鹽漬化對(duì)土性質(zhì)的影響及其危害

謝瀟 李瑞

摘 ?要：土壤中的鹽分會(huì)對(duì)土的物理化學(xué)及工程性質(zhì)產(chǎn)生重要的影響，甚至對(duì)工程建設(shè)造成巨大的危害?；谖墨I(xiàn)調(diào)研和分析，綜述了在鹽漬土的物理化學(xué)及工程性質(zhì)方面的研究進(jìn)展，并介紹了鹽漬土對(duì)與其相關(guān)的工程的危害及機(jī)理，對(duì)鹽漬土工程領(lǐng)域中需要進(jìn)一步研究的問題進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：鹽漬土;性質(zhì);工程危害

中圖分類號(hào)：TU448 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）28-0050-02

Abstract： The salt in the soil will have an important impact on the physical， chemistry and engineering properties of the soil， and even cause great harm to the related engineering construction. Based on literature review and analysis， the research progress in the physical and chemical properties and engineering properties of saline soil was reviewed in this article， and the engineering hazards and mechanisms of saline soil related to them are introduced. Also， what needs to be further studied in the field of saline soil engineering is prospected.

Keywords： saline soil; characteristic; engineering hazard

1 概述

鹽漬土或稱鹽堿土，指一定程度鹽化或堿化的土。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，一般可溶鹽含量大于2%的土即可被定義為鹽漬土，超過這一含量即會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利的影響。而在工程領(lǐng)域，公路[1]和鐵路工程[2]中分別界定鹽漬土的標(biāo)準(zhǔn)為可溶鹽含量大于0.3%和0.5%。超過這一含量將可能會(huì)引起由于土體工程性質(zhì)改變而產(chǎn)生的工程危害。我國(guó)鹽漬土的分布范圍廣、面積大，并且還有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。主要分布的區(qū)域是干旱、半干旱的內(nèi)陸地區(qū)和濱海地區(qū)。其鹽漬化問題制約著干旱區(qū)可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的改善。

2 鹽漬土的形成

鹽漬土的形成與地區(qū)的氣候、降雨、地形地貌特征及水文地質(zhì)條件等自然因素密切相關(guān)，同時(shí)，水利工程、農(nóng)田灌溉等人類活動(dòng)也會(huì)造成土壤含鹽量增大從而形成鹽漬土。總的來說鹽漬土的形成主要與以下特征有關(guān)。

海水。濱海地區(qū)鹽漬土的形成主要由這一原因造成。由于浪潮的侵襲、海面颶風(fēng)等方式，經(jīng)蒸發(fā)、鹽分析出等過程，在海水的浸漬下形成鹽漬土。并且在這些地區(qū)，沿岸地區(qū)地下水也受到海水的補(bǔ)給而含有較多鹽分，隨著蒸發(fā)作用的進(jìn)行，由于毛細(xì)作用，鹽分會(huì)隨毛細(xì)水上升并積聚，使得土壤鹽分含量增大。

干旱的氣候條件。我國(guó)內(nèi)陸的干旱和半干旱地區(qū)，氣候干燥，降雨少，蒸發(fā)積聚作用強(qiáng)烈，極易使鹽分在土壤表層積聚，且由于干旱的氣候條件，鹽分很難發(fā)生淋溶脫離[3]。

水文地質(zhì)條件。含鹽的地表水和地下水是是鹽漬土形成的兩個(gè)主要原因。在干旱地區(qū)，由于降雨等形成的地表徑流，若其中鹽分含量較大，在蒸發(fā)的作用下有一部分會(huì)積聚于地表。同時(shí)，由于干旱地區(qū)蒸發(fā)強(qiáng)烈，含鹽的地下水在毛細(xì)作用下會(huì)隨毛細(xì)水析出，在土壤中積聚[4]。

土體母質(zhì)性質(zhì)。鹽漬土的形成與土本身母質(zhì)的性質(zhì)密切相關(guān)，因?yàn)橥馏w母質(zhì)是土體礦物質(zhì)組分主要來源。含鹽地層經(jīng)風(fēng)化過程釋放的大量鹽分是某些地區(qū)土壤鹽分的主要來源之一。

人類活動(dòng)。如過量人為灌溉、采用高礦化度水灌溉等，惡化地區(qū)的水文地質(zhì)條件，會(huì)造成土壤的次生鹽漬化。

3 鹽漬化對(duì)土性質(zhì)的影響

與一般的土不同，鹽漬土的性質(zhì)除與其三項(xiàng)組成有關(guān)外，還受到其中鹽分含量、種類的影響，從而導(dǎo)致了其復(fù)雜多變的性質(zhì)。鹽漬化會(huì)對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)產(chǎn)生很大的影響。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鹽漬土的工程性質(zhì)開展了很多研究。這些研究表明，鹽漬土的鹽分含量及類型對(duì)與土的壓縮性[5]、抗剪強(qiáng)度[6]、液塑限[7-8]、滲透系數(shù)[9]等密切相關(guān)。一般認(rèn)為，鹽分的存在會(huì)對(duì)土的顆粒粒徑產(chǎn)生影響，從而使界限含水率發(fā)生變化[8]。已有學(xué)者[10]通過掃描電鏡證實(shí)了隨著鹽分增加土中顆粒發(fā)生變化的現(xiàn)象。土中鹽分含量的增大，一方面會(huì)使土顆粒發(fā)生明顯聚集，大孔隙被聚集而成的大顆粒阻塞，另一方面孔隙溶液的濃度提高，粘滯性增大，從而影響水的入滲。土中的鹽分含量影響著土的結(jié)構(gòu)，從而也對(duì)土的抗剪強(qiáng)度及壓縮性產(chǎn)生影響。研究表明[11]，隨著可溶鹽濃度增加，土的粘聚力下降，內(nèi)摩擦角略有上升，抗剪強(qiáng)度增大。

4 鹽漬土的危害

鹽漬土不同于常規(guī)的土類，在其三相組成中，固相除土顆粒之外還會(huì)有難溶鹽或者易溶鹽的結(jié)晶，液相則為鹽溶液。在土壤水分含量、溫濕度等條件發(fā)生變化時(shí)，鹽漬土土體中的易溶鹽會(huì)發(fā)生溶解、結(jié)晶、沉積等一系列的變化[12]，從而產(chǎn)生鹽脹、溶陷等，對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生很大的危害，同時(shí)鹽漬土地基也對(duì)基礎(chǔ)及其下的建構(gòu)筑物具腐蝕性。概括而言鹽漬土的工程危害包括溶陷、鹽脹及腐蝕三個(gè)方面。

首先鹽漬土浸水后，土中的可溶鹽會(huì)被溶解而流失，從而造成土體結(jié)構(gòu)急劇破壞，強(qiáng)度迅速降低。鹽漬土地基不均勻的浸水會(huì)使地基產(chǎn)生不均勻沉降，對(duì)其上建構(gòu)筑物產(chǎn)生很大危害，同時(shí)也會(huì)對(duì)地下的管道等設(shè)施造成不利影響。鹽漬土路基的溶陷會(huì)使得路基及路面出現(xiàn)塌陷甚至孔洞，帶來極大的安全隱患。

其次，含硫酸鹽及亞硫酸鹽的鹽漬土，在溫濕度變化時(shí)會(huì)發(fā)生反復(fù)的膨脹和體縮，破壞土體結(jié)構(gòu)。在晝夜溫差相差較大的地區(qū)，這種變化尤為顯著。例如，位于青海平安縣境內(nèi)的東郊硝灣變電所，鹽脹災(zāi)害反復(fù)發(fā)生，因地基土鹽脹導(dǎo)致基座開裂，被迫遷移重建，損失巨大[13]。

鹽漬土中因?yàn)楹宣}溶液從而會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生腐蝕性，這種危害相當(dāng)普遍。產(chǎn)生腐蝕作用的主要為氯鹽和硫酸鹽。氯鹽主要對(duì)金屬有腐蝕性作用，而硫酸鹽對(duì)混凝土等的腐蝕危害很大。

另外由于鹽漬土特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致土壤肥力降低，營(yíng)養(yǎng)不足，物理性狀不良，不適宜大多數(shù)作物的生長(zhǎng)，影響作物產(chǎn)量，已經(jīng)嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

5 結(jié)束語

我國(guó)鹽漬土的分布范圍廣，鹽漬土?xí)?duì)人類活動(dòng)如公路建設(shè)、農(nóng)業(yè)工程等產(chǎn)生很多不利的影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展特別是西部大開發(fā)戰(zhàn)略的持續(xù)實(shí)施，越來越多的公路工程、鐵路工程等面臨著土壤的鹽漬化問題，然而目前對(duì)鹽漬土的認(rèn)識(shí)還有待進(jìn)一步深入。研究土壤中水、鹽、應(yīng)力等之間的相互作用規(guī)律，探討鹽漬土危害發(fā)生的機(jī)理并探索有效的鹽漬土地區(qū)災(zāi)害防治措施意義重大。

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