天津泰达排盐及绿化研究

1、滨海海涂地区绿化及排盐工程技术探讨与争辩概况天津经济技术开发区(TE-DA)位于天津市东南部的塘沽区东北(北纬384411746)47 km,1.5 km,33 km2,建区前是天津塘沽长芦盐场三分场的卤化池1984 12 6 日是国务院批准首批在我国沿海城市建设的开发区之一。建区以来,历年综合指标评估居全国开发区之首。2022 年全区146 亿元,404 亿元,17 亿美元,49.5 亿元, 21.6 亿元,已经成为我国北方醒目的的经济增长点。据史料记载1,塘沽地区在数百年间(1128 年起)由黄河改归南流入淮而逐步形成。其后海河裹携的大量泥沙受海洋潮汐的顶托和絮凝作用,在近海沉积为盐渍淤泥

2、,海岸逐步向田,1661 (2.5m),1/10 000粘重,地下水埋藏浅(0.51.0 m),矿化度高(70108 g/L)。4%以上1、表2、表3 列举了出水成陆后土壤盐分在自然条件的积存、变化状况。表2 显示,即使在自然降水淋洗状态下形成的轻盐土,其全盐量仍在 1.1%左右,反映出该地区土壤季节性积盐占主导地位的客观现实。且不同潮间带海涂地的土壤都有较高的Na+、Cl-、SAR、ESP,说明水化学与土壤化学组成为氯化钠型(Cl-Na 型),并显现出脱盐后存在碱化的潜在威逼2。该区气候属暖温带大陆性季风气候3,冬春多风少雨,枯燥;,雨水集中,年平11.7,570 mm,1900 mm,3

3、倍。猛烈的蒸发使地下水不断沿毛细管上升;土壤水分大量散失,这是导致土壤逐年处于积盐过程的重要缘由。在这样的气候、水文地质条件下治本措施是:降低地下水位、彻底扭转土壤季节性积盐的自然规律、遏止土壤次生盐渍化。通过对各种排水方法的综合比较看到,水平暗管排水可以有效调控地下水,且节约土地和运行治理费用、维护简便,符合城市园林绿化的要求。但其是否适合于浅潜水,淤泥质软根底地区仍需深入争辩。“允许深度”概念确实立理论上,3干旱季节不致引起耕层土壤积盐而危害作物生长的地下水埋藏深度定义为临界深度,其,在规定开发区暗管设计埋深的“临界深度”以前,首先要确定在肯定时期内潜水变化规律和土壤毛细管水猛烈上上升度的

4、准确值。开发区潜水分布及季节性水位监测图 1 的调查结果说明,开发区潜水的分布具有不均匀性和季节性,以东西向潜水分布为例潜水水位表现出类似正弦式曲线分布,且旱季、雨季不同的季节中差异明显。潜水水位周年内在0.81.1m ,假设使1 m 土体不受潜水危害,埋管深度起码要在1.2 m左右。土壤毛细管水上上升度的判定自1986 年春季开头,承受不同厚度客土抬高地面的方法判定土壤毛细管水猛烈上上升度并确定园林植物主要根系活动层的厚度44 结果显示, 35 1 m 土体平均含盐量从0.7%1.6%2.7%,以此为根底推算土壤积盐速度(1 m 土体为计算单位), 5 年50 %1.5 m 以上。30 cm

5、 计算,园林植物种类繁多,假设将其根系主要分布层按80cm 计算,2.3 m 以上,2.32.5 m。按此计算值进展实施后证明,1 m 左右沟内便有大量潜水渗出,1.6 m 左右沟壁出现严峻滑坡和塌方。承受排解积水、加固沟壁的方法,不仅影响施工进度而且使工程投资明显增大。因此,按“临界深度”确定的挖深标准实施绿化建设不符合开发区的具体状况,需探求的理论和施工方法。区域试验19871990 8104m2 5 种排盐改土试验方案,分别为:局部换土铺设塑料盲管,11.3 m;局部换土铺设混凝土渗管,11.5 m;局部换土底部铺设炉灰渗层;局部换土底部铺油毡隔离层;局部换土抬高地面。试验结果说明,各处

6、理脱盐效果明显,其中以铺设波浪塑料盲管和水泥渗管效果最正确,81.12%、64.65% (5)。5 不同排盐改土措施的脱盐效果4 年观看,85%以上,93%以上,30 cm,5 还可以清楚看到,区域性试验的排盐设施及结合养护治理的淡水浇灌对促进土壤脱盐卓有成效,盐分在土壤剖面上显现梯度性分异,有序地按从上往下、自表土到底土的方向运动。且各处理表现出比较全都的规律:即土壤含盐量随土壤层1m 4 40 %示滨海地区土壤季节性积盐的自然规律被彻底扭转了。目前,0.6 %的土壤含盐量作为盐土和盐化土壤的分界限2,4阅历证明,天津地区绿化建设中选用的绝大局部园林植物对土壤含盐量的忍受力量一般为0.4 %

7、 ;土壤含盐量降低到 0.3%时,只有格外敏感的作物才可能患病土壤盐害的影响。本试验也显示出类似结果,因此,0.3%作为盐量临界指标是合理的。以上各项试验说明,1 年中始终在变化,假设硬行将其把握在某一固定深度是不行能的。同时显示,在排解地下水的工程设计中潜水“临界深 度”也并非刻板地一成不变,完全可以因地、因技术条件、因工艺组成而进展调整。只要通 过设计恰当的排水工程工艺,在积盐季节将地下水把握在需要的深度以下,既使短时期内盐份略有上升,能够通过肯定措施合理地进展调控,是完全可以到达稳定根系主要分布层土壤含盐量目的的。依此结果,在开发区“将工程设计标准划分为两个 不同等级,即“临界深度”和“

8、允许深度”。这里“允许深度”的含义是:“在蒸发最猛烈的季节土壤消灭不影响植物生长的稍微积盐且周年内根本保持稳定的地下水埋深1.3 m,1.5 m。在此根底上进一步深入探讨工艺设计;争辩与之相匹配的养护治理措施。暗管排水降盐的工艺和方法探讨应当明确“允许深度”是成认潜在的稍微返盐的,虽然这种返盐与自然积盐有着本质的区分,但通过暗管布设密度有效把握其较显著的波动范围,确定在开发区土壤条件下各种园林植物的防盐渍标准,才能为进一步确定埋管密度供给依据。暗管埋设深度和密度依据本文中的各项实践可知,通过暗管布设把握局部土壤的含盐量其脱盐速率为40%。 如何在大面积绿地建设中短时间内到达土壤全盐量0.3 %

9、的临界指标?我们通过进一步试验取量 0.3 %的临界指标做为绿化植物防盐渍标准。依不同土壤质地、不同植物类型的绿地建植实践,先确定最大暗管埋深,然后再以不同埋深为基准选择最优的间距组合: (以下括弧中数据均为阅历数据)H=h+h+d/2 式中H 为集水管埋深;h 为不同园林植物防渍深度(0.6 m,0.70.8 m);土壤不同时,h 表示潜水允许深度(1213m);h 为暗管中部潜水剩余水头, (02 m);d 为集水管直径。按上式计算,开发区绿地建设暗管最小埋深为1.0 m,1.5 m。管间距最优组合如6 所示。表6不同植物种类、种植土类型的集水管埋深和间距(m)经过综合分析和大面积的绿地建

10、设实践,以上计算结果准确、合理。将暗管埋深和间距结合起来共同构成了具有开发区特色的“浅密式”水平暗管排水工艺。工艺组成管道、管线级数、布设方式 暗管排水的全套工程由主排盐管、集水管(盲管)、连接,集水管线级数承受二级,以正交网格型或斜交人字型铺设,上下二级管线以相互垂直为最正确。主排盐管、集水管铺设方法如图23 所示。图2图3行道树以单行管为主,方向与林带平行铺设,100 m,1/1 000承受二级铺设型式,100 m,1/1 0003/1 000。地面构筑物 地面构筑物是管道连接的枢纽,有检查井(管道接头)、收水井、泵站三种形式。检查井用于管道检查,洗沙、清淤、冲洗、通气、监测管道运行是否正

11、常。收水井是在大面积绿地内暗管不能直接与市政雨水管道相连时设于暗管系统末端出口处的汇水井,此井假设高于邻近的市政污水主排井,仍可与之连接进展自流排水,反之则用泵排(2.2kW3 m 2 潜水泵)。在边缘地区承受风力提排(建筑风车,60 m3/ h )外,还可以用做水盐动态监测的水样采集。端;既保证了植物根系的养分范围,又保证了施工的顺当与安全,使绿化海涂由不行行为可行。工艺实施效果及优越性分析“浅密式”水平暗管排水工艺脱盐速度快、持续脱盐效果明显承受“浅密式”铺设方式集水管埋深不超过1.5 m,16 m,使单位绿化面积铺设率比按传统方法用于农田、菜田、果园的铺设率提高12 倍。调查结果显示:这

12、一方法有效地把握了地下水,脱盐速度快。原土改造初期50 cm 0.40.5%降至0.1%。1988 11 月土壤含盐量为参照值,1990 4 月,70 % (7)。表7暗管排水持续脱盐动态绿化种植后通过灌水、中耕、施肥等一系列综合技术措施,1 m 土体的含盐量稳定在0.2%0.3%,用统计学方法对十几年来的检测数据进展分析,8 1 m 土体土壤盐分含量的分布特征值随治理时间演化的状况。0-2 cm 土层、2-20 cm 土层、20-40 cm 土层、40-60 cm 土层、60-80 cm 土层、80-100cm(9)。统计结果显示(表 8),土壤含盐量随治理时间的延长而削减,这说明通过暗管排

13、盐等措施的治理,土壤含盐量的差异渐渐削减。在“浅密式”排水措施及灌水、中耕、施肥等一系列综合技术措施之下可以迫使土壤盐分向下运动,并且能有效地防止土壤盐分因土壤水蒸发在表土聚积,各个土层的含盐量均随治理时间的延长而下降,但下降幅度渐渐减小。在不到3 年的时间里,便可将开发区土壤的含盐量降低到0.4%以下;5 年的时间内,便可将土壤的含0.2%以下,根本上解除了土壤盐分对园林植物的危害。表8不同治理时期、不同土层土壤盐分含量的均值%表9不同土层盐分与治理时间的关系排水速度快防涝作用明显1996 年7 月和2022 年6 8 月,开发区曾有3 次强降水过程,日降水量超过100 mm,在有暗管排水的

14、绿地内,45 h 后积水消逝,表现出显著的除涝效果。以市政排泄管网为承泄区1.5 m 的埋管深度,可以把市政雨水管网作为排水承泄区,绿地建设过程中排水管可就近接入雨水收水井内,不仅大大节约了排水管线设置的工程开支,而且简化了施工过程,使 排水工程本钱大大降低(10)。“浅密式”工艺的经济效益分析施工费用明显降低与承受“临界深度”施工相比较承受“允许深度”施工节约土方、防护、排水等费用45 % (10)。运行治理费用明显降低与承受“临界深度”施工相比较承受“允许深度”施工节约了泵站、管网、治理人员等30%以上(11)。综上所述,潜水“允许深度”概念确实立,使暗管水平排水工程技术得以在浅潜水、淤泥质软根底地区实现,成为类似地区暗排工程技术设计和排水、防渍、调