:本发明涉及盐碱地治理,特别涉及高低洼盐碱地转换运移设备及转换运移方法。
背景技术
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背景技术:
1、土壤盐碱化是困扰农业发展的世界性难题,盐碱地的形成源于大量氯化钠、碳酸钠等可溶性盐的积累,特别是在土壤表层0-20cm的大量积累,严重影响农作物的生长。尤其宁夏回族自治区大部分为盐碱地,不能直接耕种,需要大水灌溉把可溶性盐碱溶解到土壤50~70cm处,之后才能耕种。
2、冬季对土地进行灌溉是一种有效降低盐碱地ph值的措施。这种做法的主要目的是为了使土壤含有大量水分,从而防止春旱,确保作物在春季有足够的水分供应。然而针对冬灌用水需求,1亩地需要200立方水,宁夏回族自治区水资源匮乏,中、北部都要依靠黄河水,每年光冬灌就需要大量的水,随着黄河径流量的减少和人口的增加,这个矛盾越来越突出。
3、针对地形考察,宁夏回族自治区地区荒废高低洼盐碱地面积十分巨大,低洼地区地下水含水层较高(30cm以下就能挖含水层),故考虑在低洼地区在冬季到来进行盐碱地治理,但低洼地区透水性较差,久而久之形成不透水层(50cm左右形成粘土层),低洼地区盐碱地治理受到较大局限性;并且,高地中盐碱地治理,则需要较多淡水资源,低洼地区的水资源在无法高效治理盐碱化的同时,得到较大浪费,无法针对广阔的高低洼盐碱地进行有效的中和治理,资源造成较大浪费;并且现有单纯的治理设备,无法满足日后种植的灌溉需求,单独治理和灌溉致使成本急剧增加。
技术实现思路
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技术实现要素:
1、鉴于此,有必要设计一种能够克服以上问题的高低洼盐碱地转换运移设备及转换运移方法,采用低洼地破坏不透水层,可溶性盐碱随灌溉淡水进行回流汇总收集,收集的水资源重复利用在高地上的盐碱地治理,治理以及后期灌溉为一体化,降低治理成本。
2、第一方面,本申请提供一种高低洼盐碱地转换运移设备,包括设置在高地和低洼地之间的阻断沟,所述高地上间隔埋设有滴灌管,所述低洼地上间隔埋设有延伸至所述阻断沟内部的运移透水管;
3、所述阻断沟的内部八字铺设有轻质护坡板,所述轻质护坡板的上部具有阵列排列的过水孔;
4、所述阻断沟沿排水流动方向的最低端连接有深水井,所述深水井的井口上方连接具有多层过滤介质的净化装置;
5、所述深水井的泵组连接有压力罐,所述压力罐的通过第一阀管连接多根所述滴灌管,所述压力罐通过第二阀管连接有位于所述低洼地的表层上方的地上管路;
6、所述高低洼盐碱地转换运移设备还包括间隔插入至所述低洼地的不透水层的曝气杆;
7、每根所述曝气杆均包括:外管以及内管;所述外管和所述内管之间具有装配隔腔,所述装配隔腔的内部周向设置有热电片,且所述热电片的热端垂直贯穿所述不透水层;
8、所述内管的内部具有连接高压气体的压力腔,且所述压力腔中装配有拉瓦尔喷管;
9、所述内管的底端连接有与所述压力腔连通的曝气管,所述曝气管的底端转动连接有旋钻头,且所述旋钻头与所述热电片的发电储能组件电性连接。
10、优选的,所述运移透水管上开设有多个透水孔,且所述运移透水管上包裹有第一土工布层;
11、所述滴灌管上开设有多个滴灌孔,且所述滴灌管上包裹有第二土工布层。
12、优选的,所述深水井的井口上方装配有与所述阻断沟的下部相匹配的梯形护网,所述净化装置装配在所述梯形护网中。
13、优选的,所述阻断沟中装配有拦截网,所述拦截网沿排水流动方向装配在所述梯形护网的前端。
14、优选的,所述净化装置的多层过滤介质由高至低密度依次增大。
15、优选的,所述曝气杆的上部设置有进气阀嘴,所述进气阀嘴贯穿所述装配隔腔后与所述压力腔连通。
16、优选的,所述热电片沿所述内管的高度方向贴附在所述内管的外壁;
17、所述曝气杆的顶端装配有连接所述内管和所述外管的横握管;
18、所述热电片的发电储能组件为设置在所述横握管内部的锂电池。
19、本发明中,通过阻断沟的设计,可收集汇总雨季水源,并可同时在治理过程中将低洼地的冲洗水资源进行回收,中和低洼地和高地的用水量,减少水资源的浪费;并在初步对低洼地进行盐碱地治理时,采用热能以及曝气方式破坏不透水层,增强可溶性盐碱的渗透率,提供高效可靠的治理方式,并且可同步对后期农作物灌溉实现一体化设计,降低整体成本。
20、第二方面,一种转换运移方法,包括如上述的高低洼盐碱地转换运移设备;该转换运移方法包括以下步骤:
21、步骤一、在高地和低洼地之间的衔接坡面上挖设具有走水坡度的阻断沟;
22、步骤二、在高地以朝向低洼地的方向横向贯通开沟,并预埋滴灌管延伸至阻断沟的内部,在低洼地以朝向高地的方向横向贯通开沟,并预埋运移透水管延伸至阻断沟的内部;
23、步骤三、在阻断沟的沟底浇筑混凝土层,并在阻断沟的两侧边坡上安装轻质护坡板,轻质护坡板上对应滴灌管或运移透水管的位置对应开孔;
24、步骤四、在多根滴灌管外露至阻断沟内部的一端纵向连接第一阀管,在多根运移透水管外露至阻断沟内部的一端纵向连接第二阀管;
25、步骤五、在阻断沟的排水端钻出深水井,深水井井深不小于180m,并在井口上方安装净化装置;
26、步骤六、在深水井内部安装泵组,并使泵组连接压力罐,压力罐与第一阀管和第二阀管连接;
27、步骤七、在高低洼盐碱地冬灌前,采用曝气杆以间隔方式在低洼地上预热曝气,破坏不透水层,并采用热电片的热端释放200℃以上的热能,同时实现温差发电,储存电能;
28、步骤八、开启第二阀管,以冬季漫灌低洼地的方式脱盐处理,淡水携带盐分穿透分解破坏后的不透水层,携带盐分的水流进运移透水管中引流至阻断沟,多次重复灌溉后低洼地中的盐碱度处于适用于种植范围,并且水源得以净化后重复应用;
29、步骤九、开启第一阀管,以滴灌方式对高地进行持续性脱盐;
30、步骤十、开春种植农作物后,开启第二阀管以喷灌方式作用于农作物灌溉生长,开启第一阀管,以滴灌方式作用于农作物灌溉生长。
31、优选的,多根所述曝气杆等距间隔插入在任意相邻的两根运移透水管之间的土壤中,且每根所述曝气杆的插入深度不小于50cm。
32、优选的,所述热电片的冷端贯穿所述低洼地的冻土层后延伸至外界。
33、本方法中,利用高地和低洼地之间存在的地理落差,较小水量对低洼地进行灌溉,破坏和分解不透水层,实现较小淡水用量降低盐碱地ph值,同时灌溉以及后期雨水中在低洼地中具备较高的渗透率,保证种植物充分吸收的同时,可将水源进行收集汇总,便于对不易存留水资源的高地进行深层滴灌处理,深层滴灌处理的高地具备较好的脱盐效果,同时对种植物补水需求更加精准,减少水资源的浪费;高低洼盐碱地均衡补水,可治理大面积起伏地块,减少水资源的浪费,增加经济收入。
1.一种高低洼盐碱地转换运移设备,包括设置在高地和低洼地之间的阻断沟,所述高地上间隔埋设有滴灌管,所述低洼地上间隔埋设有延伸至所述阻断沟内部的运移透水管;其特征在于,
2.如权利要求1所述的高低洼盐碱地转换运移设备,其特征在于,所述运移透水管上开设有多个透水孔,且所述运移透水管上包裹有第一土工布层;
3.如权利要求1所述的高低洼盐碱地转换运移设备,其特征在于,所述深水井的井口上方装配有与所述阻断沟的下部相匹配的梯形护网,所述净化装置装配在所述梯形护网中。
4.如权利要求3所述的高低洼盐碱地转换运移设备,其特征在于,所述阻断沟中装配有拦截网,所述拦截网沿排水流动方向装配在所述梯形护网的前端。
5.如权利要求1所述的高低洼盐碱地转换运移设备,其特征在于,所述净化装置的多层过滤介质由高至低密度依次增大。
6.如权利要求5所述的高低洼盐碱地转换运移设备,其特征在于,所述曝气杆的上部设置有进气阀嘴,所述进气阀嘴贯穿所述装配隔腔后与所述压力腔连通。
7.如权利要求6所述的高低洼盐碱地转换运移设备,其特征在于,所述热电片沿所述内管的高度方向贴附在所述内管的外壁;
8.一种转换运移方法,包括如权利要求1~7任一项所述的高低洼盐碱地转换运移设备;其特征在于,该转换运移方法包括以下步骤:
9.如权利要求8所述的转换运移方法,其特征在于,多根所述曝气杆等距间隔插入在任意相邻的两根运移透水管之间的土壤中,且每根所述曝气杆的插入深度不小于50cm。
10.如权利要求8所述的转换运移方法,其特征在于,所述热电片的冷端贯穿所述低洼地的冻土层后延伸至外界。