏以任意比混合物的混合鋪設(shè)層；所述第二阻斷層厚度為 10-35cm。

或者，所述阻斷層包括三層，由上至下分別為第一阻斷層、第二 阻斷層和第三阻斷層；

所述第一阻斷層是粉煤灰或脫硫石膏、腐植酸和納米微孔材料的 混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任 意比混合物、所述腐植酸和所述納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；或者所 述第一阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任意比混合物和所述 納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰或所 述脫硫石膏和所述納米微孔材料的混合鋪設(shè)層；所述第一阻斷層是所 述粉煤灰或所述脫硫石膏和所述腐植酸的混合鋪設(shè)層；或者所述第一 阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任意比混合物和所述腐植酸 的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以 任意比混合物的混合鋪設(shè)層；或者所述第一阻斷層是所述粉煤灰或所 述脫硫石膏鋪設(shè)層；所述第一阻斷層厚度為5-15cm；

所述第二阻斷層是所述粉煤灰或所述脫硫石膏與所述腐植酸的 混合鋪設(shè)層；或者所述第二阻斷層是所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任 意比混合物與所述腐植酸的混合鋪設(shè)層；所述第二阻斷層是所述粉煤 灰或所述脫硫石膏鋪設(shè)層；或者所述第二阻斷層是所述粉煤灰與所述 脫硫石膏以任意比混合物的混合鋪設(shè)層；所述第二阻斷層厚度為 10-35cm。

所述第三阻斷層為所述粉煤灰或所述脫硫石膏鋪設(shè)層，或者所述 第三阻斷層為所述粉煤灰與所述脫硫石膏以任意比混合物的混合鋪 設(shè)層，所述第三阻斷層厚度為15-100cm。

阻斷層設(shè)置根據(jù)當(dāng)?shù)仉姀S粉煤灰的成份及比表面積從大到小造 成的吸附性降低，將阻斷層設(shè)置為3層、2層或單層；如吸附性低第 一阻斷層可添加納米微孔材料；在當(dāng)?shù)仉姀S粉煤灰化學(xué)成份等參數(shù)造 成的與鹽堿成份反應(yīng)不充分，不強(qiáng)烈的情況下，可添加腐植酸。

進(jìn)一步，所述疏水層設(shè)有若干條排水溝。

進(jìn)一步，若干條所述排水溝等間距排布，相鄰所述排水溝之間的 間距為3-8米。所述排水溝間距設(shè)定依據(jù)阻斷層阻斷效果和當(dāng)?shù)赜晁? 情況。阻斷效果越強(qiáng)，雨水多所述排水溝間距設(shè)置越小。所述排水溝 作用為：雨水或人工澆水過(guò)剩時(shí)，多余水流入排水溝緩解耕作層水分 過(guò)剩而導(dǎo)致的植物根系呼吸作用受阻。當(dāng)降水少或澆水過(guò)少時(shí)，由于 阻斷層有一定的阻水性，排水溝內(nèi)存水可以被周?chē)鲗佑行Ю茫? 起到緩解干旱作用。

鹽堿地的主要成份碳酸鈉、重碳酸鈉和其它鹽份隨水滲入第一阻 斷層和第二阻斷層時(shí)，與腐植酸反應(yīng)后又生成水、二氧化碳和腐植酸 鈉，過(guò)多的較活潑的鈉離子被粉煤灰和納米微孔材料強(qiáng)大的內(nèi)表面吸 附。其內(nèi)表積高達(dá)277.3米²/克，因此，鈉離子很容易以離子鍵以外 的范德華力和其它力吸附，而失去活性。也就是說(shuō)截鹽層強(qiáng)大的內(nèi)表 面將過(guò)多的鹽份稀釋。第二阻斷層和第三阻斷層雖然吸附性不及第一 阻斷層，但當(dāng)水溶液滲透到第二阻斷層后，鹽分濃度變小，依然可以 被粉煤灰強(qiáng)大吸附性吸附。

而當(dāng)阻斷層以上土壤水份因蒸發(fā)而減少時(shí)，阻斷層放水份開(kāi)始向 上回滲時(shí)，其中鹽分和堿會(huì)被阻斷層的內(nèi)表面截留過(guò)濾而把相對(duì)較淡 的水份向上滲透。這樣做才可以把鹽堿份控制在阻斷層以下而不返鹽。

所述原土層為土地原生土壤，土壤原生土壤可以通過(guò)深沉灌溉起 到壓制鹽堿的效果。原土層提供地下水資源，緩和調(diào)節(jié)土壤上兩層結(jié) 構(gòu)溫度。當(dāng)遇到蒸發(fā)作用時(shí)，原土層提供源源不斷的地下水資源，當(dāng) 遇到雨水或澆水時(shí)，原土層具有足夠大的容納性，是保證了土壤順利 完成水分交換作用，溫度調(diào)節(jié)作用的重要層狀結(jié)構(gòu)。