1、濱海海涂地區(qū)綠化及排鹽工程技術(shù)探討與爭(zhēng)辯概況天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)(TE-DA)位于天津市東南部的塘沽區(qū)東北(北緯384411746)47 km,1.5 km,33 km2,建區(qū)前是天津塘沽長(zhǎng)蘆鹽場(chǎng)三分場(chǎng)的鹵化池1984 12 6 日是國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)首批在我國(guó)沿海城市建設(shè)的開(kāi)發(fā)區(qū)之一。建區(qū)以來(lái),歷年綜合指標(biāo)評(píng)估居全國(guó)開(kāi)發(fā)區(qū)之首。2022 年全區(qū)146 億元,404 億元,17 億美元,49.5 億元, 21.6 億元,已經(jīng)成為我國(guó)北方醒目的的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。據(jù)史料記載1,塘沽地區(qū)在數(shù)百年間(1128 年起)由黃河改歸南流入淮而逐步形成。其后海河裹攜的大量泥沙受海洋潮汐的頂托和絮凝作用,在近海沉積為鹽漬淤泥

2、,海岸逐步向田,1661 (2.5m),1/10 000粘重,地下水埋藏淺(0.51.0 m),礦化度高(70108 g/L)。4%以上1、表2、表3 列舉了出水成陸后土壤鹽分在自然條件的積存、變化狀況。表2 顯示,即使在自然降水淋洗狀態(tài)下形成的輕鹽土,其全鹽量仍在 1.1%左右,反映出該地區(qū)土壤季節(jié)性積鹽占主導(dǎo)地位的客觀現(xiàn)實(shí)。且不同潮間帶海涂地的土壤都有較高的Na+、Cl-、SAR、ESP,說(shuō)明水化學(xué)與土壤化學(xué)組成為氯化鈉型(Cl-Na 型),并顯現(xiàn)出脫鹽后存在堿化的潛在威逼2。該區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候3,冬春多風(fēng)少雨,枯燥;,雨水集中,年平11.7,570 mm,1900 mm,3

3、倍。猛烈的蒸發(fā)使地下水不斷沿毛細(xì)管上升;土壤水分大量散失,這是導(dǎo)致土壤逐年處于積鹽過(guò)程的重要緣由。在這樣的氣候、水文地質(zhì)條件下治本措施是:降低地下水位、徹底扭轉(zhuǎn)土壤季節(jié)性積鹽的自然規(guī)律、遏止土壤次生鹽漬化。通過(guò)對(duì)各種排水方法的綜合比較看到,水平暗管排水可以有效調(diào)控地下水,且節(jié)約土地和運(yùn)行治理費(fèi)用、維護(hù)簡(jiǎn)便,符合城市園林綠化的要求。但其是否適合于淺潛水,淤泥質(zhì)軟根底地區(qū)仍需深入爭(zhēng)辯。“允許深度”概念確實(shí)立理論上,3干旱季節(jié)不致引起耕層土壤積鹽而危害作物生長(zhǎng)的地下水埋藏深度定義為臨界深度,其,在規(guī)定開(kāi)發(fā)區(qū)暗管設(shè)計(jì)埋深的“臨界深度”以前,首先要確定在肯定時(shí)期內(nèi)潛水變化規(guī)律和土壤毛細(xì)管水猛烈上上升度的

4、準(zhǔn)確值。開(kāi)發(fā)區(qū)潛水分布及季節(jié)性水位監(jiān)測(cè)圖 1 的調(diào)查結(jié)果說(shuō)明,開(kāi)發(fā)區(qū)潛水的分布具有不均勻性和季節(jié)性,以東西向潛水分布為例潛水水位表現(xiàn)出類似正弦式曲線分布,且旱季、雨季不同的季節(jié)中差異明顯。潛水水位周年內(nèi)在0.81.1m ,假設(shè)使1 m 土體不受潛水危害,埋管深度起碼要在1.2 m左右。土壤毛細(xì)管水上上升度的判定自1986 年春季開(kāi)頭,承受不同厚度客土抬高地面的方法判定土壤毛細(xì)管水猛烈上上升度并確定園林植物主要根系活動(dòng)層的厚度44 結(jié)果顯示, 35 1 m 土體平均含鹽量從0.7%1.6%2.7%,以此為根底推算土壤積鹽速度(1 m 土體為計(jì)算單位), 5 年50 %1.5 m 以上。30 cm

5、 計(jì)算,園林植物種類繁多,假設(shè)將其根系主要分布層按80cm 計(jì)算,2.3 m 以上,2.32.5 m。按此計(jì)算值進(jìn)展實(shí)施后證明,1 m 左右溝內(nèi)便有大量潛水滲出,1.6 m 左右溝壁出現(xiàn)嚴(yán)峻滑坡和塌方。承受排解積水、加固溝壁的方法,不僅影響施工進(jìn)度而且使工程投資明顯增大。因此,按“臨界深度”確定的挖深標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施綠化建設(shè)不符合開(kāi)發(fā)區(qū)的具體狀況,需探求的理論和施工方法。區(qū)域試驗(yàn)19871990 8104m2 5 種排鹽改土試驗(yàn)方案,分別為:局部換土鋪設(shè)塑料盲管,11.3 m;局部換土鋪設(shè)混凝土滲管,11.5 m;局部換土底部鋪設(shè)爐灰滲層;局部換土底部鋪油氈隔離層;局部換土抬高地面。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,各處

6、理脫鹽效果明顯,其中以鋪設(shè)波浪塑料盲管和水泥滲管效果最正確,81.12%、64.65% (5)。5 不同排鹽改土措施的脫鹽效果4 年觀看,85%以上,93%以上,30 cm,5 還可以清楚看到,區(qū)域性試驗(yàn)的排鹽設(shè)施及結(jié)合養(yǎng)護(hù)治理的淡水澆灌對(duì)促進(jìn)土壤脫鹽卓有成效,鹽分在土壤剖面上顯現(xiàn)梯度性分異,有序地按從上往下、自表土到底土的方向運(yùn)動(dòng)。且各處理表現(xiàn)出比較全都的規(guī)律:即土壤含鹽量隨土壤層1m 4 40 %示濱海地區(qū)土壤季節(jié)性積鹽的自然規(guī)律被徹底扭轉(zhuǎn)了。目前,0.6 %的土壤含鹽量作為鹽土和鹽化土壤的分界限2,4閱歷證明,天津地區(qū)綠化建設(shè)中選用的絕大局部園林植物對(duì)土壤含鹽量的忍受力量一般為0.4 %

7、 ;土壤含鹽量降低到 0.3%時(shí),只有格外敏感的作物才可能患病土壤鹽害的影響。本試驗(yàn)也顯示出類似結(jié)果,因此,0.3%作為鹽量臨界指標(biāo)是合理的。以上各項(xiàng)試驗(yàn)說(shuō)明,1 年中始終在變化,假設(shè)硬行將其把握在某一固定深度是不行能的。同時(shí)顯示,在排解地下水的工程設(shè)計(jì)中潛水“臨界深 度”也并非刻板地一成不變,完全可以因地、因技術(shù)條件、因工藝組成而進(jìn)展調(diào)整。只要通 過(guò)設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)呐潘こ坦に?在積鹽季節(jié)將地下水把握在需要的深度以下,既使短時(shí)期內(nèi)鹽份略有上升,能夠通過(guò)肯定措施合理地進(jìn)展調(diào)控,是完全可以到達(dá)穩(wěn)定根系主要分布層土壤含鹽量目的的。依此結(jié)果,在開(kāi)發(fā)區(qū)“將工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)劃分為兩個(gè) 不同等級(jí),即“臨界深度”和“

8、允許深度”。這里“允許深度”的含義是:“在蒸發(fā)最猛烈的季節(jié)土壤消滅不影響植物生長(zhǎng)的稍微積鹽且周年內(nèi)根本保持穩(wěn)定的地下水埋深1.3 m,1.5 m。在此根底上進(jìn)一步深入探討工藝設(shè)計(jì);爭(zhēng)辯與之相匹配的養(yǎng)護(hù)治理措施。暗管排水降鹽的工藝和方法探討應(yīng)當(dāng)明確“允許深度”是成認(rèn)潛在的稍微返鹽的,雖然這種返鹽與自然積鹽有著本質(zhì)的區(qū)分,但通過(guò)暗管布設(shè)密度有效把握其較顯著的波動(dòng)范圍,確定在開(kāi)發(fā)區(qū)土壤條件下各種園林植物的防鹽漬標(biāo)準(zhǔn),才能為進(jìn)一步確定埋管密度供給依據(jù)。暗管埋設(shè)深度和密度依據(jù)本文中的各項(xiàng)實(shí)踐可知,通過(guò)暗管布設(shè)把握局部土壤的含鹽量其脫鹽速率為40%。 如何在大面積綠地建設(shè)中短時(shí)間內(nèi)到達(dá)土壤全鹽量0.3 %

9、的臨界指標(biāo)?我們通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)取量 0.3 %的臨界指標(biāo)做為綠化植物防鹽漬標(biāo)準(zhǔn)。依不同土壤質(zhì)地、不同植物類型的綠地建植實(shí)踐,先確定最大暗管埋深,然后再以不同埋深為基準(zhǔn)選擇最優(yōu)的間距組合: (以下括弧中數(shù)據(jù)均為閱歷數(shù)據(jù))H=h+h+d/2 式中H 為集水管埋深;h 為不同園林植物防漬深度(0.6 m,0.70.8 m);土壤不同時(shí),h 表示潛水允許深度(1213m);h 為暗管中部潛水剩余水頭, (02 m);d 為集水管直徑。按上式計(jì)算,開(kāi)發(fā)區(qū)綠地建設(shè)暗管最小埋深為1.0 m,1.5 m。管間距最優(yōu)組合如6 所示。表6不同植物種類、種植土類型的集水管埋深和間距(m)經(jīng)過(guò)綜合分析和大面積的綠地建

10、設(shè)實(shí)踐,以上計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確、合理。將暗管埋深和間距結(jié)合起來(lái)共同構(gòu)成了具有開(kāi)發(fā)區(qū)特色的“淺密式”水平暗管排水工藝。工藝組成管道、管線級(jí)數(shù)、布設(shè)方式 暗管排水的全套工程由主排鹽管、集水管(盲管)、連接,集水管線級(jí)數(shù)承受二級(jí),以正交網(wǎng)格型或斜交人字型鋪設(shè),上下二級(jí)管線以相互垂直為最正確。主排鹽管、集水管鋪設(shè)方法如圖23 所示。圖2圖3行道樹(shù)以單行管為主,方向與林帶平行鋪設(shè),100 m,1/1 000承受二級(jí)鋪設(shè)型式,100 m,1/1 0003/1 000。地面構(gòu)筑物 地面構(gòu)筑物是管道連接的樞紐,有檢查井(管道接頭)、收水井、泵站三種形式。檢查井用于管道檢查,洗沙、清淤、沖洗、通氣、監(jiān)測(cè)管道運(yùn)行是否正

11、常。收水井是在大面積綠地內(nèi)暗管不能直接與市政雨水管道相連時(shí)設(shè)于暗管系統(tǒng)末端出口處的匯水井,此井假設(shè)高于鄰近的市政污水主排井,仍可與之連接進(jìn)展自流排水,反之則用泵排(2.2kW3 m 2 潛水泵)。在邊緣地區(qū)承受風(fēng)力提排(建筑風(fēng)車(chē),60 m3/ h )外,還可以用做水鹽動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的水樣采集。端;既保證了植物根系的養(yǎng)分范圍,又保證了施工的順當(dāng)與安全,使綠化海涂由不行行為可行。工藝實(shí)施效果及優(yōu)越性分析“淺密式”水平暗管排水工藝脫鹽速度快、持續(xù)脫鹽效果明顯承受“淺密式”鋪設(shè)方式集水管埋深不超過(guò)1.5 m,16 m,使單位綠化面積鋪設(shè)率比按傳統(tǒng)方法用于農(nóng)田、菜田、果園的鋪設(shè)率提高12 倍。調(diào)查結(jié)果顯示:這

12、一方法有效地把握了地下水,脫鹽速度快。原土改造初期50 cm 0.40.5%降至0.1%。1988 11 月土壤含鹽量為參照值,1990 4 月,70 % (7)。表7暗管排水持續(xù)脫鹽動(dòng)態(tài)綠化種植后通過(guò)灌水、中耕、施肥等一系列綜合技術(shù)措施,1 m 土體的含鹽量穩(wěn)定在0.2%0.3%,用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)十幾年來(lái)的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析,8 1 m 土體土壤鹽分含量的分布特征值隨治理時(shí)間演化的狀況。0-2 cm 土層、2-20 cm 土層、20-40 cm 土層、40-60 cm 土層、60-80 cm 土層、80-100cm(9)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(表 8),土壤含鹽量隨治理時(shí)間的延長(zhǎng)而削減,這說(shuō)明通過(guò)暗管排

13、鹽等措施的治理,土壤含鹽量的差異漸漸削減。在“淺密式”排水措施及灌水、中耕、施肥等一系列綜合技術(shù)措施之下可以迫使土壤鹽分向下運(yùn)動(dòng),并且能有效地防止土壤鹽分因土壤水蒸發(fā)在表土聚積,各個(gè)土層的含鹽量均隨治理時(shí)間的延長(zhǎng)而下降,但下降幅度漸漸減小。在不到3 年的時(shí)間里,便可將開(kāi)發(fā)區(qū)土壤的含鹽量降低到0.4%以下;5 年的時(shí)間內(nèi),便可將土壤的含0.2%以下,根本上解除了土壤鹽分對(duì)園林植物的危害。表8不同治理時(shí)期、不同土層土壤鹽分含量的均值%表9不同土層鹽分與治理時(shí)間的關(guān)系排水速度快防澇作用明顯1996 年7 月和2022 年6 8 月,開(kāi)發(fā)區(qū)曾有3 次強(qiáng)降水過(guò)程,日降水量超過(guò)100 mm,在有暗管排水的

14、綠地內(nèi),45 h 后積水消逝,表現(xiàn)出顯著的除澇效果。以市政排泄管網(wǎng)為承泄區(qū)1.5 m 的埋管深度,可以把市政雨水管網(wǎng)作為排水承泄區(qū),綠地建設(shè)過(guò)程中排水管可就近接入雨水收水井內(nèi),不僅大大節(jié)約了排水管線設(shè)置的工程開(kāi)支,而且簡(jiǎn)化了施工過(guò)程,使 排水工程本錢(qián)大大降低(10)?！皽\密式”工藝的經(jīng)濟(jì)效益分析施工費(fèi)用明顯降低與承受“臨界深度”施工相比較承受“允許深度”施工節(jié)約土方、防護(hù)、排水等費(fèi)用45 % (10)。運(yùn)行治理費(fèi)用明顯降低與承受“臨界深度”施工相比較承受“允許深度”施工節(jié)約了泵站、管網(wǎng)、治理人員等30%以上(11)。綜上所述,潛水“允許深度”概念確實(shí)立,使暗管水平排水工程技術(shù)得以在淺潛水、淤泥質(zhì)軟根底地區(qū)實(shí)現(xiàn),成為類似地區(qū)暗排工程技術(shù)設(shè)計(jì)和排水、防漬、調(diào)