一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法與流程

本發(fā)明屬于鹽堿地綠化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于以淺層地下咸水為主要作用的濱海鹽堿土壤的綠化，具體涉及一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法。

背景技術(shù)：

目前，治理鹽堿地的措施有水利土壤改良措施(沖洗淋鹽、井排、暗管排水)、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施(深耕翻土、泡田攪拌、輪作與生物改良利用、耐鹽品種選育)、化學(xué)改良(石膏、氯化鈣、碳酸鈣等)等?？傮w來說，國內(nèi)外鹽堿化土壤的改良利用，一般通過以下兩個方面：第一是通過改良土壤本身，降低土壤可溶性鹽分、鈉吸附比和堿化度，為植物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境條件；二是利用生物改良，即通過選用植物中的耐鹽品種，并挖掘品種自身所具有的忍耐能力，之后直接種植于鹽堿化土壤，但這些技術(shù)隨著時間的推移都存在“返鹽”現(xiàn)象，且處理成本較高。

濱海平原區(qū)具有特定地質(zhì)構(gòu)造，受淺埋微咸地下水的補給，淺層地下水水位埋深淺且地下水徑流幾乎處于停滯狀態(tài)，垂向蒸發(fā)作用顯著增強，并成為主要的排泄途徑，加之受海相層與海水、海潮的影響，土層中鹽分很高。包氣帶多為粉質(zhì)粘土、砂土或淤泥質(zhì)粘土交互沉積結(jié)構(gòu)，水鹽在強蒸發(fā)作用下容易上升至植被根系層或地表，植物由于生理性缺水而死亡，造成植被退化的現(xiàn)象，海水入侵加劇了土壤鹽堿化、濕地植被退化等問題。因此導(dǎo)致濱海地區(qū)植被等生物多樣性減退乃至整個生態(tài)系統(tǒng)退化加劇，極大的制約了濱海地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的功能恢復(fù)。

電動修復(fù)技術(shù)是近20年才興起的一種高效、原位修復(fù)技術(shù)，國內(nèi)外利用電動修復(fù)技術(shù)原理，研究重點多在土壤重金屬陽離子(鉛、鉻、砷、鋅、鎘、銅、鎳、汞、錳等)及有機污染物的電動修復(fù)方面，而用于除鹽的研究較少，多見于水處理應(yīng)用研究，而用于濱海鹽堿地綠化的電動驅(qū)鹽技術(shù)還未見發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法，所采用的驅(qū)鹽裝置包括驅(qū)鹽系統(tǒng)、供能系統(tǒng)以及電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述驅(qū)鹽系統(tǒng)由導(dǎo)線和控制開關(guān)與所述電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供能系統(tǒng)連接，該方法包括如下步驟：

(1)、置驅(qū)鹽系統(tǒng)的正負導(dǎo)電電極于地下含水層或包氣帶中；

(2)、將驅(qū)鹽系統(tǒng)正負導(dǎo)電電極與供能系統(tǒng)、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和控制開關(guān)連接成回路，通過電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓輸出；

(3)、供能系統(tǒng)采取連續(xù)供電，或者間歇式供電節(jié)省能耗的輸出；

(4)、根據(jù)不同植物或作物對土壤酸堿度的要求，推薦種植適宜酸性土壤的植被，驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陽極在上，陰極在下的電極埋設(shè)方式；推薦種植適宜堿性土壤的植被，驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陰極在上，陽極在下的電極埋設(shè)方式；

(5)、減緩修復(fù)過程中的土壤酸堿變化：當(dāng)土壤酸堿度變化不適宜作物生長時，采取轉(zhuǎn)換供能系統(tǒng)的正負極，實現(xiàn)驅(qū)鹽系統(tǒng)導(dǎo)電電極的正負極轉(zhuǎn)換；

(6)、采樣檢測土壤中鹽度或設(shè)置土壤鹽度在線監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)鹽度輸出進行電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓或電流的調(diào)節(jié)：當(dāng)土壤中鹽度沒有降低，或者鹽度減少量未達到實際要求時，采取加大電流或電壓的措施；同時鹽度驅(qū)除率在達到實際需求的基礎(chǔ)上，減少電流或電壓以減少能耗的輸出。

所述供能系統(tǒng)為所述驅(qū)鹽系統(tǒng)提供低壓直流電，所述供能系統(tǒng)由電池、交流轉(zhuǎn)直流變壓或太陽能供電三種的任一種或組合構(gòu)成。

本發(fā)明達到的有益效果：

1、本發(fā)明有效抑制地下水鹽分的上升，阻滯鹽分在毛細作用下上升至土壤，達到“水升鹽留”的效果，控鹽效率在30％-90％，若配合適宜的土壤改良技術(shù)，控鹽效率可達90％以上。

2、本發(fā)明采用低壓直流電供能系統(tǒng)，驅(qū)鹽過程中采用間歇式供電，節(jié)省能源，總體能耗小，需要維護量較小，延長了使用壽命。

3、本發(fā)明工藝簡單且性能可控，較于其他改良手段，對土壤擾動小且價格低廉。

附圖說明

圖1為本發(fā)明采用的驅(qū)鹽裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明方法的驅(qū)鹽試驗效果圖。

附圖標(biāo)記：1-電極；2-導(dǎo)線；3-電池；4-調(diào)壓器；5-開關(guān)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明所采用的驅(qū)鹽裝置包括驅(qū)鹽系統(tǒng)、供能系統(tǒng)以及電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述驅(qū)鹽系統(tǒng)由導(dǎo)線2和控制開關(guān)5與所述電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和供能系統(tǒng)連接,所述電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)為調(diào)壓器4，所述供能系統(tǒng)為所述驅(qū)鹽系統(tǒng)提供低壓直流電，所述供能系統(tǒng)由電池、交流轉(zhuǎn)直流變壓或太陽能供電三種的任一種或組合構(gòu)成，為了節(jié)省能源，所述供能系統(tǒng)也可采用間歇式供電，本實施例供能系統(tǒng)由電池3構(gòu)成，所述驅(qū)鹽系統(tǒng)由正、負導(dǎo)電電極1組成，轉(zhuǎn)換所述電池3正負極，轉(zhuǎn)換所述正、負導(dǎo)電電極1的正負極，所述正、負導(dǎo)電電極1的數(shù)量包括但不局限于1個，本實施例為1個，所述正、負導(dǎo)電電極1埋設(shè)于地下含水層或包氣帶中，用于抑制地下水中鹽分的上升。

一種鹽堿地綠化用低壓直流電驅(qū)鹽方法，采用上述驅(qū)鹽裝置，該方法包括如下步驟：

(1)、置驅(qū)鹽系統(tǒng)的正負導(dǎo)電電極于地下含水層或包氣帶中；

(2)、將驅(qū)鹽系統(tǒng)正負導(dǎo)電電極與供能系統(tǒng)、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和控制開關(guān)連接成回路，通過電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓輸出；所述供能系統(tǒng)為所述驅(qū)鹽系統(tǒng)提供低壓直流電，所述供能系統(tǒng)由電池、交流轉(zhuǎn)直流變壓或太陽能供電三種的任一種或組合構(gòu)成；本實施例供能系統(tǒng)采用電池；

(3)、供能系統(tǒng)采取連續(xù)供電的方式，或者間歇式供電節(jié)省能耗的輸出，間歇時間根據(jù)現(xiàn)場地下水及土壤情況而定；當(dāng)驅(qū)鹽效果達到實際需求時，采取間歇式供電的方式以節(jié)省能耗的輸出，也可以選擇暫時供電的方式，而當(dāng)土壤中返鹽情況不滿足實際需求，再重新提供電源，間歇時間根據(jù)現(xiàn)場地下水與土壤情況及實際需要的驅(qū)鹽效率而定，可以是幾分鐘、幾小時、或者幾天；

(4)根據(jù)不同植物或作物對土壤酸堿度的要求，推薦種植適宜酸性土壤的植被，驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陽極在上，陰極在下的電極埋設(shè)方式；推薦種植適宜堿性土壤的植被，驅(qū)鹽系統(tǒng)采用陰極在上，陽極在下的電極埋設(shè)方式；

(5)、減緩修復(fù)過程中的土壤酸堿變化：當(dāng)土壤酸堿度變化不適宜作物生長時，采取轉(zhuǎn)換供能系統(tǒng)的正負極，實現(xiàn)驅(qū)鹽系統(tǒng)導(dǎo)電電極的正負極轉(zhuǎn)換，正負極轉(zhuǎn)換的頻率可根據(jù)實際對土壤酸堿度的需求而定，或者根據(jù)修復(fù)過程中土壤酸堿度變化對植物的影響而定，當(dāng)電極一側(cè)的土壤酸堿度在實際需求范圍之外，則可以轉(zhuǎn)換電極的正負，以緩解電解過程中所造成的土壤酸堿性變化；

(6)、采樣檢測土壤中鹽度或設(shè)置土壤鹽度在線監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)鹽度輸出進行電壓或電流的調(diào)節(jié)：當(dāng)土壤中鹽度沒有降低，或土壤中鹽度減少量未達到實際要求時，可采取加大電流或電壓的措施；同時鹽度驅(qū)除率在達到實際需求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)減少電流或電壓以減少能耗的輸出。

本發(fā)明的驅(qū)鹽試驗：將本發(fā)明所采用的驅(qū)鹽裝置的導(dǎo)電電極分別置于長40cm×寬50cm×高60cm的實驗土箱中，土箱模擬了濱海地區(qū)淺層地下咸水運移，實驗采用不銹鋼網(wǎng)電極，通電后，24h后土壤中的鹽分可下降30％以上，驅(qū)鹽效果圖見圖2。

應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所討論的實施方案及實例只是為了說明，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。