我國典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)土質(zhì)現(xiàn)狀及研究分析

文/楊光　張孝華

我國典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)土質(zhì)現(xiàn)狀及研究分析

文/楊光張孝華

淡水養(yǎng)殖池塘塘基土具有地域差異性。我國南方地區(qū)的典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水池塘的土質(zhì)中含有較多的有機(jī)質(zhì)成分，土層中的填土、黏土或粉土中的含水量一般較高。北方地區(qū)典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水池塘一般具有較濕較軟、壓縮性較高、強(qiáng)度低等特性，其中的黏性土多屬于軟土中的淤泥質(zhì)黏土，且分布較廣。

一、調(diào)研背景

我國淡水養(yǎng)殖池塘多建設(shè)于上世紀(jì)七、八十年代，目前多存在坍塌滲漏現(xiàn)象。要提高養(yǎng)殖效益，做好基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是根本保障，要推進(jìn)漁業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，必須對(duì)目前的老舊池塘進(jìn)行合理的改造。然而我國目前在池塘規(guī)范化建設(shè)方面缺乏必要的基礎(chǔ)研究，池塘設(shè)計(jì)多采用其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。為了推進(jìn)池塘養(yǎng)殖基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)研究，國家于2012年下達(dá)了公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)項(xiàng)目——《池塘設(shè)施工程化構(gòu)建工藝技術(shù)研究與應(yīng)用》。

根據(jù)該課題的任務(wù)要求，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)工程研究所課題組對(duì)一些典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)池塘開展了文獻(xiàn)調(diào)研，初步總結(jié)出我國各典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)土質(zhì)的一些特點(diǎn)；隨后對(duì)福建福鼎、黑龍江、新疆地以及上海、無錫、江陰等典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)展開實(shí)地調(diào)研，以進(jìn)一步驗(yàn)證和補(bǔ)充文獻(xiàn)調(diào)研的數(shù)據(jù)資料。最終得出我國各典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)池塘土質(zhì)的分析結(jié)論，為今后池塘工程設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

二、總體思路

參考現(xiàn)行巖土工程相關(guān)規(guī)范，以文獻(xiàn)調(diào)研過程中所收集的各種案例為基礎(chǔ)，初步確定池塘可能遇到的土質(zhì)類別，進(jìn)而通過實(shí)地調(diào)研對(duì)之前初步的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證和補(bǔ)充，最后歸納總結(jié)我國典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)池塘塘基主要的土質(zhì)情況。

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》，土可按地質(zhì)成因、沉積時(shí)代、顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)以及工程特性進(jìn)行分類。其中按地質(zhì)成因可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土、冰積土、風(fēng)積土等類型；按沉積時(shí)代可分為老沉積土、新近沉積土；按顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)可分為碎石土、砂土、粉土和粘性土；按工程特性特殊性巖土可分為濕陷性土、紅黏土、軟土（包括淤泥和淤泥質(zhì)土）、凍土、膨脹土、鹽漬土、混合土、填土和污染土。在池塘工程設(shè)計(jì)及建造方面，主要應(yīng)用的是對(duì)土按顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)以及按工程特性進(jìn)行分類，從而對(duì)一些工程參數(shù)進(jìn)行定量、定性的工作。

三、文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果

以下是本次調(diào)研總結(jié)的以往做過的各典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)項(xiàng)目的一些土質(zhì)概況：見表1。

根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果可知，各典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水池塘土質(zhì)若按顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)進(jìn)行分類，一般由人工填土、黏性土、粉土、砂土等組成。若根據(jù)工程特性進(jìn)行區(qū)分，一般存在有填土和軟土這兩種特殊性巖土。人工填土或填土在土層結(jié)構(gòu)中的分布范圍很廣，基本各種地貌表層均有不同程度的分布，厚度變化很大，在老城區(qū)有的厚度可達(dá)2m～3m。其工程特性和均勻性很復(fù)雜，根據(jù)其組成和成因，可分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土、沖填土等。對(duì)工程的影響大，是許多基礎(chǔ)和基坑工程常見的土類之一，也是眾多村鎮(zhèn)民宅常選用的基礎(chǔ)持力層。淡水池塘的土層結(jié)構(gòu)中一般都有此種類型的土質(zhì)。黏性土為塑性指數(shù)大于10的土，可進(jìn)一步分為黏土、粉質(zhì)黏土，其狀態(tài)根據(jù)液性指數(shù)可分為堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑、流塑。粉土為介于砂土與黏性土之間，為塑性指數(shù)小于或等于10且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%的土。軟土在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成。一般具有觸變性、流變性、高壓縮性、低強(qiáng)度、低滲透性和不均勻性等工程性質(zhì)。池塘工程中的淤泥質(zhì)土、淤泥等一般均屬于此種類型的土壤。

表1　

我國南方地區(qū)典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)的淡水池塘，由于氣候及環(huán)境因素，廣泛分布有淤泥質(zhì)土、淤泥等軟土。而土層中的填土、黏性土、粉土等土質(zhì)，由于池塘基土中有機(jī)質(zhì)含量較北方地區(qū)更為豐富，土壤中的含水率較大，使南方地區(qū)池塘基土中的同類土質(zhì)更濕更軟，具有更高的壓縮性，強(qiáng)度、均勻性及穩(wěn)定性都有所降低。

四、實(shí)地調(diào)研

（一）東海水產(chǎn)研究所福建福鼎研究中心

圖1　調(diào)研時(shí)現(xiàn)場拍攝的照片

位于福建省福鼎市佳陽鄉(xiāng)。池塘為配置少量鋼筋的混凝土護(hù)坡鋼筋混凝土底板池塘，所用塘基土為場地內(nèi)自有回填土。所用回填土主要為素填土，黃褐～灰色，松散，濕，含植物根結(jié)構(gòu)松散。池底部局部含有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，黑灰色，軟塑較濕狀態(tài)，含腐植質(zhì)。

（二）黑龍江水產(chǎn)研究所呼蘭試驗(yàn)站

圖2　現(xiàn)場調(diào)研時(shí)所拍攝的照片

位于黑龍江省哈爾濱市呼蘭河畔。池塘多為混凝土護(hù)坡泥底池塘，有少量鋼筋混凝土池壁、底板的養(yǎng)殖池塘。所采用塘基土為普通回填土。素填土，黃褐～灰色，松軟，表部為耕土，含植物根莖，主要為黏性土，表層含少量碎石土，均勻性及穩(wěn)定性差。池塘底部土質(zhì)一般為粉土，在場地內(nèi)大部分布，黃褐色，稍密狀態(tài)，干強(qiáng)度低，韌性低，中～高壓縮性。

（三）鱘魚繁育技術(shù)工程中心

圖3　鱘魚繁育技術(shù)工程中心暫未放水池塘

位于北京市房山區(qū)十渡鎮(zhèn)。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研得知，鱘魚繁育技術(shù)工程中心池塘均為配少量鋼筋的混凝土護(hù)坡泥底池塘。所采用塘基土為場地內(nèi)表層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。呈黑色～灰黑色，下部為稍密狀粉土，軟塑很濕狀態(tài)，含腐殖質(zhì)，干強(qiáng)度和韌性中～低，中等壓縮性。該層土于表層普遍分布。

（四）鄱陽湖漁業(yè)研究中心基地

位于江西省南昌市南昌縣黃馬鄉(xiāng)。池塘均為磚砌池壁泥底池塘。所采用基土為普通回填土，主要為耕土，全場分布，褐色，松散，以粘性土為主，含植物根莖。局部分布粘土，褐黃色，可塑很濕狀態(tài)，干強(qiáng)度、韌性高，土質(zhì)均勻。

（五）上海、江陰、無錫

圖6　專家正就上海某池塘土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)研

上海茅崗基地池塘，護(hù)坡由預(yù)制混凝土板沿池梗鋪砌而成，池底為泥底。所采用基土為現(xiàn)場回填土?；靥钔林饕獮樗靥钔粒ǜ餐粒?，灰色，濕～飽和，多為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，少為淤泥層，流塑，高靈敏，觸變性強(qiáng)，含大量植物根莖。

圖7　江陰某生態(tài)養(yǎng)殖池塘

江陰水產(chǎn)技術(shù)推廣站養(yǎng)殖基地生態(tài)養(yǎng)殖池塘，池梗、池底均為現(xiàn)場回填土回填而成。回填土主要為耕土，全場分布，褐色，松散，以粘性土為主，含植物根莖。下層為粘土，全場分布，池塘中池底均有揭露，褐黃色，軟塑，干強(qiáng)度、韌性高，切面有光澤，土質(zhì)均勻。

圖8　無錫某水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘

無錫淡水漁業(yè)中心南泉基地，池梗、池底均為現(xiàn)場回填土回填而成?；靥钔林饕獮樗靥钔?，為耕作層，池塘內(nèi)及地表存在大量蘆葦，土層松軟，孔隙發(fā)育，植物根密集。下層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土黃色，軟塑～流塑，飽和，微層理發(fā)育，干強(qiáng)度低、韌性低，場區(qū)普遍分布，為正常固結(jié)土。池梗表面鋪有一些碎石。

（六）新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)169團(tuán)養(yǎng)殖基地

圖9　新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)169團(tuán)養(yǎng)殖基地池塘

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)九師169團(tuán)養(yǎng)殖池塘池梗、池底均為現(xiàn)場回填土回填而成，為土池?；靥钔潦怯蓻_積、洪積成因的土黃、土褐色沖填土組成的耕作土，該層厚度較均勻。下層主要由土黃色粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂薄層組成，呈硬塑～堅(jiān)硬態(tài)，屬中等壓縮性土。

由于淡水養(yǎng)殖池塘的建造方法不同，在很大程度上會(huì)影響池塘的絕對(duì)標(biāo)高，從而使池塘位于的土層有所不同。由于池塘標(biāo)高、護(hù)坡形式各有不同，所以建設(shè)方法也各不相同，大致可分為全開挖池塘，半挖半填池塘和全回填池塘。

由于半挖半填方法池埂取土地點(diǎn)也來自于場區(qū)內(nèi)的表層土，故這種方法所建成的池塘，池底與池埂土質(zhì)情況基本相同，一般地區(qū)均為表層回填土或耕作土，靠近湖泊、河流或地下水較為豐富的地區(qū)則由于長期以來地下水資源較為豐富，有機(jī)質(zhì)積累較多，表層填土較少，主要由填土下的黏性土、粉土組成。而采用全開挖方法建成的池塘，其土層特點(diǎn)基本與半挖半填池塘相同，但由于開挖全部自上而下，池埂土層沒有外界干擾，故池埂部分的土質(zhì)是按照原土層順序進(jìn)行排列的，即上層為填土或耕作土，下層則為黏性土或粉土，池底則與池埂最下面的土層相同。采用全回填的池塘，池底由于沒有過多的擾動(dòng)，故池底就是表層填土或耕作土，而池埂土質(zhì)具體依照?qǐng)鐾馔恋那闆r而確定。

五、結(jié)論與建議

（一）主要結(jié)論

（1）淡水養(yǎng)殖池塘塘基土具有地域差異性。根據(jù)調(diào)研結(jié)果可知，同樣為人工填土、黏性土或粉土，我國南方地區(qū)的典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水池塘的土質(zhì)中含有較多的有機(jī)質(zhì)成分，如植物的根莖、腐殖質(zhì)及水生生物遺骸等。同時(shí)南方地區(qū)的典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水池塘土層中的填土、黏土或粉土中的含水量一般較高。與北方地區(qū)典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水池塘的同類土質(zhì)相比，一般具有較濕較軟，壓縮性較高，強(qiáng)度低等特性。其中的黏性土多屬于軟土中的淤泥質(zhì)黏土，且分布較廣。

（2）淡水養(yǎng)殖池塘的土質(zhì)情況與池塘的建造方法密切相關(guān)。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研可知，按照全開挖、半挖半填和全回填的方法建造的池塘，土質(zhì)情況亦有所不同。這主要是因?yàn)槌靥恋慕^對(duì)標(biāo)高不同，其所在的土層位置也有所不同。采用半挖半填法建成的池塘，池底與池埂土質(zhì)情況基本相同，一般同為表層填土。若填土層厚度較小，則池埂為填土和黏性土或粉土的混合土，池底為黏性土或粉土；全開挖方法建成的池塘，其土層特點(diǎn)基本與半挖半填池塘相同，池埂部分的土質(zhì)是按照原土層順序進(jìn)行排列的，即上層為填土或耕作土，下層則為黏性土或粉土，池底則與池埂最下面的土層相同；采用全回填的池塘，池底由于沒有過多的擾動(dòng)，故池底就是表層填土或耕作土，而池埂土質(zhì)具體依照?qǐng)鐾馔恋那闆r而確定。

（二）下一步研究建議

（1）根據(jù)不同土質(zhì)情況進(jìn)一步考慮池塘所采用的防滲措施。通過調(diào)研，我們初步確定了池塘基土一般由填土或耕作土與淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等軟土組成，故在下一階段的課題研究中，我們可以針對(duì)填土和軟土這兩種土質(zhì)的防滲措施進(jìn)行研究，也可以研究出一種通用的防滲方法，使防滲工程具有更強(qiáng)的適用性。

（2）結(jié)合不同地區(qū)的土質(zhì)特點(diǎn)對(duì)池塘設(shè)計(jì)方面進(jìn)行更加深入的研究。通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)南方典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水養(yǎng)殖池塘的土質(zhì)一般較為濕軟，廣泛分布有軟土土質(zhì)；而北方典型水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)淡水養(yǎng)殖池塘的土質(zhì)較為干燥，土質(zhì)一般更為穩(wěn)定。故我們可以針對(duì)這兩類地區(qū)土的工程特性對(duì)相應(yīng)池塘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如放坡坡比、護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式、防凍漲措施等進(jìn)行更加深入的研究。

專項(xiàng)名稱：淡水池塘工程化改造與環(huán)境修復(fù)技術(shù)研究與示范

作者單位：中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)工程研究所