临港新城滨海盐碱地改碱

临港新城滨海盐碱地改碱临港新城滨海盐碱地水利排盐设计

摘要:以临港新城水景观绿化给排水设计为例,探讨针对盐碱地在景观绿化设计中,给排水专业注意事项。

关键词:盐碱地;排盐;透水盲管;塑料检查井

1前言

临港新城位于东海之滨、上海东南长江口与杭州湾交汇处、上海市版图的最前端,距上海市中心城区75km。规划建设临港新城,是实现经济跨越和城市持续发展而作出的一项重大战略决策。临港新城的规划设计充分体现了21世纪新型城市的特征,注重个性化和科学化的人文环境,体现人与自然的和谐关系。配合建造洋山深水港,从21世纪初围海造田形成了占地约23.5万平方米的滴水湖以来,依托洋山深水港和浦东国际机场,毗邻中国第一座跨海大桥以及第一个国家级保税港,凭借其得天独厚的地理条件、突出的区位优势必将带来前所未有的机遇。如何有效地绿化滨海盐碱地带一直是个难题。临港市政基础设施建设开发过程中,我院承接了开发初期市政道路的绿化工程设计。

临港新城为较典型的滨海盐碱地,盐分来源主要为海水,上海交通大学农业与生物学院于有机质含量低;风速大、蒸发量大、地下水矿化度大。因此盐碱地绿化的首要问题是如何尽快改良土壤,解决土壤含盐的问题,如何保证苗木的成活和生态效果,排水脱盐改良土壤、苗木种植、特殊养护等是绿化工程关键环节和重点、难点。

2国内盐碱地改良方法研究

目前国内针对盐碱地的改良方法主要有物理生化等方法,1)物理改良,采用平整地面。灌水洗盐,深耕晒垡。疏松表土增强透水性,阻止水盐上升。封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面。并铺隔盐层等然后填以客土。2)化学改良,对盐碱土增施化学酸性废料过磷酸钙,可使PH值降低,同时磷素能提高树木的抗性。施入适当的矿物性化肥,有明显的改土效果。或施用大量有机质,如:腐叶土、松针、有机垃圾等。3)生物改良,种植耐盐的绿肥和牧草,如田菁、草木樨、紫花苜蓿等,对盐土改良有积极作用。还有一种新的利用盐碱地培养微藻产生物柴油技术正逐渐引起专家的注意,有学者认为,在技术成熟的条件下,利用盐碱地生产的柴油量就可满足全国50%的用油需求。由此可见,不远的将来,盐渍土可以作为一种资源来加以利用。4)水利改良①蓄淡压盐。在盐土周围筑存降水,促使土壤脱盐。②灌水洗盐。降水条件较好的地区,在田内灌水洗盐,可加快土壤脱盐速度。③大穴客土,下部设隔离层和渗管排盐。

在工程中降低绿化成本,加快绿化速度,提高美化效果,是评价盐碱地区绿化工程效果的主要指标。上述改良方法各有利弊,其中生物改碱投资最小,但见效最慢,美化效果差;封底式客土抬高地面和地上花盆式客土抬高地面措施,虽然见效快、绿化美化效果好,但投资太高;大穴整地、淡水洗盐工程措施,成本低,见效较快、,绿化美化效果好,成本相对较低。

3临港水利改良盐碱地的设计措施

在水利排盐理论基础上,天津经济技术开发区以张万均为首的科研组提出了允许深度的新概念,并依据允许深度创建了浅密式快速排盐新工艺,通过十几年的治理,将开发区滨海盐土的土壤含盐量由初始时的4.73%稳定地控制在0.3%以下,基本解除了盐害,使园林绿化环境得到了根本的改善。还有其他滨海盐碱土改良实验区提出了“最小淡化水层”的改良目标;也取得了较好效果。

结合国内先进水利排盐理论,我们对临港B2、B3道路绿化设计选用地下滤水管网排盐法,盐碱地的一大特点就是地下水位高,带有盐碱的水分通过土壤毛细管上升到地表,水分蒸发后,盐碱会滞留在地表,给绿化工作带来很大困难,因而布设合理的排水管网,根据“盐随水来、盐随水去”的水盐运动规律。铺设暗管把土壤中的盐分随水排走,并将地下水位控制在临界深度以下,达到土壤脱盐和防止生盐渍化的目的,是搞好盐碱地绿化的治本措施。

其具体方法是:在绿化地块地下一定深度埋设一定密度的滤水管网进行地下排水。与排水系统相连。由于排碱管的铺设一般与隔离层结合在一起,绿化种植土中的水分在渗透到隔离层(排碱管)时,再往下渗透的速度较慢(因原土层较坚硬),浇水过多或因下雨而积水多时,及时将多余的水分排走,防止涝害;并且,由于地面毛细管的作用,绿地底部碱土中的盐分沿着毛细管上升,到达排碱管(隔离层)平面时,毛细管被破坏,同时排碱管周围是中砂,渗水性强,能及时将水分通过排碱管上的渗水孔收集到排碱管及时排走。

关于埋设深度,有的理论观点认为60～80cm是适宜深度,而天津泰达盐碱地绿化中心提出最小淡化水层概念认为允许深度1.5m左右排盐效果更佳。两种观点都认为排盐管上均应换土为种植土,可以使绿化快速成活,根据我们绿化所选树种,按照草坪花卉防渍深度0.6m,乔木防渍深度0.8m的要求,并尽可能降低造价,一期我们将埋深定为1.0m。一期已完工道路绿化中,排盐管完全起到了初期设计的排盐效果,我们目前进行的二期设计也将排盐管埋深定为1.0m。

排盐管的类型。以前多用无砂水泥管、素砼管、软性弹簧管,其中应用最多的是无砂水泥管,排盐排碱效果较好,但容易破碎,且造价较高。现由聚丙烯复合材料并添加抗老化、抗紫外线、抗氧化、抗冻等各种助剂构成,在特种成型工艺条件下形成具有良好承压能力的空间网状结构的新型渗排水材料——透水盲管。是一种具有极高表面开孔率和内部孔隙率的渗排水土工合成材料。它具有透水、滤水、排水的功能。排水盲管在通过成型装置将挤出的塑料丝在结点上熔接,形成三维立体网络结构。该材料有外型像丝瓜络的塑料芯体和土工布组成,克服了传统盲沟的缺点,具有表面开孔率高,集水性好,空隙率大,排水性好,抗压性强,耐压性好,柔性好,适应土体变形,耐久性好,重量轻,施工方便,工人劳动强度大大下降,施工效率高,在工程实际应用中证明有非常好的适用性。

排盐管道布设方式,盐碱地的一大特点就是地下水位高,带有盐碱的水分通过土壤毛细管上升到地表,水分蒸发后,盐碱会滞留在地表,给绿化工作带来很大困难,因而布设合理的排水管网,降低地下水位,是搞好盐碱地绿化的治本措施。我们采用的方法是:在绿化地块1.0m地下埋设一定密度的滤水管网进行地下排水(见图1、图2)。滤水支管可采用直径为150mm的透水盲管,管网密度为10m,铺设坡度为0.5%,以便排水顺畅,管与管之间硬性接口,以防在渗水过程中,把泥土带入堵塞渗水管壁。同时修建检查井,并与排水系统相连。排盐观察井,观察井是排盐系统管道连接的枢纽,可以用于管道检查,洗砂、冲洗、通气,并可以监测管道运行是否正常,观察井的间距一般为30~40m一个。在设计中我们选择塑料排水检查井作为排盐观察井,每个检查井设置300mm沉砂槽,在实际使用中取得了较好的效果(见图3)。

科学浇灌,树木花草在盐碱地种植后首先要浇一次透水,之后每隔7~10天再分别浇两次透水,每次浇水后要及时松土,树穴浇三次水后要进行树池封堰,既能保水又能防止返盐返碱。后期的浇水则视天气和树木生长情况进行合理浇灌,每次浇水要浇透,但浇水次数不可太频繁。所以,我们在绿化给水设计中适当放大浇洒给水管管径,以便后期浇灌及时浇透绿地。

4结论和讨论

临港新城刚开始开发时,这里不是密密麻麻的芦苇茅草,就是荒芜的滩涂。现在,临港新城所有道路绿化带均四季长绿,红花绿树,形成一道道具有大行道树的绿色长廊。实践证明,通过大穴换土能给栽培植物的成活和生长创造良好的土地条件,而通过给排水专业的渗管排盐又能有效地抑制客土发生次生盐渍化,从而保证栽培植物正常生长和发育。所以,针对滨海盐碱地,在绿化设计时,水利改良方法是改良盐碱地土壤较好的方法之一。

同时要选择耐盐碱树种,加强后期养护。盐碱地区,因为投资多、耗费人力大,绿化难度大。如果管理工作跟不上,难以见效。因此,除因地制宜的综合运用盐园林绿化技术之外,起苗、运输、栽植、修剪、灌溉等一系列栽植技术和管理环节,都要强化扣紧。我们临港一期道路绿化设计施工完成后,在大水洗盐过程中,部分地段由于没有及时排除洗盐废水,导致土壤中含盐量不降反升,部分植物败黄、枯死,在重新栽植、洗盐后,才达到其他道路的绿化效果。

因此,重盐地区的城市园林绿化虽然难度很大,但只要遵循水盐运动规律,根据绿化区的功能要求和土地条件,用合理的治盐工程措施和科学的管理技术,实现绿化美化是完全可以办到的。滨海盐碱地绿化工程施工技术问题与措施随着杭州湾大桥的建造通车，带动了杭州湾地区和周边的经济建设和环境开发，也为滨海盐碱地海涂地区大规模的绿化工程建设带来契机，但由于滨海地区的土质、环境、水源等条件的特殊性，造林绿化和园林工程的绿化成活和生态景观成效成为一个至关重要的问题；为此，必须在绿化工程的实践中对工程施工相关的各个关键环节的进行技术探讨和总结，从而取得应有的生态和景观效果。一、杭州湾南岸滨海盐碱地综述

杭州湾南岸滨海盐碱土主要为近年来新围垦的海涂，盐分来源主要为海水，土壤盐化程度与海潮侵袭规律基本相似，即在距离海越近，地势越低，脱离海潮侵袭越近的区域，土壤碱化程度越重，其土壤含盐量一般很高，多在4g/㎏以上，且上下土层盐分分布较均匀，主要是氯化物。从浙江省农业科学院土壤肥料研究所的土壤抽样测试报告，含盐量最低为8.62，最高为9.49，一般在8.8～9.1之间。自然状况可以概括为“三高一低三大”、土体含盐量高、地下水位高、土壤PH高、有机质含量低；风速大、蒸发量大、地下水矿化度大。当土壤中的含盐量超过0.3%时，大多数园林植物不能很好存活，因此盐碱地绿化的首要问题是如何尽快改良土壤，解决土壤含盐的问题，解决在淡水缺乏的情况下，如何保证苗木的成活和生态效果。在系列复杂的施工中，排水脱盐改良土壤、苗木种植、特殊养护等是绿化工程关键环节和重点、难点。二、绿化工程类型和主要的施工环节（一）主要绿化类型。当前滨海盐碱地绿化主要分为两大块：一块是大面积、大范围绿化（造林绿化），如建设沿海防护林、生态林、湿地工程建设等；二是滨海盐碱地单位、厂房、、道路、公园、绿地等高档次的较小范围的园林绿化工程建设（园林工程），如上虞新区、慈溪杭州湾新区，杭州湾大桥桥头堡公园已经建设或即将建设的绿化工程类型，另外就是在脱盐效果好的地段或局部地区进行的原土种植，如各个试验区块、项目试点、河道治理等。（二）主要施工工序。滨海盐碱地园林工程由于受到特殊土壤、气候等立地条件的限制，工程的工序复杂，施工的难度大，与一般的园林工程有较大的区别，其一工程措施必须能够解决土壤含盐的问题，第二、如何处理淡水缺乏情况下，保证造林绿化的成活率和生态景观效果。抓住盐碱地绿化工程施工中关键环节与特殊工艺，在施工操作过程中进行重点控制与管理。对工程建设的成败起决定性作用。滨海盐碱地绿化工程以对土壤的处理结果主要分客土种植和原土改良、原土种植。1、原土改良（树穴土壤改良）：树穴土壤改良工程在改造后的地形上，利用原土与土壤改良基质进行适度的配比，在原土树穴内进行苗木种植，该措施成本低、见效较快、绿化美化效果好，与客土种植相比，只占了其单位造价的40%,是行之有效的绿化好办法，适于大面积大范围工程造林和湿地建设。主要施工工序有：图纸技术会审—现场实地踏勘---方案计划编制---清理平整土地——测量定位放线---排水系统修建（一、二、三级）--种植地形处理——土壤改良措施——苗木地被种植（乔灌草）——树盘围捻蓄水—横、立支撑固定——全面养护管理。2、客土种植：客土种植全面换土，造价太高不经济，不能根本上解决返碱问题。如阻隔层铺设，在种植层下，先筑一层20cm的碎石或炉渣层，在阻隔层下每10m铺设40cm的渗水管，最好还需要在阻隔层上铺一层10～15cm的稻草麦秸等物，再上放置种植土进行植树，虽是盐碱土绿化的较佳方案，但工程浩大，造价高，工期长，大规模的盐碱地绿化是不可取，只可用于重点地方，适于开发区、厂区、机关单位、重要景观区的园林工程。原土开挖—铺设隔离层---埋设排水管—客土回填---整地造型—测量放线—苗木种植—围堰浇水—支撑固定—养护管理。三、施工中涉及的主要技术问题与解决的措施（一）设计方面。1、还未能充分认识滨海盐碱土壤的性质和当地特有立地条件、气候特征等来确定耐盐碱的树种。2、设计时应尽可能进行地形改造，使平缓的地面有高低起伏，从而提高地面高程，相对降低地下水位，使大树可有较高的种植土层，用以减少返碱现象的发生。3、合理配置，地被覆盖，实行乔、灌、草综合配置，用地被植物全面覆盖地表，可以有效抑制土壤返碱。4、尽可能选用较小规格的苗木，尽管较小规格的苗木抗盐碱性较弱，经过施工技术处理，其根系受害程度轻，随着树木长大，抗性也随着增强，可以提高绿化成效。（二）必须构建完善的排水网络系统。开挖排水沟，建立完善的排灌系统，确保排灌畅通，使旱能灌，涝能排，是盐碱地造林的基本要求。在现场施工，每隔50～100米，设置一条深的主排水沟，直通水利河塘，沟深1.5～1.8米，沟宽至少3.0米。垄与垄之间，设置二级三级相对小的排水沟，宽1.0～1.2米，深50～80厘米。符合设计和现场地形所要求的深度宽度和坡度。做到排水通畅。防止绿地和林地积水，尤其是暴雨过后的炎热天气。存在的问题主要为主排水沟（一级排水沟）泥沙淤积，尤其堵塞河道主排水口。采取的主要措施：如明沟排水，注意沟底和两侧边坡的合理坡度，过大，则造成粉沙性盐碱土大量流失，边坡塌方，一方面及时清淤，同时种植护坡植物或进行覆盖，保持基本形状，与河道相连的接入口，必须根据工程实际，可用碎石铺设盲管或单独设计，防止流沙淤积河道，防止绿地土壤流失后土层变薄。如暗沟埋管处理：排水截渗沟系统（平行或交叉），深度必须低于临界地下水位，使沟沟相连并与城市排水系统相通，在绿化前最好再用大水漫灌（不是海水）洗盐压碱，这一措施能降低地下水位，又能有效地控制土壤返碱，其成功的关键是保证排水通畅，并将地下水位控制在临界水位以下。（三）特殊地段的处理。1、一般低洼地段筑垄整地，提高种植点高度，利于排水和淋盐养淡，改善土壤的通气通透性，可根据行距设计要求进行筑垄整地，一般垄的高度为30～50cm.宽度根据行距而定，一般一行筑一垄。2、特别低洼排水不畅的地方或一些对种植深度要就严格的树木，可采取高土墩种植，结合冬季全面整土，线确定种植点按种植点坐高50cm左右底径2m大小的方形或馒头形的种植土墩，种植土墩底部是基肥或做隔离层。3、“盐斑”地块的处理：一般在春秋返盐季节，盐碱地表面常结成盐霜或盐壳，绿化施工或补植苗木前，将这些集中于地表的盐分括除，然后灌水或深翻整地，对生长季减轻盐碱有一定作用。对局部地区盐碱富集区“盐斑”地实施微区垫层处理，利用机械化深挖0.6M，铺垫棉杆，芦苇等秸杆0.3～0.4M，还土作畦，阻隔土壤深层盐上升，加速土体脱盐。4、地面高差太大，对整平土地有影响，则可单独作成小畦整平，实行畦灌。围埝。在整平土地的基础上，于土地四周修筑埝埂。其作用是便于灌溉水均匀布满地面，提高洗盐效果。（四）土壤改良。林木栽植时，在树穴底部放有机肥和砻糠，阻止盐分上升，夏季在树盘覆草，以减少蒸发，防止返盐。增施有机肥，盐碱地土壤改良最直接有效的方法。可以增加土壤有机质，达到改良土壤和培肥盐碱土效果，在绿化初期，可先不种草皮，可以先种上草子，重点地段为了景观需要，可在秋冬季，深翻草子后，再播种大麦或黑麦草。（五）苗木种植：除按照设计图纸和造林、绿化规范施工外，还必须注重以下几点：1、整地时间宜早，种植时间宜适。整地时间：宜早不宜迟，以利于土壤脱盐熟化。如当年盐碱地造林，尽量冬季2月份前做好整地、开沟工作；该项工作如能提前1～2年整地，效果更好。种植施工时间,防护林工程以春季为主，即每年的3月～5月为种植的黄金时间，时间相对很短，种植先乔木后灌木，线落叶后常青，发芽早的先于发芽晚的，而新区绿化工程时间和一般城市绿化工程相似，只要避