酒泉地區風電基地地基鹽漬土分布特征及規律

王明甫 鐘建平 劉 軍

(中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710065)

酒泉地區風電基地地基鹽漬土分布特征及規律

王明甫 鐘建平 劉 軍

(中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司，陜西 西安 710065)

以酒泉地區風電基地地基鹽漬土為研究對象，通過對玉門、安北、北大橋、干河口四個區域86個風電場的地基鹽漬土進行現場調查，并對地基土的易溶鹽測試成果進行分析，揭示鹽漬土在平面和垂直兩個方向上的分布特征和規律。

鹽漬土，風電基地，易溶鹽測試

1 概述

鹽漬土是指易溶鹽含量大于0.3%，且具有溶陷、鹽脹、腐蝕等特性的土[1]。當土中的易溶鹽含量超過5%時，對土的結構和工程性質有較大影響，對工業及民用建筑的危害嚴重，會造成重大的經濟損失。鹽漬土是由于地下水或地表水沿土層中的毛細管運動至地表或接近地表，因蒸發作用使水中鹽分析出并聚集在地表或土層中而形成的。鹽漬土在我國分布廣泛，主要分布在西北干旱地區的新疆、青海、甘肅、寧夏等地區，西北地區鹽漬土面積約占全國鹽漬土總面積的60%[2]。隨著我國工業技術的進步以及節能減排的需要，目前清潔能源大力開發風力資源，風力發電已成為電力資源的重要來源，而我國的風電資源主要集中在西北地區，這些地區的鹽漬土危害成為制約風力資源開發的首要問題[3]。

本文以酒泉地區千萬千瓦風電基地風電場地基鹽漬土作為研究對象，根據現場所取土樣的易溶鹽含量試驗成果，分析酒泉地區鹽漬土分布規律建立較為系統的理論體系，對西北地區大型風電工程的勘察設計和工程建設具有很大的實用價值和重要的技術指導意義。

2 主要研究內容

1)了解酒泉地區鹽漬土所處地形地貌、區域地質狀況、氣候、水文等自然地理環境。

2)了解酒泉地區鹽漬土的分布規律、賦存形態、埋藏深度、厚度等相關地質信息。

3)室內測定鹽漬土的物質組成、礦物成分和化學成分，查明不同地區鹽漬土的含鹽量及鹽分類別。

3 研究技術路線

本研究擬采取資料調研、現場調查、現場勘探、室內試驗研究相結合的研究方法，通過對地基鹽漬土易溶鹽測試結果的整理分析，查明鹽漬土的分布規律，了解鹽漬土的物理化學成分。

4 鹽漬土分布特征

為了全面分析酒泉地區地基鹽漬土分布規律和賦存形態，了解鹽漬土的物理化學成分，本研究分別從位于酒泉風電基地的玉門、安北、北大橋、干河口等四個區域風電場現場取土樣，完成室內易溶鹽含量分析，根據試驗成果，分析鹽漬土分布特征及分布規律。

4.1 酒泉地區環境特征

酒泉地貌類型由南向北依次為祁連山、走廊平原和馬鬃山。新能源基地位于北部的馬鬃山、南部的祁連山之間的東西向走廊帶。地形由北山向南側的疏勒河傾斜，地形開闊平坦，總體地勢北高南低，地形坡度約1%。沿北山溝口發育不同程度的沖溝，沖溝流向以由北向南為主，較大沖溝深約數米至百米，以寬淺沖溝為主，沿沖溝植被稀少，植被主要分布于沖溝部位，以低矮的駱駝刺、麻黃等為主。

酒泉風電地基土層以第四系上更新統為主，巖性自上而下為：粉細砂、角礫層、礫砂層，在安北一帶下部為第三系砂質泥巖。細砂層呈灰黃色，稍濕，松散～稍密。以細砂為主，含少量礫石。分布不穩定，土層中含鹽，呈纖維狀附著在碎石表面或空隙中，局部鉆孔中取出的巖芯干燥后呈白粉狀。

酒泉風電地基區域表水體不發育，地下水埋深一般大于20 m，局部地下水位較淺，如玉門東北的三十里井子、玉門西北的麻黃灘，地下水位埋深最淺約2 m。在北山與疏勒河之間的安北，在西側的干河口等，局部沖溝部位水草繁茂，地下水位較低，雨季呈沼澤，旱季時地下水位埋深也較淺，最淺1 m左右。

4.2 鹽漬土現場調查的分布特征

1)平面分布特點。

酒泉地區降雨量小，蒸發量大。地下水循環較差，地基土中總體含鹽量較高。隨地形、地貌及地下水條件的不同易溶鹽在平面上分布不均。

酒泉戈壁灘大多表部覆蓋薄層黑色～灰白色的角礫。在地勢較高處、地形略起伏，植被較少，地表松軟，人在上面行走會留下1 cm～4 cm的腳印，車在上面行駛，車轍較深，最深可達50 cm。這些部位表部土層密度小，呈白色～灰白色，芒硝含量高，呈白色纖維狀，與土粒、砂粒膠結。

在地勢平坦部位，表層以角礫層為主，礫石接觸緊密，地表堅硬，人在上面行走腳印不明顯，車輛在上面行駛無車轍印跡。這些部位表部無白色晶簇，鹽粒含量也較少。

酒泉地區鹽堿化僅在地表水活動頻繁的地帶出現，如地下水較高部位、水草繁茂的沖溝部位(見圖1)。鹽堿呈白色薄膜狀，其下部含白色鹽粒含量較少。

2)垂向分布特點。

鹽漬土含量在垂向上呈下降趨勢。在地表松軟地段的地層斷面上，上部芒硝含量高，呈白色晶簇，開挖后呈塊狀(見圖2)，密度小。巖芯呈粉末狀，隨風易吹散，該芒硝富集帶深度可達1.5 m左右。以下鹽晶體呈顆粒狀，分布于砂卵礫石的孔隙間，局部鉆孔巖芯呈灰白色，在陽光下易反光。由開挖斷面看，一般深度越大，顆粒越小，白色越不明顯。反映出易溶鹽在垂向上的總體變化規律為：隨深度增大，易溶鹽含量降低。

第三系砂質泥巖中鹽粒分布不均勻，呈水平帶狀分布，鹽粒呈白色結晶體，富集帶厚度可達1 cm左右，局部石膏富集帶厚度10 cm左右。由于砂質泥巖滲透性差，地下水循環較差，鹽分的分布及含量主要受沉積環境影響，受氣候、降雨等影響相對較小。

4.3 鹽漬土試驗成果分析

本文對位于酒泉風電基地共計86個風電場的地基土進行取樣，風電場分別位于玉門、安北、北大橋、干河口，取樣采取鉆探巖芯取樣，取樣深度自地表至地表以下8 m。

所取土樣在實驗室完成易溶鹽測試，試驗方法采用GB 50123—1999土工試驗方法標準[4]中易溶鹽測試方法，測試項目包括鈣離子、鎂離子、鉀離子和鈉離子、氯根、硫酸根、碳酸根等；四個區域風電場地基土易溶鹽測試成果統計值見表1。

表1 地基土易溶鹽測試統計成果表

通過分析易溶鹽測試成果，得出鹽漬土在大區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。平面特征可以通過繪制鹽漬土平均含鹽量等值線圖(如圖3所示)直觀的看出分布規律。

從圖3可知，酒泉風電基地鹽漬土含量從瓜洲向玉門(自西向東)逐步降低，瓜洲地區鹽漬土含量最高值出現在干河口區域；在北大橋及安北區域，易溶鹽含量自北向南逐漸升高；在玉門區域，易溶鹽含量自北向南逐漸降低。

各區域地基土易溶鹽含量大于0.3%的鹽漬土的垂直分布特征如圖4所示。

從圖4可以看出：干河口和北大橋區域鹽漬土樣占總土樣的百分比在埋深2 m～3 m深度內減少非常明顯，在安北和玉門區域，鹽漬土樣占比在取土深度隨埋深增加內呈線性減少；干河口區域易溶鹽含量在3 m～4 m深度內減少非常明顯，玉門、安北和北大橋區域易溶鹽含量隨深度增加呈線性減少。

5 結語

1)酒泉風電基地鹽漬土平面分布特征主要表現為含量從瓜洲向玉門(自西向東)逐步降低，瓜洲地區鹽漬土含量最高值出現在干河口區域；在北大橋及安北區域，易溶鹽含量自北向南逐漸升高；在玉門區域，易溶鹽含量自北向南逐漸降低。

2)垂直分布特征主要為隨埋深的增加而減少，易溶鹽測試成果揭示的規律和現場調查的規律基本一致。

[1] 《工程地質手冊》編委會.工程地質手冊[M].第4版.北京：中國建筑工業出版社,2006.

[2] 徐攸在.鹽漬土地基[M].北京：科學出版社，1993.

[3] 王明甫，李玉坤.酒泉地區鹽漬土地基處理措施及工程特性研究[J].山西建筑，2013,30(10):79-81.

[4] GB 50123—1999，土工試驗方法標準[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，工程師

1009-6825(2017)35-0071-02

TU448

A