潍坊市滨海开发区太阳能盐水淡化系统改良盐碱土壤的新型模式研究

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摘要 介绍潍坊市滨海经济开发区概况，对太阳能盐水淡化系统的工作原理和特点进行阐述，分析在滨海开发区太阳能盐水淡化系统利用“灌水洗盐”方式在改良盐碱土壤中的应用，并对其效果进行总结，以为盐碱地改良提供参考。

关键词 太阳能；盐水淡化；盐碱土壤；山东潍坊；滨海开发区

中图分类号 S287 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）02-0236-01

盐碱地是耕地中的重要类型，其所占比例为耕地面积的6.7%左右。我国盐碱地面积也较大，为1亿hm2左右，占国土总面积的10.3%。盐碱地地表盐分含量超过一定比例，土壤不能提供营养物质，很多动植物不能在这种土壤中存活。如果耕地面积中盐碱地面积过大，绿色植物不易生长，分布受到很大限制。为了合理利用土地资源、改善和保护生态环境，取得较好的生态效益和社会效益，要加强对盐碱地改良技术的研究，找出适合盐碱地改良的新方法，加快生态建设进程是我国亟待解决的重要课题。近年来，尽管在盐碱地改良方面投入了很大资金，但由于技术措施落后等原因，使得盐碱地改良没有达到预期效果。究其原因主要是盐碱地中含盐量太高，很难被合理科学的开发利用，这也是盐渍土资源开发的主要制约因素。改良盐碱土的方法很多，灌水洗盐就是土壤改良利用的常用措施和有效途径，其中淡水来源和排水是灌水洗盐的关键。通过太阳能卤水淡化系统的实施和应用可以有效解决淡水来源和排水问题，这也是新型环保能源在农业技术开发上的突破和尝试，以为今后大面积推广和应用起到示范作用。

1 潍坊市滨海经济开发区概况

潍坊市滨海经济开发区地理坐标约为北纬37°00′～37°15′，东经118°50′～119°15′，具有典型的暖温带大陆性季风区半湿润气候特征，春季返盐现象较常发生。年日照时数历年平均2 762.9 h，冬季日照率为64%，初冻期一般在11月底，终冻期在4月初，冻土历年最大深度为60 cm；年降水量557.7～705.7 mm，年蒸发量2 000 mm；地貌类型为粉砂淤泥质海岸，地势低平，整个地势南高北低，全部为平原，坡降比1/10 000～1/500 0；海拔较低，仅为2～4 m，地下水埋藏较浅，年变化为地下1～2 m，矿化度高；开发区内原用地大部分为盐田，地势较低洼平缓，立地条件较差，返盐情况明显。另外，海潮、旱、涝、盐碱、冰雹自然灾害严重，生态环境十分脆弱。

潍坊市滨海经济开发区地下卤水资源丰富，富含钾、钠、钙、镁、溴、碘等多种经济价值较高的元素，净储量超过60亿m3，埋藏浅，易开发。开发区内具有非常丰富的基础化工原料：纯碱产量为300万t/a，占全国年产量的16.7%；原盐产量为900万t/a，占全国年产量的20%；溴素产量为6万t/a，占全国年产量的比例超过66.7%。

总之，潍坊市滨海经济开发区既具有丰富的地下卤水储藏，又面临土壤盐碱化和生态环境恶化的窘迫现状。根据开发区的实际情况，建设太阳能盐水淡化系统，既能利用优势开发利用卤水资源，又能利用淡水回流冲洗盐碱改善土壤环境，真正做到一举两得。

2 太阳能盐水淡化系统

潍坊市滨海经济开发区年日照时数历年平均2 762.9 h，日照时数长、光能资源丰富，属于适合利用太阳能的地域。同时，该区地下水资源超采情况十分严重，开采地下水资源枯竭造成海水倒灌，土壤盐碱化，破坏生态平衡。为了有效开发地区资源，发扬优势，改善环境，利用太阳能盐水淡化系统改良盐碱土壤可作为该地区一种合理的新型农业模式，其原理如图1。

太阳能盐水淡化系统年发电量约6 000万kW·h，满足自身系统和附属设施的运作需求。该模式的核心是盐水淡化系统，通过堤坝和提水井的咸水供给，分离淡水和盐溴，既能回流土壤进行灌水洗盐，又能创造一定的经济效益。同时，经过提水井长期抽取，能有效降低地下水位，这也是盐碱良的前提。通过前期的小规模试验表明，太阳能盐水淡化系统运作合理可行，达到了水资源循环和环境改良的实践要求。

3 运用太阳能盐水淡化系统灌水洗盐

潍坊市滨海经济开发区土壤类型为砂壤质土，春季返盐现象严重，海拔2～4 m，地下水层年变化为1～2 m，因本身地质特征和海水回灌的影响盐分含量可达12%左右，表层土壤含盐量可达0.92%，适宜灌水洗盐的方法来改良土壤。所谓的灌水洗盐是指通过大量的水冲洗土壤，使盐分通过淋溶作用下移至土壤深层，降低表层土壤的含盐量，以达到适宜作物生存和成长的目的，这也是该地区最常用、最快速有效的盐碱土调理方式。

改良工作的基础是合理开挖沟渠，建立完善的排水灌溉系统。首先挖制提水井，在试验区域内按棋盘分布方式选点，1 hm2挖5～6口，井深60 m，既可以提取地下深层卤水，又能降低地下水位；其次建立堤坝，并在堤坝的主干渠道口和出口处设立闸门，这样既能够保护环境，防止二次污染，又能储存盐水供给盐水淡化系统的循环利用；再次根据地形开挖排水沟，要求每隔100～200 m，设置1条主排水沟（一级排水沟），主排水沟要与堤坝相通，沟深2.0～2.5 m，沟宽5～7 m。垄与垄之间，设置二级、三级相对小的排水沟，宽2～3 m、深1.0～1.2 m，对于偏低或偏高的地势可以抬土和移土，保证水流通畅；最后要做好维护堤坝和排水沟工作，通过碎石铺设、种植护坡植物、定期开放闸等措施来防止淤泥沉积阻塞，保证排水畅通。

通过前期小规模试验证明：一方面，灌水洗盐可以显著降低潍坊市滨海经济开发区土壤盐分含量，50 cm以上土层含盐量从0.92%降至0.32%，基本达到作物生长需求。另一方面，经过长期的提取地下水，现已降低地下水位1.5 m，基本消除春季返盐现象。同时，盐碱土经过洗盐和本身土质的影响，养分极少，为改善土壤环境，提高土质保水保肥能力，增施绿肥和有机肥必不可少。可施用有机肥，包括腐熟发酵的农家肥（可以添加作物秸秆、锯末、珍珠岩等保水隔盐物质）和盐碱土专用粉状有机肥等。另外，改良盐碱土的同时加入土壤调理剂的效果也很明显，加强了土壤的活力和盐碱缓冲能力。

4 结论

一是太阳能盐水淡化系统改良潍坊市滨海经济开发区盐碱土壤是一种因地制宜、科学可行的农业模式，开发利用新型能源太阳能，调理了盐碱土质，创造了经济效益，维护了生态环境。二是该系统在改良盐碱土的同时，降低了地下水位，改善了高盐水质，防止了盐分上移，杜绝了盐碱土质反复恶化的现象，既是该地区土壤改良工作的典型示范，又是绿色科技农业新型模式。三是通过前期试验表明，该系统可以显著降低土壤盐分含量，50 cm以上土层含盐量从0.92%降至0.32%，改善了土壤环境，满足了大部分绿色植物的生长需要，达到了整治潍坊市滨海经济开发区环境的基础工作要求。

5 参考文献

[1] 王风召.滨海盐碱地园林绿化施工技术[J].今日科苑，2009（4）：47-48.

[2] 李寿冰.潍坊滨海经济开发区盐碱地园林绿化技术综述[J].潍坊高等职业教育，2010，6（2）：64-66.

[3] 王修东.潍坊滨海地区盐碱地改良绿化研究[D].北京：中国农业科学院，2011.

[4] 孙金江.潍坊滨海地区盐碱地改良与绿化分析[D].北京：中国农业科学院，2009.