沿海吹填造陸中填泥類型對地下水腐蝕性影響

秦 忠 強(qiáng)

(天津生態(tài)城投資開發(fā)有限公司，天津 300467)

1 研究區(qū)地層分布

天津中新生態(tài)城和天津濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)都隸屬于天津濱海新區(qū)。天津濱海新區(qū)起步于天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。1984年8月天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會正式成立，全面負(fù)責(zé)開發(fā)區(qū)的各項籌備建設(shè)管理工作。建設(shè)用地在原有鹽田填土，城市豎向滿足風(fēng)暴潮和防洪要求，隨著土地開發(fā)，下墊面由鹽田發(fā)展為建筑屋面和綠地，水系及濕地等均保留下來，僅天津航道局就在新區(qū)吹填造地70 km2，包括天津港主要港區(qū)以及開發(fā)區(qū)、保稅區(qū)等諸多優(yōu)勢地塊均是由該局利用航道疏浚土填筑而成。

人工填土層：本層土為人工堆積而成，土性為素填土，該層厚度0.90 m～2.50 m，層頂標(biāo)高3.37 m～3.46 m。素填土：松散～軟塑狀態(tài)，夾少量磚屑、石子等物。第Ⅰ陸相層：本層土為陸相沉積，該層厚度2.10 m～2.20 m，層頂標(biāo)高0.89 m～2.42 m。主要由粉質(zhì)黏土為主。向東北方向缺失。粉質(zhì)黏土：軟塑狀態(tài)，具少量銹染，局部夾黏土薄層，中壓縮性。第Ⅰ海相層：本層土為淺海相沉積，厚度16.00 m～17.00 m，層頂標(biāo)高0.31 m～0.32 m。主要由粉土、粉質(zhì)黏土組成，可分為3個亞層。粉土：灰色，稍密狀態(tài)，含腐殖質(zhì)、貝殼，中壓縮性。多夾粉質(zhì)黏土透鏡體。粉質(zhì)黏土：灰色，軟塑狀態(tài)，含腐殖質(zhì)、貝殼，中～高壓縮性。粉土：灰色，稍密狀態(tài)，含有機(jī)質(zhì)、大量貝殼，局部夾粉砂及粉質(zhì)黏土薄層，中壓縮性。第Ⅱ陸相沼澤相沉積：粉質(zhì)黏土、黏土，厚度0.50 m～0.90 m，淺灰、灰黃色，多軟塑～可塑，含腐殖質(zhì)、云母、有機(jī)質(zhì)、鐵質(zhì)、貝殼、有機(jī)質(zhì)，中壓縮性。

2 研究區(qū)地下水概況

淺層地下水為孔隙潛水，主要賦存于第 Ⅰ 海相層及以上土層中，受大氣降水及河水補(bǔ)給，主要以蒸發(fā)的形式排泄。地下水靜止水位埋深0.40 m～5.00 m，相當(dāng)于標(biāo)高0.03 m～2.02 m。天津地區(qū)地下水位年變化幅度平均在0.50 m～1.00 m，水位變化受大氣降水影響顯著，高水位出現(xiàn)在雨季后期的9月，低水位出現(xiàn)在干旱少雨的4月～5月。

3 不同填泥類型對地下水腐蝕性的影響

在天津中新生態(tài)城分別選取有代表性的場地，取潛水水樣和土樣進(jìn)行分析，每個地點取樣3組；天津濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的水樣和土樣測試數(shù)據(jù)來自李鳳憲等(2015)文獻(xiàn)[2]。分析結(jié)果和腐蝕性見表1,表2。

表1 天津中新生態(tài)城潛水主要離子含量及腐蝕性評價表

由表1可以看出，天津中新生態(tài)城潛水不同取樣點間主要離子含量有差異，這與2008年填入永定新河淤泥前的土地利用狀況有關(guān)，原有的鹽場、養(yǎng)殖池等礦化度高，相應(yīng)的離子含量高一些。對于同一采樣點，潛水的離子含量和總礦化度通常高于地基土。天津中新生態(tài)城各采樣點潛水和地基土對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性從微、弱、到中等和強(qiáng)都有，但以弱和中等等級的比例較高。

由表2可以看出，天津濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)不同取樣點間主要離子含量有差異，這同樣與海泥吹填前的土地利用狀況有關(guān)[3]。對于同一采樣點，潛水的離子含量和總礦化度通常高于地基土。天津濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)各采樣點潛水和地基土對混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性從微、弱到中等和強(qiáng)都有，但以中等和強(qiáng)等級的比例較高。

表2 天津濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)潛水主要離子含量及腐蝕性評價表

表3 天津中新生態(tài)城和天津濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)潛水、地基土部分離子含量比較

造成這種差異的主要因素是吹填時采用的填充物不同。2008年天津中新生態(tài)城啟動土地平整工程，利用天津市水務(wù)局清淤永定新河河道的有利時機(jī)，直接將河道淤泥吹填至漢北路以西、薊運河閘附近水坑，吹填土方約2 170萬m3，平整土地約15 km2。永定新河是人工挖掘的泄洪通道，河道淤泥雖然受到海潮上涌影響，但自然降水帶來的地表徑流帶走了很多鹽分，所以淤泥含鹽量很低，這就使吹填區(qū)地下水的鹽分相對較少。而天津濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)則是利用天津港巷道疏浚海泥吹填，鹽分含量高，直接造成了地下水鹽分含量較高。

4 結(jié)語

沿海地區(qū)土壤鹽漬化嚴(yán)重，對工程建設(shè)、植被綠化等造成困境[5]。為了減輕鹽漬化，減輕地下水和土壤對混凝土結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部鋼筋的腐蝕性，可以考慮選用合適的吹填材料[6]。本文首次考察了河底淤泥作為吹填材料的可行性，研究結(jié)果表明，河底淤泥替代海泥進(jìn)行吹填，能有效降低地下水鹽類離子含量，從而減輕地下水和土壤的腐蝕性。