两种工程技术对滨海盐碱地土壤改良效果研究

焦宏彬

（北京星河园林景观工程有限公司，北京 100018）

滨海盐碱地是指滨海地区土壤含盐量超过0.1%的地区，是盐碱地中一种较为典型的地域。主要分布在东部沿海地区，特别天津滨海新区，盐碱地面积约7800km2，约占天津市总土地面积的65.8%，其中土壤含盐量大于0.2%的土地有4700km2，占总面积的39.3%。因此，盐碱地的治理和开发对城市的建设和经济发展具有现实意义[1～2]。目前我国在盐碱土改良工程措施方面，如盲沟、暗管、隔离层、集水井、截渗等的综合应用相对较少[3～4]。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

试验地点为天津市鸭淀湖沿湖景观带工程项目，属水库周边的滨海区域，位于天津市西郊区东南部，距区政府驻地杨柳青45km。土壤为未开发的重度盐碱土，地下水位平均＜1m，矿化度高，其0～20cm土壤含盐量平均1.0～4.0%，pH值为7.95。气候类型是海洋性温带季风气候，夏季高温多雨，冬季干燥。年均降水量600mm，年均气温13.6℃，极端高温41℃。试验地自然生长的植物群落单一，分布少量耐盐植物碱蓬和柽柳等。

1.2 试验方法

1.2.1 排盐暗管施工方法。试验区南侧地下约1m处，有可直接利用的市政排水管道，排盐暗管采用D=10cm的PVC螺纹管，凹槽内均匀打孔，孔径0.5cm。土工布包裹管外侧，尤其是接口及两端，以防堵塞管壁上的小孔。暗管整体深约1m，每5m设置与市政排水管道平行的一级排盐管；垂直方向上每10m设置二级排盐管，坡降1%。暗管底部及两侧铺10cm厚粒径3cm级配碎石作为滤料；最后铺设土工织物。

1.2.2 薄膜隔盐层施工方法。试验区采取铺设合成材料薄膜隔盐层的改良方式，在1m深处铺设厚度为20cm滤层和薄膜隔盐层，其上铺设土工布防止土壤颗粒进入薄膜间隙。

1.2.3 综合应用2种技术。试验区先按照隔盐层设置方式布设薄膜隔盐层，在隔盐层基础上，回填10cm厚粒径3cm级配碎石作为滤料，然后按照排盐暗管的施工方法布设PVC螺纹管。

1.2.4 对照组试验处理。选取不适宜布设排盐暗管或隔盐层区域，作为对照（CK）；该区域不采取工程改良措施，仅清除原土中遗留的“二灰土”及矿渣，其余不做任何处理。工程措施施工完成后，回填种植土至地面标高。

1.3 试验设计

试验于2019年3月初完成工程排盐措施施工，试验地总计400m2，每处理组100m2，各处理组随机排列，四周施做围堰，堰高0.4m，并埋设防渗薄膜，以保证处理组之间独立排水排盐。试验共设置4个处理：A（排盐暗管技术）、B（设置隔盐层施工）、C（2种技术综合应用）、CK（对照组），每个处理重复3次。

1.4 数据采集和分析

采集方法：各处理区（暗管、隔盐层、综合应用、CK）随机选3个具有代表性的试验点采集土壤样品，深度为10～20cm，试验结果取平均值。2019年3～10月每月中旬，在各采样点附近选取新的样点进行土壤采集，总计8次。灌溉后2～3d当“手握成团，松手即散”时，采集土壤样品，避免灌溉后立即采样。

土壤样品经自然风干，敲碎过筛后按水土比例5∶1制备土壤溶液进行指标测定。Cl-采用硝酸银滴定法进行测定；HCO3-、CO32-采用双指示剂和滴定法进行测定；SO42-采用EDTA络合滴定法进行测定；Mg2+、Ca2-采用EDTA滴定法进行测定；Na+、K+采用火焰光度法进行测定；全盐量为上述8种离子含量之和。

2 结果与分析

2.1 试验区土壤全盐量变化

试验各处理组10～20cm土壤盐分变化（如图1）。对照组CK土壤盐分在夏季出现了返盐高峰期。由于当年7～9月，平均降雨量比往年低35%，造成试验区中度以上干旱。受干旱影响，土壤表层水分蒸发加剧，从而出现夏季返盐高峰现象。

如图1，隔盐层改良方式土壤全盐量明显降低，且3～6月趋于平缓，7月开始回升，8～9月急剧上升并呈累积状态。主要因为隔盐层是通过阻断上下层土之间的水分联系，减轻盐离子向上积累，但隔盐层上方的盐分不能及时排出，夏季蒸发加剧，反倒会促进土壤盐分的转移并重新分布，积累在表层土壤。排盐暗管虽然采用相同的灌溉方式，但采取了有效排盐措施，在夏季（7～9月）蒸降比较高的环境下，灌溉达到洗盐排盐目的，向上集聚的土壤盐分随灌溉水排入暗管，故未造成土壤盐分明显升高，有效防止土壤进一步发生次生盐渍化。

图1 试验区土壤全盐量含量变化

2.2 试验区土壤钠离子和氯离子含量变化

图2 试验区土壤Na+含量变化

图3 试验区土壤Cl-含量变化

如图2、图3显示，各处理方式及对照组表层（10～20cm）土壤中的Na+和Cl-含量变化类似土壤全盐量变化趋势。Na+和Cl-在土壤中随水分运移速率较快，故动态变化受气候及降雨影响更明显。由于试验期间夏季高温干旱，蒸发剧烈，土壤中以Na+和Cl-为代表的土壤盐分随着高盐度地下水分向表层集聚，7～10月没有采取工程改良措施的对照组CK土壤表层Na+和Cl-含量迅速升高。

3 讨论

研究结果显示，试验中隔盐层和对照组CK在不同程度上出现表层盐分集聚。隔盐层能在一定程度上避免土壤返盐，但没有有效的排盐设施及时排出被淋洗出的盐分；当试验地短期内大量降水时，随着地下水位升高，隔盐层受水浸泡，隔盐效果就会明显降低，且其铺设后会影响地下设施施工和苗木栽植，因此，在城市园林绿化中不宜使用。

地下排盐暗管技术利用水盐运动规律“盐随水来，盐随水去”[5]，通过水的重力作用，大水压盐，土壤中的盐分随雨水和浇灌水的作用被淋洗出土壤本身，然后顺着排盐暗管流入市政管道，使土壤盐分降低，有效避免盐分积聚。

4 结论

2种工程技术措施，均可有效抑制土壤表层盐分的剧烈变化，且工程所需成本都在70元/m2。但布设排盐暗管降盐效果优于铺设薄膜隔盐层，需额外加设与其配套的排水沟，能够有效节约土地资源；而同时设隔盐和排盐暗管的综合改良措施，施工成本为140元/m2，虽在一定程度上进一步降低了土壤含盐量，但施工成本高，且土壤含盐量并未大幅度降低，性价比较低。故在滨海盐土区域进行城市绿化工程时，建议布设排盐暗管，巩固滨海地区城市绿化的成果。