曹妃甸吹填土脫鹽動態規律研究

摘要:通過室內土柱脫鹽試驗及淋洗前后土壤鹽分、離子組成的對比分析，探討了研究區吹填土的脫鹽規律，結果表明:在水分入滲初期，表層土壤溶液鹽分濃度迅速下降，隨著水分鹽分的繼續下移，在下層土壤中形成鹽峰。灌水后土壤的脫鹽率高，土壤pH值上升，土壤的Na+、Cl-、SO42-、K+、Mg2+、Ca2+含量下降，CO32-、HCO3-含量有所上升，鹽分淋洗快速且完全，同時分析了淋鹽前后的養分情況，對今后研究區的綠化工作有一定的指導意義。

關鍵詞:吹填土;脫鹽規律;土壤養分;灌水;脫鹽

中圖分類號:S156.4文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2010.05.002

Study on the Dynamic Law of Dredger Fill Desalting in Caofeidian

WANG Yan， WANG Zheng-xiang， LIAN Xiao-juan， ZHANG Yu-liang， HE Hong-da

(Tianjin Institute of Agricultural Resources and Environment，Tianjin300192，China)

Abstract:An indoor soil column desalting experiment was carried out and the soil salinity and ion compositions were analyzed before and after leaching. Then the dynamic law of salt water movement of dredger fill was analyzed. The results indicated that the salinity in surface soil solution declined quickly at the beginning of the water infiltration， and the salt peak emerged in the deep horizon with the time elapsing. After irrigation， soil pH and the concentrations of CO32- and HCO3- increased， while the concentrations of Na+， Cl-， SO42-， K+， Mg2+， and Ca2+ decreased. The salinity eluviated quickly and thoroughly， and the desalination rate was high. Furthermore， this result was helpful for the virescence of the research region.

Key words: dredger fill;soil desalting laws;soil nutrient;irrigation;desalinization

吹填就是用挖泥船挖泥后，然后通過管線把泥艙中泥水混合物，排放到近海陸地，將近海淤泥填墊，排除淤泥中的水份，達到一定標高， 使之具有可利用價值。吹填土就是通過這種水力吹填而形成的沉積土。近年來，由于經濟發展的需要，吹填造陸已成為沿海城市緩解土地資源緊張的有效途徑。吹填土的含鹽量很高，在不同地區的吹填土有著不同的性質特點，本研究通過土柱模擬試驗，對河北省曹妃甸地區的吹填土脫鹽前后的理化性質及其脫鹽規律進行研究，為今后該地區吹填土的綠化工作等提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 供試土樣

供試土樣取自河北省曹妃甸地區剛吹填出的0～50 cm深的吹填土，將土樣混勻過篩后，制備成室內試驗土樣，同時測定其基本理化性質，主要包括土壤顆粒組成、初始含鹽量、離子組成等(表1)。研究區吹填土土壤含鹽量較高，養分含量很低(表5)，土壤的質地為砂壤土。

1.2試驗方法

土柱裝置是用60 cm 長、直徑為11 cm 的PVC硬質塑料管，將取自曹妃甸吹填土混勻后裝入土柱，容重控制在1.43 g/cm3，土壤的初始含水量為18.5%，共裝土50 cm，在15 cm處和35 cm處分別裝入鹽分傳感器，土柱底部裝有5 cm厚的石子和石英砂作為反濾層， 土柱下方裝有接排出管，可收集濾液。

本試驗采用礦化度0.562 g/L，pH8.66的地下水進行淋洗，1號土柱(處理1)，2號土柱(處理2)第一天分兩次灌水，每次灌水500 mL，以后每天各灌水1次，1號土柱每次灌水500 mL，2號土柱每次灌水250 mL，及時記錄鹽分傳感器讀數，灌水前收集各土柱滲濾水，每處理2個重復。

1.3測定方法

全鹽采用烘干法;pH值采用酸度計法;Ca2+、 Mg2+、 SO42- 采用 EDTA滴定法;機械組成用比重計法;Na+、K+使用火焰光度計法;有機質用重鉻酸鉀容量法;腐殖質用焦磷酸鈉提取-重鉻酸鉀法;全氮半微量開氏法;速效氮用堿解氮法;速效磷用碳酸氫鈉侵提-鉬銻抗顯色法;速效鉀用火焰光度計法。鹽分傳感器用南京土壤研究所研制的鹽分傳感器和電導率儀。

2結果與分析

2.1 入滲過程中土壤水鹽運移特征

土壤的水分入滲過程的運動，是在毛管力和重力雙重作用下進行的，伴隨水分入滲土壤的過程非常復雜，這是因為在鹽分隨水分下移過程中，還伴隨著離子的交換、吸附、解析等作用[1]。

兩種不同灌水量情況下，土壤溶液的電導率變化過程如圖1所示。由于土壤的滲透性很好，灌水初期水分的入滲速度很快，表土的土壤溶液濃度明顯且快速降低，僅用7 h的時間表層15 cm土壤溶液電導率就由原來的18.5 ms/cm下降到5.26 ms/cm，這時下層土壤溶液的濃度變化不大，隨著水分的下移，入滲水溶解表土所含的鹽分和原有下層土壤溶液中的鹽分形成了濃度較高的土壤溶液，即為“鹽峰”。灌水量大的土柱比灌水量小的土柱鹽峰到達的時間較早，在到達鹽峰后，水鹽繼續下移，直至底土層脫鹽，當全剖面土壤溶液全鹽逐漸平緩， 最終達到基本不變時， 通體鹽分含量已經降到最低。土柱從上到下水分移動的速度越來越慢 ，如1號土柱15 cm土層脫鹽僅用1 d，35 cm土層脫鹽用時4 d，土層越深 ，脫鹽越慢 ，難度越大 ，需水量也越多[2-3]。不同灌水量土柱，入滲的速度和鹽峰有所差別，但是在灌水量相同時，其脫鹽率也基本相同，見表2。

2.2脫鹽過程中濾液的變化

隨著淋洗時間的增加，濾液的含鹽量也在不斷下降，灌水量大的土柱下降幅度較大。兩種處理的土柱在淋洗過程中，洗鹽量有所不同，但在鹽分淋洗完全后，其總的洗鹽量是一致的，濾液鹽分減少的規律與土壤的脫鹽規律是一致的，土壤的pH值隨著含鹽量的降低而增加(表3)。

2.3灌水洗鹽前后土壤性質的變化

在灌水淋洗前后土壤鹽分含量下降了94.6%，土壤pH值上升較大，說明土壤在淋洗脫鹽過程中發生了堿化。關于堿化過程的實質， 一般認為是土壤吸收性復合體從土壤溶液中吸附鈉離子的過程[4-5]。淋洗前后土壤的Na+、Cl-的含量大幅下降，SO42-、K+、Mg2+、Ca2+含量淋洗后比淋洗前下降，CO32-、HCO3-含量淋洗后較淋洗前有所上升(表4)。因供試土壤養分含量很低，淋洗前后，除土壤速效鉀含量降低較多，其他養分含量變化不大(表5)。

3結論

(1) 在水分入滲初期，表層土壤溶液鹽分濃度迅速下降，隨著水分鹽分的繼續下移，在下層土壤中形成鹽峰。土柱從上到下水分移動的速度越來越慢 ， 但是不同灌水量土柱，在總灌水量相同時，其脫鹽率也基本相同。

(2) 灌水前后土壤的分析結果表明，土壤的鹽分淋洗較完全，脫鹽率較高，土壤pH值上升較大，淋洗前后土壤的Na+、Cl-、SO42-、K+、Mg2+、Ca2+含量下降，CO32-、HCO3-含量有所上升。

(3) 研究區吹填土含鹽量很高，養分含量很低，土壤質地為砂壤土，鹽分淋洗速度較快且較完全，淋鹽過后土壤進行適當處理和改良培肥，直接進行綠化是有可能實現的。

參考文獻:

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