利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和回填造地的土层结构技术领域
本实用新型涉及土层结构，特别是涉及一种利用粉煤灰、脱硫石
膏改良盐碱地和回填造地的土层结构。
背景技术
盐碱土是土壤中可溶性盐类或代换性钠离子浓度达到一定程度
后，作物难以生长的一类土壤，水盐运动是盐碱土形成的一个重要因
素，即盐随水来，盐随水去，也就是说，由于盐碱区成土母质和地下
水往往都含有一定的盐分，当地下水位接近地表，而该地表地区又比
较干旱时，在土壤毛细管作用下上升到地表的地下水蒸发后，留下溶
解在地下水中的盐分，日积月累，使得土壤含盐量逐渐增加，从而形
成盐碱土。
土壤盐碱化是一个世界性的生态难题，由于盐碱化不断发展，随
之将产生经济资源短缺和人类生存危机。根据世界粮农组织和科教组
织的统计，全球盐碱化土地约9.5亿公顷，占全球陆地面积的10％，而
且土壤次生盐碱化面积不断增加，每年约有1000万公顷土地与土壤的
次生盐碱化撂荒丢弃。更应当注意到的是，我国华北地区沿黄故道一
代，由于黄河改道遗留下大面积的坑洼型盐碱地，地势低，盐碱重，
而当地又无客土资源可进行填平改良。
传统土壤改良结构为双层结构，第一层为土壤改良层，第二层为
原土层。这样的简单双层结构在白天日照条件下，土壤表面强烈的蒸
腾作用，使得蒸腾压带动原土层地下水蒸发，而可溶性盐碱以溶液形
式被带到土壤改良层，众所周知，盐碱是不能随着水分一起蒸发到空
气中的，故土壤改良层在蒸腾作用下造成盐碱富集，土壤改良层性质
被改变回原有性质，再次变为盐碱地。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和
回填造地的土层结构。解决了盐碱地由于地下水的蒸腾造成返盐碱现
象而难以治理，往往刚刚治理完毕过不几年土壤又返盐的问题，以及
黄河改道遗留下大面积的坑洼型盐碱地改良问题。
本实用新型的目的由如下技术方案实施，利用粉煤灰、脱硫石膏
改良盐碱地和回填造地的土层结构，其特征在于，其由上向下依次包
括疏水层、阻断层和原土层。
具体的，所述疏水层是粉煤灰或脱硫石膏与原表面盐碱土的混合
铺设层，或者所述疏水层是粉煤灰与脱硫石膏以任意比混合物与原表
面盐碱土的混合铺设层，所述疏水层厚度为40cm-150cm。所述疏水
层又名耕作层主要由粉煤灰和原表面盐碱土混合而成，其中还施放有：
粉煤灰活化剂、土壤微生物改良剂和土壤肥力改良剂；其中，粉煤灰
活化剂用于激活粉煤灰的活性，将粉煤灰中本来难以被植物吸收的无
机盐激活，使其变成更易被植物吸收的离子形态，变废为宝，丰富改
良土壤养分；土壤微生物改良剂可以增强土壤自生固氮菌、解磷、解
钾菌，增强土壤自我修复能力，减少农作物病害传播。该疏水层为疏
水性多微孔状土壤团粒结构，具有良好的透气性、疏水性、持水性和
微生物活性，适合植物生长，为植物生长层，并且具有一定保养能力。
具体的，所述阻断层的厚度为30cm-150cm，所述阻断层包括至
少一层。所述阻断层为选择性透过膜，具有较强的吸附性，具有一定
疏水特性，具有盐碱阻断性，所述阻断层由上至下依次包括第一阻断
层、第二阻断层和第三阻断层。
具体的，所述阻断层包括一层为第一阻断层，所述第一阻断层是
粉煤灰或脱硫石膏、腐植酸和纳米微孔材料的混合铺设层；或者所述
第一阻断层是粉煤灰与脱硫石膏以任意比混合物、腐植酸和纳米微孔
材料的混合铺设层；或者所述第一阻断层是粉煤灰与脱硫石膏以任意
比混合物和纳米微孔材料的混合铺设层；或者所述第一阻断层是粉煤
灰或脱硫石膏和纳米微孔材料的混合铺设层；所述第一阻断层是粉煤
灰或脱硫石膏和腐植酸的混合铺设层；或者所述第一阻断层是粉煤灰
与脱硫石膏以任意比混合物和腐植酸的混合铺设层；或者所述第一阻
断层是粉煤灰与脱硫石膏以任意比混合物的混合铺设层；或者所述第
一阻断层是粉煤灰或脱硫石膏铺设层；所述第一阻断层厚度为5-15
cm。
或者，所述阻断层包括两层，由上至下分别为第一阻断层和第二
阻断层；
所述第一阻断层是粉煤灰或脱硫石膏、腐植酸和纳米微孔材料的
混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任
意比混合物、所述腐植酸和所述纳米微孔材料的混合铺设层；或者所
述第一阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任意比混合物和所述
纳米微孔材料的混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰或所
述脱硫石膏和所述纳米微孔材料的混合铺设层；所述第一阻断层是所
述粉煤灰或所述脱硫石膏和所述腐植酸的混合铺设层；或者所述第一
阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任意比混合物和所述腐植酸
的混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以
任意比混合物的混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰或所
述脱硫石膏铺设层；所述第一阻断层厚度为5-15cm；
所述第二阻断层是所述粉煤灰或所述脱硫石膏与所述腐植酸的
混合铺设层；或者所述第二阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任
意比混合物与所述腐植酸的混合铺设层；所述第二阻断层是所述粉煤
灰或所述脱硫石膏铺设层；或者所述第二阻断层是所述粉煤灰与所述
脱硫石膏以任意比混合物的混合铺设层；所述第二阻断层厚度为
10-35cm。
或者，所述阻断层包括三层，由上至下分别为第一阻断层、第二
阻断层和第三阻断层；
所述第一阻断层是粉煤灰或脱硫石膏、腐植酸和纳米微孔材料的
混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任
意比混合物、所述腐植酸和所述纳米微孔材料的混合铺设层；或者所
述第一阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任意比混合物和所述
纳米微孔材料的混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰或所
述脱硫石膏和所述纳米微孔材料的混合铺设层；所述第一阻断层是所
述粉煤灰或所述脱硫石膏和所述腐植酸的混合铺设层；或者所述第一
阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任意比混合物和所述腐植酸
的混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以
任意比混合物的混合铺设层；或者所述第一阻断层是所述粉煤灰或所
述脱硫石膏铺设层；所述第一阻断层厚度为5-15cm；
所述第二阻断层是所述粉煤灰或所述脱硫石膏与所述腐植酸的
混合铺设层；或者所述第二阻断层是所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任
意比混合物与所述腐植酸的混合铺设层；所述第二阻断层是所述粉煤
灰或所述脱硫石膏铺设层；或者所述第二阻断层是所述粉煤灰与所述
脱硫石膏以任意比混合物的混合铺设层；所述第二阻断层厚度为
10-35cm。
所述第三阻断层为所述粉煤灰或所述脱硫石膏铺设层，或者所述
第三阻断层为所述粉煤灰与所述脱硫石膏以任意比混合物的混合铺
设层，所述第三阻断层厚度为15-100cm。
阻断层设置根据当地电厂粉煤灰的成份及比表面积从大到小造
成的吸附性降低，将阻断层设置为3层、2层或单层；如吸附性低第
一阻断层可添加纳米微孔材料；在当地电厂粉煤灰化学成份等参数造
成的与盐碱成份反应不充分，不强烈的情况下，可添加腐植酸。
进一步，所述疏水层设有若干条排水沟。
进一步，若干条所述排水沟等间距排布，相邻所述排水沟之间的
间距为3-8米。所述排水沟间距设定依据阻断层阻断效果和当地雨水
情况。阻断效果越强，雨水多所述排水沟间距设置越小。所述排水沟
作用为：雨水或人工浇水过剩时，多余水流入排水沟缓解耕作层水分
过剩而导致的植物根系呼吸作用受阻。当降水少或浇水过少时，由于
阻断层有一定的阻水性，排水沟内存水可以被周围耕作层有效利用，
起到缓解干旱作用。
盐碱地的主要成份碳酸钠、重碳酸钠和其它盐份随水渗入第一阻
断层和第二阻断层时，与腐植酸反应后又生成水、二氧化碳和腐植酸
钠，过多的较活泼的钠离子被粉煤灰和纳米微孔材料强大的内表面吸
附。其内表积高达277.3米2/克，因此，钠离子很容易以离子键以外
的范德华力和其它力吸附，而失去活性。也就是说截盐层强大的内表
面将过多的盐份稀释。第二阻断层和第三阻断层虽然吸附性不及第一
阻断层，但当水溶液渗透到第二阻断层后，盐分浓度变小，依然可以
被粉煤灰强大吸附性吸附。
而当阻断层以上土壤水份因蒸发而减少时，阻断层放水份开始向
上回渗时，其中盐分和碱会被阻断层的内表面截留过滤而把相对较淡
的水份向上渗透。这样做才可以把盐碱份控制在阻断层以下而不返盐。
所述原土层为土地原生土壤，土壤原生土壤可以通过深沉灌溉起
到压制盐碱的效果。原土层提供地下水资源，缓和调节土壤上两层结
构温度。当遇到蒸发作用时，原土层提供源源不断的地下水资源，当
遇到雨水或浇水时，原土层具有足够大的容纳性，是保证了土壤顺利
完成水分交换作用，温度调节作用的重要层状结构。
本实用新型的优点在于，三层盐碱地改良结构，结构形成后稳定，
结构性质不会改变，不会形成反盐碱现象。同时可以实现盐碱地当年
改良当年见效。本结构表层疏水层即表面耕作层主要由于采用粉煤灰
和原生土壤按一定比例混合，形成所属特殊疏水层结构，改善了土壤
的容重，具有良好的土壤团粒结构。且充分激活粉煤灰中丰富的化学
元素，使作物可以吸收利用，大大提高土壤的肥力，利于土壤透气、
通水、保水、保肥和作物扎根。而阻断层的强大选择透过作用可以允
许水分的上下流通，阻断盐碱成份由于蒸发压的反渗透作用，有效防
止反盐碱现象。在原土层的支持下，保证了土壤顺利完成水分交换，
温度调节等植物生长的必要条件。
附图说明
图1为实施例1与实施例4利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和
回填造地的土层结构的示意图。
图2为实施例2利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和回填造地的
土层结构的示意图。
图3为实施例3利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和回填造地的
土层结构的示意图。
疏水层1，原土层2，第一阻断层3、第二阻断层4，第三阻断层
5，排水沟6。
具体实施方式：
实施例1：如图1所示，利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和回
填造地的土层结构，其由上向下依次包括疏水层1、阻断层和原土层
2。疏水层1是粉煤灰与原表面盐碱土的混合铺设层，一般根据种植
植物和当地土壤情况厚度设置为60cm。疏水层1又名耕作层主要由
粉煤灰和原表面盐碱土混合而成，其中还施放有：粉煤灰活化剂、土
壤微生物改良剂和土壤肥力改良剂；其中，粉煤灰活化剂用于激活粉
煤灰的活性，将粉煤灰中本来难以被植物吸收的无机盐激活，使其变
成更易被植物吸收的离子形态，变废为宝，丰富改良土壤养分；土壤
微生物改良剂可以增强土壤自生固氮菌、解磷、解钾菌，增强土壤自
我修复能力，减少农作物病害传播。该疏水层为疏水性多微孔状土壤
团粒结构，具有良好的透气性、疏水性、持水性和微生物活性，适合
植物生长，为植物生长层，并且具有一定保养能力。
阻断层的厚度为40cm，为选择性透过膜，具有较强的吸附性，
具有一定疏水特性，具有盐碱阻断性，阻断层由上至下依次包括第一
阻断层3、第二阻断层4和第三阻断层5。第一阻断层3是粉煤灰、
腐植酸和纳米微孔材料的混合铺设层，厚度为5cm。第二阻断层4是
粉煤灰与腐植酸的混合铺设层，厚度为10cm。第三阻断层5为粉煤
灰铺设层，厚度为25cm。
施工方法：选择荒废不可耕种盐碱地，先将土层铲起100cm，将
土临时堆放在临近地块里。将粉煤灰填埋在被铲起的坑里达25cm，
浇水使粉煤灰板结初步形成第三阻断层5，再将粉煤灰与腐植酸混合
物铺设于第三阻断层5上方做第二阻断层4，厚度为10cm，洒水后
再将粉煤灰、腐植酸和纳米微孔材料混合物，均匀地洒在地里至5厘
米厚度做第一阻断层3，浇水使得阻断层基本形成，原盐碱土与少量
粉煤灰混合覆盖60cm，填平土地。深浇水，盐碱地的主要成份碳酸
钠、重碳酸钠和其它盐份随水渗入阻断层的第一阻断层3和第二阻断
层4时，与腐植酸反应后又生成水、二氧化碳和腐植酸钠，过多的较
活泼的钠离子被粉煤灰和纳米微孔材料强大的内表面吸附。其内表积
高达277.3米2/克，因此钠离子很容易以离子键以外的范德华力和其
它力吸附，而失去活性。也就是说阻断层强大的内表面将过多的盐份
稀释。第二阻断层4、第三阻断层5虽然吸附性不及第一阻断层3，
但当水溶液渗透到第二阻断层4、第三阻断层5后盐分浓度变小，依
然可以被粉煤灰强大吸附性吸附。通过深浇水使得地表盐碱渗入底层，
经过一系列化学反应形成了较为稳定的三层盐碱地改良结构。表面恢
复可耕种形态。来年开春，施入粉煤灰活化剂，土壤微生物改良剂和
土壤肥力改良剂，使得疏水层作为耕种层营养完善适合植物生长。粉
煤灰活化剂激活粉煤灰的活性，将粉煤灰中本来难以被植物吸收的无
机盐激活，使其变成更易被植物吸收的离子形态，变废为宝，丰富改
良土壤养分。种植植物，经过耕种期的耕耘，原来不生长植物的荒废
眼见坑洼地变得适合植物生长，而且获得不错的收获。
实施例2：如图2所示，利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和回
填造地的土层结构，其由上向下依次包括疏水层1、阻断层和原土层
2。疏水层1是粉煤灰、脱硫石膏和原表面盐碱土的混合铺设层，一
般根据种植植物和当地土壤情况厚度设置为100cm。疏水层1上每隔
5米设置排水沟6。疏水层1又名耕作层主要由粉煤灰和原表面盐碱
土混合而成，其中还施放有：粉煤灰活化剂、土壤微生物改良剂和土
壤肥力改良剂；其中，粉煤灰活化剂用于激活粉煤灰的活性，将粉煤
灰中本来难以被植物吸收的无机盐激活，使其变成更易被植物吸收的
离子形态，变废为宝，丰富改良土壤养分；土壤微生物改良剂可以增
强土壤自生固氮菌、解磷、解钾菌，增强土壤自我修复能力，减少农
作物病害传播。该疏水层为疏水性多微孔状土壤团粒结构，具有良好
的透气性、疏水性、持水性和微生物活性，适合植物生长，为植物生
长层，并且具有一定保养能力。
阻断层的厚度为150cm，为选择性透过膜，具有较强的吸附性，
具有一定疏水特性，具有盐碱阻断性，阻断层由上至下依次包括第一
阻断层3、第二阻断层4和第三阻断层5。第一阻断层3是粉煤灰、
脱硫石膏、腐植酸和纳米微孔材料的混合铺设层，厚度为20cm。第
二阻断层4是粉煤灰、脱硫石膏和腐植酸的混合铺设层，厚度为40cm。
第三阻断层5为粉煤灰和脱硫石膏铺设层，厚度为90cm。
选择荒废不可耕种盐碱地，先将土层铲起250cm，将土临时堆放
在临近地块里。将粉煤灰和脱硫石膏填埋在被铲起的坑里达90cm，
浇水使粉煤灰和脱硫石膏板结初步形成第三阻断层5，再将粉煤灰、
脱硫石膏和腐植酸混合物铺设40cm于第三阻断层5上方做第二阻断
层4，洒水后再将粉煤灰、脱硫石膏、腐植酸和纳米微孔材料混合物
均匀地洒在第二阻断层4上方20厘米厚做第一阻断层3，浇水使得
阻断层基本形成，原盐碱土与少量粉煤灰和脱硫石膏混合覆盖100cm，
填平土地，并且每隔5米设置排水沟6，作为疏水层即为后续形成的
耕作层。
实施例3：如图3所示，利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和回
填造地的土层结构，其由上向下依次包括疏水层1、阻断层和原土层
2。疏水层1是脱硫石膏和原表面盐碱土的混合铺设层，一般根据种
植植物和当地土壤情况厚度设置为60cm。疏水层1上每隔8米设置
排水沟6。疏水层1又名耕作层主要由脱硫石膏和原表面盐碱土混合
而成，其中还施放有：土壤微生物改良剂和土壤肥力改良剂；其中土
壤微生物改良剂可以增强土壤自生固氮菌、解磷、解钾菌，增强土壤
自我修复能力，减少农作物病害传播。该疏水层为疏水性多微孔状土
壤团粒结构，具有良好的透气性、疏水性、持水性和微生物活性，适
合植物生长，为植物生长层，并且具有一定保养能力。
阻断层的厚度为40cm，为选择性透过膜，具有较强的吸附性，
具有一定疏水特性，具有盐碱阻断性，阻断层由上至下依次包括第一
阻断层3和第二阻断层4。第一阻断层3为脱硫石膏、腐植酸和纳米
微孔材料的混合铺设层，厚度为10cm。第二阻断层4为脱硫石膏铺
设层，厚度为30cm。
选择荒废不可耕种盐碱地，先将土层铲起100cm，将土临时堆放
在临近地块里。将脱硫石膏填埋在被铲起的坑里达30cm，浇水使脱
硫石膏板结初步形成第二阻断层4，再将脱硫石膏、腐植酸和纳米微
孔材料混合物，均匀地洒在地里至10厘米厚度做第一阻断层3，浇
水使得阻断层基本形成，原盐碱土与少量脱硫石膏混合覆盖60cm，
填平土地。深浇水，盐碱地的主要成份碳酸钠、重碳酸钠和其它盐份
随水渗入阻断层的第一阻断层3时，与腐植酸反应后又生成水、二氧
化碳和腐植酸钠，过多的较活泼的钠离子被纳米微孔材料强大的内表
面吸附。其内表积高达277.3米2/克，因此钠离子很容易以离子键以
外的范德华力和其它力吸附，而失去活性。也就是说阻断层强大的内
表面将过多的盐份稀释。第二阻断层4虽然吸附性不及第一阻断层3，
但当水溶液渗透到第二阻断层4后盐分浓度变小，依然可以被截断在
阻断层。通过深浇水使得地表盐碱渗入底层，经过一系列化学反应形
成了较为稳定的三层盐碱地改良结构。表面恢复可耕种形态。来年开
春，土壤微生物改良剂和土壤肥力改良剂，使得疏水层作为耕种层营
养完善适合植物生长。种植植物，经过耕种期的耕耘，适合植物生长。
实施例4：如图1所示，利用粉煤灰、脱硫石膏改良盐碱地和回
填造地的土层结构，其由上向下依次包括疏水层1、阻断层和原土层
2。疏水层1是粉煤灰和原表面盐碱土的混合铺设层，一般根据种植
植物和当地土壤情况厚度设置为60cm。
阻断层的厚度为110cm，为选择性透过膜，具有较强的吸附性，
具有一定疏水特性，具有盐碱阻断性，阻断层由上至下依次包括第一
阻断层3、第二阻断层4和第三阻断层5。第一阻断层3为粉煤灰、
腐植酸和纳米微孔材料的混合铺设层，厚度为15cm；第二阻断层4
为粉煤灰和腐植酸铺设层，厚度为25cm；第三阻断层5为粉煤灰铺
设层，厚度为70cm。
选择荒废不可耕种盐碱地，先将土层铲起170cm，将土临时堆放
在临近地块里。将粉煤灰填埋在被铲起的坑里达70cm，浇水使粉煤
灰板结初步形成第三阻断层5，再将粉煤灰和腐植酸混合物铺设25cm
于第三阻断层5上方做第二阻断层4，洒水后再将粉煤灰、腐植酸和
纳米微孔材料混合物均匀地洒在第二阻断层4上方15厘米厚做第一
阻断层3，浇水使得阻断层基本形成，原盐碱土与少量粉煤灰混合覆
盖60cm，填平土地，作为疏水层1即为后续形成的耕作层。