黄三角暗管改碱实验

时间:2022-08-11 11:12:07

【前言】黄三角暗管改碱实验由文秘帮小编整理而成,但愿对你的学习工作带来帮助。长期以来,黄河三角洲地区的盐碱地改良,主要应用传统的深沟排碱法。按照“水往低处流”的原理,通过挖深沟的方式,使土壤的盐分流向深沟,减少耕作土壤的盐分。这一方法使沟渠两旁30米范围的土壤改碱成效显著,但30米以外的改土作用则逐渐弱化。如要推进大面积改土效...

黄三角暗管改碱实验

由传统到科学的改碱之路

黄河,一条有故事的河。从大禹治水到“要把黄河的事情办好”,似乎每一朵浪花都有一段插曲。如今,黄河两岸的人们,仍然延续先辈们的那份执着,演绎着一幕幕动人的悲喜剧。

治碱,也许没有大禹斧劈三门峡的神话韵味,没有“决不过黄河”的传奇色彩,但却是从宁夏河套到山东黄河入海口,人们与大自然斗智斗勇的真实行动。

黄河水,在带给人们灌溉便利的同时,长期的大水漫灌和低地浸泡,也造就了大量的盐碱地。因而,从上古时期开始,人们就开始了向盐碱地要粮的治理活动。

在黄河三角洲17万公顷的盐碱地上,人们一直进行着改碱的探索。所不同的是,今天的探索走了一条由传统到科学的现代改碱之路。

长期以来,黄河三角洲地区的盐碱地改良,主要应用传统的深沟排碱法。按照“水往低处流”的原理,通过挖深沟的方式,使土壤的盐分流向深沟,减少耕作土壤的盐分。这一方法使沟渠两旁30米范围的土壤改碱成效显著,但30米以外的改土作用则逐渐弱化。如要推进大面积改土效果,则需增挖排沟,但如排沟布置过密,则本身就会大量占用耕地。

为找到一种更科学的治理方法,上世纪80年代,东营市农业部门引入了荷兰暗管排水的技术原理,试验预制带有孔隙的混凝土水管,用人工方法将水管连接铺设于地下,管外包裹棕榈皮以过滤渗水中携带的土壤杂质。实验证明,地下暗管的改碱作用明显,可弥补排沟间距过宽导致改碱效果弱化的缺陷,促使盐碱地加快改良。但由于工程全为人工操作,管与管之间连接不牢,容易错裂、漏土、阻水,加上土法施工成本高、效率低下,因而该方法未能从改碱实验进入工程推广。

上世纪80年代末,黄河三角洲上的胜利油田进入企业改制阶段,为充分发挥油区荒碱地资源的潜在优势,引进技术改造荒碱地开始提上石油管理局的议事日程。1999年10月,胜利油田与东营市、荷兰荷丰公司联合成立东营金川水土环境工程有限责任公司,成套引进荷兰的大型铺管机械与配套设备,在黄河三角洲地区的几种不同类型荒碱地上进行了暗管改碱工程实验。施工6年中经对荷兰暗管排水技术的消化吸收、改进提高,计成功改造重盐碱地13万亩,初步形成了可进行大面积推广的黄河三角洲暗管改碱系统工程技术。

暗管改碱技术,是在引进荷兰暗管排水技术的基础上,根据我国滨海地区的土壤环境条件加以改进发展起来的盐碱地治理技术。其工作原理是:按照“盐随水来、盐随水去”的土壤盐水运动机理,将钻有微孔的塑料波纹管铺设在盐碱地改良区地下的1~2米深处,利用自然降雨和引水工程对盐碱地耕作区进行灌溉洗盐,使溶解了土壤盐分的高含盐水渗入地下暗管,经管网集水后流入深沟或地下河排走,从而促进土壤快速脱盐,随之辅以培肥地力、生物治碱等综合改土措施,使盐碱地或盐碱性中低产田改变为高产良田。

相互联系的系统工程

暗管改碱系统工程技术主要包括勘察设计、灌排配套、暗管敷设、激光精平、深松破结、维护管理六个环节,形成一个相互联系的整体工程。

勘察设计。在实施改碱工程之前首先要对计划施工的荒碱地或中低产田进行区块勘察。主要针对该区块与周边区域的联系,地形、地貌、河流、水系、道路、水库、地面设施、建筑物等进行勘察测绘,还要对该区块土壤进行布点钻孔取样,调查其土层结构、土壤渗透系数、土壤含盐量及PH值、电阻率、其他矿物质含量指标等,然后以取得的数据资料为依据,设计排灌设施的布局、暗管敷设的走向、间隔与埋深,其他配套工程的技术方案等,并全面论证和确认整体工程设计的合理性与可行性。

灌排配套。对项目区域进行符合暗管改碱工程整体设计需要的灌排系统配套建设,如灌溉淡水的来源地和水渠、水库建设,挖建排涝渠道和修建灌排泵站,田间道路的规划与整治等,使之形成暗管改碱的框架设施并与项目区外的系统合理衔接。

暗管敷设。地下暗管采用带孔的PVC波纹管,管孔是由激光打孔机按一定规格打在波纹管的纹沟内,管径一般为80~110毫米。暗管的铺设按设计深度和间距在激光制导下由埋管机按设计比降埋入地下,暗管四周裹有滤料,以防止粉沫性颗粒进入管内堵塞暗管。地下管每隔300米左右要建一个观察井,为以后暗管维护做准备。挖沟埋管及滤料包裹完全由机械作业,一次完成。在激光制导发射和接受仪器的控制下,不管地表是否平坦,原设计的管沟深度和坡度均不受影响,能确保进入暗管的水流畅行无阻。暗管埋深是按地下水位和土壤结构特征确定的,一般在0.8~2.5米的范围内。

暗管不仅能够接收和排出从上部淋洗土壤而下渗的高含盐水,而且能接受和排出矿化度极高的地下水,使之不再由毛细作用上升而造成土壤返盐。暗管不仅有排盐功能,还兼有排涝作用。

干旱少雨地区地下一般要铺设一级渗水管和二级集水管,并按设计安装和连接。渗水管的功能是接受盐碱水,集水管的功能是将渗水管内的盐碱水集中起来,用水泵抽出或引入深沟排出。

激光精平。荒碱地和一般农田常因地形凸凹不平造成浇灌不均,既浪费水源又使改碱效果降低。激光精平就是在项目区经灌排配套和铺设暗管之后形成的一块块条田中,按预先测绘的地面高程确定平整基点,采用大功率整平机械,在GPS定位系统和激光制导之下将条田内的耕地整平,千米距离内的高程差可达到2厘米左右,为以后的节水灌溉、快速排涝和种植管理打下良好的基础。

深松破结。黄河冲积平原土壤分层明显,土层中常常兼有粘土层和板结层(俗称铁板砂),这些土层渗透性极低,影响土壤的淋洗脱盐和作物的种植与生长。用大功率机械拖带专用深松犁齿,可将70厘米以上土层扰动深松,增加土壤的透气、透水性能,为增强洗盐效果和有利作物生长创造条件。

维护管理。以上工程措施实施后,使得暗管部位以上的土层在降水和灌溉条件下逐步脱盐,暗管以下土层的高矿化度水分被暗管吸收不再上升,原来盐碱土壤变为可种植的良田。这时土地的种植、施肥、浇灌,沟渠路林、桥涵闸坝、水库泵站等设施的维护管理非常重要。因此要高度重视土地的精心种植和管理,以促使土壤环境进一步改良并不再退化。暗管埋下之后,经过8~10年的使用,难免会有粉砂进入,应经常观察分析,如果出现流水不畅,可用暗管清洗机的高压水流对整条暗管进行清洗,将管内或观察井内的积砂冲出,保证其正常发挥排水功能。

当年每亩多收300元

见效快、效果好。工程实施后,通过控制地下水位,抑制土壤返盐,利用较少的灌溉用水和自然降水可在1~2年内使土壤迅速脱盐。孤东仙河

农场1.8万亩次生盐渍化土地,2000年11月铺设暗管,到2003年11月份,两个时点土壤采样化验结果对照,土壤含盐量从10‰~22‰降低到2.8‰左右,3年内盐碱地全部变为良田。孤东10万亩盐碱地实施暗管改碱工程3年后,耕作层含盐量由10‰~30‰降为3‰~4‰。由于土地经过精平和深松,土壤脱盐快,节水效果显著,可以有效地降低灌溉水费成本。河口区义和镇1万亩低产田采用该技术改良后当年种植棉花,有苗率由原来的4成增至8成,每亩增加收入300多元。深受农民欢迎。寸草不生的光板盐碱地,采取工程措施之后浇水压碱2年,第3年种植棉花每亩可收获300斤以上。

投资适中,经济、生态效益显著。黄河三角洲属于冲积平原,大部分土地为砂性土壤,结构松散,暗管代替明沟之后避免了因灌水和降雨造成的排沟年年坍塌、年年清淤的问题,管理维护费用大大降低。按建设高标准农田的全部工程投资测算,低产田改造每亩投资1000元以内。荒碱地开发每亩1500元左右;单纯暗管铺设每亩不超过500元,其他投资用于灌排配套、土地精平和土壤深松。按土地增收测算,低产田改造项目投资回收期3~4年,荒碱地开发项目8年左右。实施暗管改碱后,低产田当年即可增收。

节约土地,维护方便,从根本上解决盐碱危害。实践证明,暗排排碱与传统的改碱方式相比,土地利用率大为提高。由于原来的许多排水沟被暗管代替,可增加耕地8%~11%,土地开发利用率可达到74%。该技术备有高压冲洗设备,每隔7~8年以高压水流冲洗暗管,可保证暗管改碱设施长期有效使用。

机械化、自动化程度高,易于实施和推广。施工过程中的挖沟、放管、敷料、埋管一次完成,随后是激光制导下的土地精平和深松,施工精度和工作效率高。

将土地整理与农田水利设施相结合,节水效果显著。由于改碱工程必须具备良好的灌排水设施,因此改碱工程需要统筹规划、精心设计,同步建设完善的农田水利工程,实现了资源的节约和循环利用。所以,如果将土地整理与之相结合,效果更好。因为,由国家或地方投资主导的土地整理项目,面积大、项目统筹性强、资金到位,能够实现各环节的同步设计和实施,效果也容易显现。

由于暗管改碱技术能够快速高效的改良盐碱地,且工程机械化和自动化程度高,适宜大面积推广。2005年8月,山东省科技厅组织15名院士、专家组成鉴定委员会对该技术进行会面鉴定,认为该技术达到国内领先、部分达到国际先进水平。2007年12月由全国政协常委洪绂曾和卢良恕、刘更另、汪懋华三院士联名向总理提出了《关于加快推广暗管改碱技术、推动我国东部沿海地区国土(耕地)资源开发的建议》,并将黄河三角洲暗管改碱工程技术实验与研究的成果报告呈送温总理。总理很快做了批示:“请农业部、科技部、国土资源部参考研究。”2008年2月,国家科技部安排了国家“十一五”科技支撑计划项目――《沿海典型盐碱区暗管改碱与生态恢复技术开发与示范》,目前在国土资源部主持下正在进行项目申报和论证工作。

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