一种滨海盐渍化软土脱盐方法及智能储水系统

1.本发明涉及盐渍化软土脱盐技术领域，具体为一种滨海盐渍化软土脱盐方法及智能储水系统。


背景技术：

2.滨海盐渍化软土主要为海相地层沉积和海水浸满所致，在地域分布上，滨海盐渍化软土受海潮和矿化潜水的影晌强烈，愈靠近海岸，土的含盐且愈高，盐分的表聚性愈强；盐渍化程度分区具有与海岸线平行的分布规律，从海边向陆地依次分布着滨海潮滩盐土、滨海盐土、滨海潮化盐土和滨海盐化潮土。盐渍化软土的含盐量随深度变化有一定的规律性，合盐量随深度增加呈下降趋势。由于毛细水临界上升高度大于地下水位埋深，毛细水携带的盐分就很容易上升至地表，加之本地区气候干燥、蒸发量大，地表积盐作用强烈，所以表层土的含盐增高。
3.滨海盐渍化软土含盐增高，通气透水性差，导致植物长势衰弱和死亡，严重影响了绿地建设的可持续发展和绿地景观的维护，从而需要对滨海盐渍化软土进行脱盐处理。目前，对盐渍土最常采用的脱盐处理方法为换水浸泡脱盐，即通过反复浸泡，多次更换纯水的方式来降低盐渍土中的盐含量，达到脱盐效果。虽然这种方法操作简单，但是也存在较多问题。例如：每次换水都需要在土体充分浸泡的过程中耗费大量时间，效率低；遇到雨水天气时，雨水会直接进入脱盐土中，使盐分下渗，破坏脱盐过程。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种滨海盐渍化软土脱盐方法及智能储水系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滨海盐渍化软土脱盐方法，包括以下步骤：
6.s1：将土地按平面大小设置为若干个单元，且每个单元包括：铺设在软土上的混凝土隔水层，铺设在混凝土隔水层上表面的含水层，铺设在含水层上表面的盐渍化土层，设置在盐渍化土层底部的含盐量检测装置，排水沟，智能储水系统及补给水系统；
7.s2：将水补充给含水层，水分随毛细作用上移，盐分上移，到达表层后，水分蒸发，盐分留在表层；盐分随着这个过程不断的上移，当含盐量检测装置检测出底层土的盐分达到正常土的盐度后，移除表层的土，即为脱盐后的正常土壤；
8.s3：降雨前，自动展开挡雨布，防止雨水进入脱盐土中，使盐分下渗，破坏脱盐过程；同时，雨水经挡雨布收集，并汇入排水沟，排水沟中隔5m有一个与渗滤层相连的渗水孔，当渗水孔补充完渗滤层后，继续流入储水池，储水池储水为脱盐或脱盐完成后，植物正常灌溉使用。
9.更进一步地，所述步骤s1中混凝土隔水层在混凝土层表面做防水层或铺设一层防水膜而成，其中混凝土层厚度为5-10cm，混凝土层设置的深度为保证旁边河流最高洪水位
以上，防水层或防水膜均是为了防止下层盐渍软土通过毛细作用将盐分向上运移，在排盐完成后，也能阻止水分下渗。
10.更进一步地，所述步骤s1中含水层的厚度为20cm，其底层为直径为2-5cm的石子，上层为0.2-0.5cm砂。
11.更进一步地，所述步骤s1中盐渍土取自附近挖储水池的土，且盐渍土的颗粒大小在2cm以下。
12.更进一步地，本发明还提供了一种滨海盐渍化软土脱盐方法的智能储水系统，包括水平架(1)、电动伸展结构(2)、棚架(3)、挡雨布(4)、储水池(5)及智能控制箱(6)。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
14.一、本发明中通过设置电动伸展结构，电动伸展结构包括主动皮带轮、从动皮带轮及环形皮带，环形皮带中上层皮带通过第一连接架与中间其中一个移动座相固定，环形皮带中下层皮带通过第二连接架与另一个移动座相固定，当伺服电机带动主动皮带轮顺时针或者逆时针转动时，即可带动中间两个移动座相互分离或者靠近，进而能带动挡雨布展开或收纳，挡雨布展开后能防止雨水进入脱盐土中，使盐分下渗，破坏脱盐过程；电动伸展结构的工作由智能控制箱进行控制，智能控制箱的顶端设置有挡雨罩，挡雨罩的上表面安装有雨滴传感器，雨滴传感器能实时对下雨情况进行监测，从而实现了挡雨布的智能化展开或收纳，设计巧妙，也有利保障脱盐的效果。
15.二、本发明中，出水管的内壁安装有轴承，轴承的内壁转动安装有旋流管，旋流管的上端口内壁固定有过滤网，过滤网的上表面中心位置固定有圆杆，圆杆的顶端固定有风动叶轮，风动叶轮在风力作用下能带动旋流管转动，旋流管的内壁沿圆周固定有若干个旋流片，从而能使得大多数水分子形成了沿同一趋势运动的合力，形成旋涡流动效果，从而能大大提高水流速度，可快速将汇集在雨水导流组合管内部的雨水排出。
16.三、本发明的含盐量检测装置直接将装置插入到土壤中即可进行检测，不需要采集和处理土壤，满足现场快速检测盐度的需求。本发明的含盐量检测装置设置有多个探测电极，使用一个检测装置可以检测出不同位置处的含盐量，避免了在含盐量检测的过程中需要设置多个检测装置。采用本发明的含盐量检测装置计算得到的导电率能够准确的表征土壤的盐度，本发明的含盐量检测装置直接通过导电率来判断土壤的含盐量，简化了含盐量的计算过程。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明智能储水系统的立体结构示意图；
19.图2为本发明智能储水系统的部分结构示意图；
20.图3为本发明智能储水系统中水平架、电动伸展结构、棚架及挡雨布的组装示意图；
21.图4为本发明智能储水系统中水平架、电动伸展结构的组装示意图；
22.图5为本发明智能储水系统中棚架的结构示意图；
23.图6为本发明智能储水系统中电动伸展结构的结构示意图；
24.图7为本发明智能储水系统中出水管、旋流管、过滤网及风动叶轮的结构示意图；
25.图8为本发明智能储水系统中出水管、旋流管、过滤网及风动叶轮的组装示意图；
26.图9为本发明储水池的局部剖视结构示意图；
27.图10为本发明智能储水系统的电学控制示意图；
28.图11为本发明土壤含盐量检测装置的主视图；
29.图12为本发明土壤含盐量检测装置的俯视图。
30.图中：1-水平架、101-前导轨、102-后导轨、103-左横架、104-右横架、105-移动座、106-斜杆、2-电动伸展结构、201-主动皮带轮、202-从动皮带轮、203-环形皮带、204-第一转动轴、205-第二转动轴、206-第一连接架、207-第二连接架、208-伺服电机、3-棚架、4-挡雨布、5-储水池、501-高液位传感器、502-低液位传感器、503-抽水管、504-抽水泵、505-水管接头、6-智能控制箱、7-连接块、8-雨水导流组合管、9-出水管、10-轴承、11-旋流管、12-旋流片、13-过滤网、14-圆杆、15-风动叶轮、16-下水管、17-排水沟、18-电动阀门、19-支撑杆、20-加强杆、21-滚轮、22-挡雨罩、23-雨滴传感器、24-伸展单元架、25-导电电极一、26a-探测电极一、26b-探测电极二、26c-探测电极三、26d-探测电极四。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
32.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.下面结合附图对本发明进一步说明。
34.实施例1
35.本发明提供的一种实施例：一种滨海盐渍化软土脱盐方法，包括以下步骤：
36.s1：将土地按平面大小设置为若干个单元，如100m*50m或100m*100m，且每个单元包括：铺设在软土上的混凝土隔水层，铺设在混凝土隔水层上表面的含水层，铺设在含水层上表面的盐渍化土层，设置在盐渍化土层底部的含盐量检测装置，排水沟，智能储水系统及补给水系统；
37.s2：将水补充给含水层，水分随毛细作用上移，盐分上移，到达表层后，水分蒸发，盐分留在表层；盐分随着这个过程不断的上移，当含盐量检测装置检测出底层土的盐分达到正常土的盐度后，移除表层的土，即为脱盐后的正常土壤；
38.s3：降雨前，自动展开挡雨布，防止雨水进入脱盐土中，使盐分下渗，破坏脱盐过程；同时，雨水经挡雨布收集，并汇入排水沟，排水沟中隔5m有一个与渗滤层相连的渗水孔，当渗水孔补充完渗滤层后，继续流入储水池，储水池储水为脱盐或脱盐完成后，植物正常灌溉使用。
39.步骤s1中混凝土隔水层在混凝土层表面做防水层或铺设一层防水膜而成，其中混凝土层厚度为5-10cm，混凝土层设置的深度为保证旁边河流最高洪水位以上，这层混凝土能够有效的解决软土地基上施工困难的问题；防水层或防水膜均是为了防止下层盐渍软土通过毛细作用将盐分向上运移，在排盐完成后，也能阻止水分下渗。
40.步骤s1中含水层的厚度为20cm，其底层为直径为2-5cm的石子，上层为0.2-0.5cm砂，砂能够有效的防治上层的土的流失。该含水层能够为脱盐过程中提供有足够的水分进行脱盐；脱盐完成后，为上层土壤种植植被提供所需的水分。含水层的水以雨水为主，当雨水不足时，使用自来水。
41.步骤s1中盐渍土取自附近挖储水池的土，且盐渍土的颗粒大小在2cm以下。在含水层上堆积盐渍土，盐渍土的厚度根据种植作物所选用的植被选择，如柳树等乔木树种盐渍土的厚度1.4m，灌木树种1m，小麦0.8m。当土层很厚时，可以在土中添加小麦或水稻秸秆，使含水层的水能够通过毛细作用上移，同时带动盐分上移；同时，秸秆腐烂后增加腐殖质，为种植植被提供营养。
42.请参阅图11、图12，本发明的含盐量检测装置包括导电电极25和探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d，其中探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d与导电电极25之间的距离相同，且探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d彼此之间均匀分布，例如探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d位于以导电电极25为圆心的圆周上，含盐量检测装置可以提供给导电电极25一定频率的电信号，电信号经过土壤传递到探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d，导电电极25分别与探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d形成电容。
43.步骤s2中含盐量检测装置检测出底层土的盐分达到正常土的盐度的步骤为：
44.步骤s21：含盐量检测装置检测出导电电极25分别与探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d形成电容之间的电容值c1、c2、c3、c4；
45.电容的检测为现有技术，例如电容表法、三表法、电桥法和谐振法，在此不做详述；
46.步骤s22：含盐量检测装置根据检测出的电容值计算出土壤的导电率ε，计算公式如下：
47.其中，r1为导电电极25、探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d中任一电极的半径，r2为导电电极25与任一探测电极(探测电极一26a、探测电极二26b、探测电极三26c、探测电极四26d)之间的距离；
48.将步骤s21中的电容值c1、c2、c3、c4分别带入到上述公式中可得到对应的导电率ε1、ε2、ε3、ε4；
49.步骤s23：当含盐量检测装置检测出时，判定底层土的盐分达到正常土的盐度，其中为预先设定的标准值。
50.本发明的含盐量检测装置直接将装置插入到土壤中即可进行检测，不需要采集和处理土壤，满足现场快速检测盐度的需求。本发明的含盐量检测装置设置有多个探测电极，使用一个检测装置可以检测出不同位置处的含盐量，避免了在含盐量检测的过程中需要设置多个检测装置。采用本发明的含盐量检测装置计算得到的导电率能够准确的表征土壤的盐度，本发明的含盐量检测装置直接通过导电率来判断土壤的含盐量，简化了含盐量的计算过程。
51.实施例2
52.在实施例1的基础上，一种滨海盐渍化软土脱盐方法的智能储水系统，请参阅图1、图2、图3、图4、图5，包括水平架1、电动伸展结构2、棚架3、挡雨布4、储水池5及智能控制箱6，水平架1包括前导轨101、后导轨102、左横架103和右横架104，前导轨101和后导轨102的内部均滑动安装有若干个移动座105，且前、后一一对应的移动座105之间共同固定有棚架3，若干个棚架3的外壁共同固定有棚架3，相邻的两个棚架3之间铰接有伸展单元架24，伸展单元架24的外观呈菱形，且由四根直杆首尾依次铰接而成；水平架1还包括斜杆106，若干个斜杆106均固定于前导轨101和后导轨102之间，斜杆106的设置是为了防止水平架1出现形变，提高了且稳固性。
53.请参阅图2、图4、图6，中间位置的两个移动座105均由电动伸展结构2驱动，电动伸展结构2包括主动皮带轮201、从动皮带轮202及环形皮带203，主动皮带轮201和从动皮带轮202的数量均为两个，且两个主动皮带轮201之间固定有第一转动轴204，两个从动皮带轮202之间固定有第二转动轴205，主动皮带轮201和从动皮带轮202的外壁共同套接有环形皮带203，环形皮带203中上层皮带通过第一连接架206与中间其中一个移动座105相固定，环形皮带203中下层皮带通过第二连接架207与另一个移动座105相固定；主动皮带轮201通过减速器与伺服电机208的驱动端相连接，伺服电机208、电动阀门18的工作均由智能控制箱6电性控制。
54.请参阅图1、图2、图9、图10，水平架1的底端通过若干个连接块7共同固定有雨水导流组合管8，雨水导流组合管8呈矩形且四个角落底端均连通有出水管9；出水管9的底端连通有下水管16，下水管16的出水口对准排水沟17，排水沟17的末端出水口与储水池5相连通，且连接处设置有电动阀门18，储水池5的内壁设置有高液位传感器501和低液位传感器502，高液位传感器501和低液位传感器502的信号输出端与智能控制箱6电性连接，储水池5内部的水位超过低液位传感器502时，低液位传感器502向智能控制箱6发出一个“存水”信号，此时电动阀门18处于打开状态，当储水池5内部的水位达到高液位传感器501，高液位传感器501向智能控制箱6发出一个“存满”信号，电动阀门18自动关闭；储水池5的底部外壁连通有抽水管503，抽水管503的顶端与抽水泵504相连接，抽水泵504安装于地面上，且抽水泵504的出水端设置有水管接头505。
55.请参阅图2，水平架1的底端还通过螺栓固定有若干支撑杆19，支撑杆19的外壁与水平架1之间还固定有加强杆20，加强杆20的设置能提高对水平架1的承重能力，支撑杆19的底端均安装有带轮锁的滚轮21，滚轮21的设置是为了便于移动脱盐的位置，适应性强。
56.请参阅图2、图10，智能控制箱6固定安装其中一个支撑杆19外壁，智能控制箱6的顶端设置有挡雨罩22，挡雨罩22的上表面安装有雨滴传感器23，雨滴传感器23的信号输出端与智能控制箱6电性连接。
57.本实施例的工作原理为：先将水管接头505与喷水管相连，再通过智能控制箱6控制抽水泵504连接电源，抽水泵504将水从储水池5内部经抽水管503抽出，再补充给滨海盐渍化软土的含水层，水分随毛细作用上移，盐分上移，到达表层后，水分蒸发，盐分留在表层；盐分随着这个过程不断的上移，当底层土的盐分达到正常土的盐度后，移除表层的土，即为脱盐后的正常土壤；其中，电动伸展结构2包括主动皮带轮201、从动皮带轮202及环形皮带203，环形皮带203中上层皮带通过第一连接架206与中间其中一个移动座105相固定，环形皮带203中下层皮带通过第二连接架207与另一个移动座105相固定，当伺服电机208带动主动皮带轮201顺时针或者逆时针转动时，即可带动中间两个移动座105相互分离或者靠近，进而能带动挡雨布4展开或收纳，挡雨布4展开后能防止雨水进入脱盐土中，使盐分下渗，破坏脱盐过程；电动伸展结构2的工作由智能控制箱6进行控制，智能控制箱6的顶端设置有挡雨罩22，挡雨罩22的上表面安装有雨滴传感器23，雨滴传感器23能实时对下雨情况进行监测，从而实现了挡雨布4的智能化展开或收纳，设计巧妙，也有利保障脱盐的效果。
58.实施例3
59.在实施例2的基础上，请参阅图2、图7、图8，出水管9的内壁安装有轴承10，轴承10的内壁转动安装有旋流管11，旋流管11的内壁沿圆周固定有若干个旋流片12，旋流管11的上端口内壁固定有过滤网13，过滤网13的上表面中心位置固定有圆杆14，圆杆14的顶端固定有风动叶轮15。
60.本实施例在实施时，风动叶轮15在风力作用下能带动旋流管11转动，旋流管11的内壁沿圆周固定有若干个旋流片12，从而能使得大多数水分子形成了沿同一趋势运动的合力，形成旋涡流动效果，从而能大大提高水流速度，可快速将汇集在雨水导流组合管8内部的雨水排出。
61.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。