酒泉地区风电基地地基盐渍土分布特征及规律

王明甫 钟建平 刘 军

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065)

酒泉地区风电基地地基盐渍土分布特征及规律

王明甫 钟建平 刘 军

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065)

以酒泉地区风电基地地基盐渍土为研究对象，通过对玉门、安北、北大桥、干河口四个区域86个风电场的地基盐渍土进行现场调查，并对地基土的易溶盐测试成果进行分析，揭示盐渍土在平面和垂直两个方向上的分布特征和规律。

盐渍土，风电基地，易溶盐测试

1 概述

盐渍土是指易溶盐含量大于0.3%，且具有溶陷、盐胀、腐蚀等特性的土[1]。当土中的易溶盐含量超过5%时，对土的结构和工程性质有较大影响，对工业及民用建筑的危害严重，会造成重大的经济损失。盐渍土是由于地下水或地表水沿土层中的毛细管运动至地表或接近地表，因蒸发作用使水中盐分析出并聚集在地表或土层中而形成的。盐渍土在我国分布广泛，主要分布在西北干旱地区的新疆、青海、甘肃、宁夏等地区，西北地区盐渍土面积约占全国盐渍土总面积的60%[2]。随着我国工业技术的进步以及节能减排的需要，目前清洁能源大力开发风力资源，风力发电已成为电力资源的重要来源，而我国的风电资源主要集中在西北地区，这些地区的盐渍土危害成为制约风力资源开发的首要问题[3]。

本文以酒泉地区千万千瓦风电基地风电场地基盐渍土作为研究对象，根据现场所取土样的易溶盐含量试验成果，分析酒泉地区盐渍土分布规律建立较为系统的理论体系，对西北地区大型风电工程的勘察设计和工程建设具有很大的实用价值和重要的技术指导意义。

2 主要研究内容

1)了解酒泉地区盐渍土所处地形地貌、区域地质状况、气候、水文等自然地理环境。

2)了解酒泉地区盐渍土的分布规律、赋存形态、埋藏深度、厚度等相关地质信息。

3)室内测定盐渍土的物质组成、矿物成分和化学成分，查明不同地区盐渍土的含盐量及盐分类别。

3 研究技术路线

本研究拟采取资料调研、现场调查、现场勘探、室内试验研究相结合的研究方法，通过对地基盐渍土易溶盐测试结果的整理分析，查明盐渍土的分布规律，了解盐渍土的物理化学成分。

4 盐渍土分布特征

为了全面分析酒泉地区地基盐渍土分布规律和赋存形态，了解盐渍土的物理化学成分，本研究分别从位于酒泉风电基地的玉门、安北、北大桥、干河口等四个区域风电场现场取土样，完成室内易溶盐含量分析，根据试验成果，分析盐渍土分布特征及分布规律。

4.1 酒泉地区环境特征

酒泉地貌类型由南向北依次为祁连山、走廊平原和马鬃山。新能源基地位于北部的马鬃山、南部的祁连山之间的东西向走廊带。地形由北山向南侧的疏勒河倾斜，地形开阔平坦，总体地势北高南低，地形坡度约1%。沿北山沟口发育不同程度的冲沟，冲沟流向以由北向南为主，较大冲沟深约数米至百米，以宽浅冲沟为主，沿冲沟植被稀少，植被主要分布于冲沟部位，以低矮的骆驼刺、麻黄等为主。

酒泉风电地基土层以第四系上更新统为主，岩性自上而下为：粉细砂、角砾层、砾砂层，在安北一带下部为第三系砂质泥岩。细砂层呈灰黄色，稍湿，松散～稍密。以细砂为主，含少量砾石。分布不稳定，土层中含盐，呈纤维状附着在碎石表面或空隙中，局部钻孔中取出的岩芯干燥后呈白粉状。

酒泉风电地基区域表水体不发育，地下水埋深一般大于20 m，局部地下水位较浅，如玉门东北的三十里井子、玉门西北的麻黄滩，地下水位埋深最浅约2 m。在北山与疏勒河之间的安北，在西侧的干河口等，局部冲沟部位水草繁茂，地下水位较低，雨季呈沼泽，旱季时地下水位埋深也较浅，最浅1 m左右。

4.2 盐渍土现场调查的分布特征

1)平面分布特点。

酒泉地区降雨量小，蒸发量大。地下水循环较差，地基土中总体含盐量较高。随地形、地貌及地下水条件的不同易溶盐在平面上分布不均。

酒泉戈壁滩大多表部覆盖薄层黑色～灰白色的角砾。在地势较高处、地形略起伏，植被较少，地表松软，人在上面行走会留下1 cm～4 cm的脚印，车在上面行驶，车辙较深，最深可达50 cm。这些部位表部土层密度小，呈白色～灰白色，芒硝含量高，呈白色纤维状，与土粒、砂粒胶结。

在地势平坦部位，表层以角砾层为主，砾石接触紧密，地表坚硬，人在上面行走脚印不明显，车辆在上面行驶无车辙印迹。这些部位表部无白色晶簇，盐粒含量也较少。

酒泉地区盐碱化仅在地表水活动频繁的地带出现，如地下水较高部位、水草繁茂的冲沟部位(见图1)。盐碱呈白色薄膜状，其下部含白色盐粒含量较少。

2)垂向分布特点。

盐渍土含量在垂向上呈下降趋势。在地表松软地段的地层断面上，上部芒硝含量高，呈白色晶簇，开挖后呈块状(见图2)，密度小。岩芯呈粉末状，随风易吹散，该芒硝富集带深度可达1.5 m左右。以下盐晶体呈颗粒状，分布于砂卵砾石的孔隙间，局部钻孔岩芯呈灰白色，在阳光下易反光。由开挖断面看，一般深度越大，颗粒越小，白色越不明显。反映出易溶盐在垂向上的总体变化规律为：随深度增大，易溶盐含量降低。

第三系砂质泥岩中盐粒分布不均匀，呈水平带状分布，盐粒呈白色结晶体，富集带厚度可达1 cm左右，局部石膏富集带厚度10 cm左右。由于砂质泥岩渗透性差，地下水循环较差，盐分的分布及含量主要受沉积环境影响，受气候、降雨等影响相对较小。

4.3 盐渍土试验成果分析

本文对位于酒泉风电基地共计86个风电场的地基土进行取样，风电场分别位于玉门、安北、北大桥、干河口，取样采取钻探岩芯取样，取样深度自地表至地表以下8 m。

所取土样在实验室完成易溶盐测试，试验方法采用GB 50123—1999土工试验方法标准[4]中易溶盐测试方法，测试项目包括钙离子、镁离子、钾离子和钠离子、氯根、硫酸根、碳酸根等；四个区域风电场地基土易溶盐测试成果统计值见表1。

表1 地基土易溶盐测试统计成果表

通过分析易溶盐测试成果，得出盐渍土在大区域平面上的分布特征以及在地基土埋深深度上的垂直分布特征。平面特征可以通过绘制盐渍土平均含盐量等值线图(如图3所示)直观的看出分布规律。

从图3可知，酒泉风电基地盐渍土含量从瓜洲向玉门(自西向东)逐步降低，瓜洲地区盐渍土含量最高值出现在干河口区域；在北大桥及安北区域，易溶盐含量自北向南逐渐升高；在玉门区域，易溶盐含量自北向南逐渐降低。

各区域地基土易溶盐含量大于0.3%的盐渍土的垂直分布特征如图4所示。

从图4可以看出：干河口和北大桥区域盐渍土样占总土样的百分比在埋深2 m～3 m深度内减少非常明显，在安北和玉门区域，盐渍土样占比在取土深度随埋深增加内呈线性减少；干河口区域易溶盐含量在3 m～4 m深度内减少非常明显，玉门、安北和北大桥区域易溶盐含量随深度增加呈线性减少。

5 结语

1)酒泉风电基地盐渍土平面分布特征主要表现为含量从瓜洲向玉门(自西向东)逐步降低，瓜洲地区盐渍土含量最高值出现在干河口区域；在北大桥及安北区域，易溶盐含量自北向南逐渐升高；在玉门区域，易溶盐含量自北向南逐渐降低。

2)垂直分布特征主要为随埋深的增加而减少，易溶盐测试成果揭示的规律和现场调查的规律基本一致。

[1] 《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社,2006.

[2] 徐攸在.盐渍土地基[M].北京：科学出版社，1993.

[3] 王明甫，李玉坤.酒泉地区盐渍土地基处理措施及工程特性研究[J].山西建筑，2013,30(10):79-81.

[4] GB 50123—1999，土工试验方法标准[S]．

Thedistributioncharacteristicsandruleofsalinesoilinwind-powerbaseinJiuquanregion

WangMingfuZhongJianpingLiuJun

(PowerChinaNorthwestEngineeringCorporationLimited,Xi’an710065,China)

Foundation saline soil as research object in the wind-power base in Jiuquan region, by the way of spot investigation of foundation saline soil in 86 wind farms in four area, Yumen, Anbei, Beidaqiao, Ganhekou, and analyze the results of the soluble salt test of foundation soil, reveal the distribution characteristics and rule in plane and vertical ways of saline soil.

saline soil, wind-power base, soluble salt test

2017-10-08

王明甫(1984- )，男，工程师

1009-6825(2017)35-0071-02

TU448

A