劉 洋
(上海市園林設(shè)計(jì)研究總院有限公司,上海 200031)
如今,工業(yè)制造業(yè)快速發(fā)展,一些企業(yè)追求眼前經(jīng)濟(jì)利益,不惜破壞自然資源和生態(tài)環(huán)境,將河流“變革”成生活污水、工業(yè)廢水的“集散中心”。與此同時(shí),大多數(shù)城市規(guī)劃和發(fā)展是與江河緊密聯(lián)系在一起,如何處理城市快速發(fā)展與河流污染問(wèn)題成為一個(gè)城市面臨的首要矛盾。
“十三五”水利改革和發(fā)展計(jì)劃中提出,堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力,以江河流域系統(tǒng)整治和水生態(tài)保護(hù)修復(fù)為著力點(diǎn),把山水林田湖作為一個(gè)生命共同體,大力推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)[1]。在國(guó)家倡導(dǎo)“海綿城市”與江河綜合治理的大背景下,濱水生態(tài)景觀建設(shè)可以有效緩解城市發(fā)展與河流污染矛盾,逐步恢復(fù)河道的生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)還江河于民、還岸線于民、還景于民。
東營(yíng)市位于山東省東北部黃河以南,與渤海相接,地勢(shì)平坦,自然泄水能力低,且地下水位高,為典型的沖擊平原[2]。在黃河泥沙沖擊、雨水侵蝕與地表徑流共通作用下,形成了“獨(dú)具特色”鹽堿地。土壤鹽堿程度高,自然生態(tài)系統(tǒng)脆弱,適宜生長(zhǎng)的植被很少,特別是根系發(fā)達(dá)的喬木難以生長(zhǎng),在植物的選擇上受到嚴(yán)重限制,因此植物的景觀效果難以保證。鹽堿地對(duì)園林植物的影響主要是土壤中的鹽分毒害植物根系,破壞植物根系使其喪失吸收功能,進(jìn)而造成植物生長(zhǎng)不良或死亡[3]。如何從根本上解決鹽堿土對(duì)植物選種和生長(zhǎng)發(fā)育的影響,已經(jīng)是鹽堿地區(qū)濱水園林景觀項(xiàng)目面臨一個(gè)重要的問(wèn)題。
利三溝水系全長(zhǎng)4950m,是一條南北走向的城市河道,流經(jīng)東營(yíng)市主城區(qū),穿越數(shù)條城市主干道,河道周邊有山東省東營(yíng)市政府、東營(yíng)市人民醫(yī)院、東營(yíng)市實(shí)驗(yàn)小學(xué)和藍(lán)海御華酒店等。河道中淤泥沉積,水體污染嚴(yán)重,鹽堿含量超標(biāo),植物品種單一,嚴(yán)重影響城市的防洪功能和生態(tài)環(huán)境。利三溝水系完善工程被分成四個(gè)標(biāo)段(沂州路至膠州路、膠州路至府前大街、府前大街至南一路和南一路至濰河路)??傉嫉孛娣e為909150m2,水系面積為186969m2,景觀設(shè)計(jì)面積為722181m2。
土壤鹽堿化形成是生態(tài)環(huán)境惡化的產(chǎn)物,這不僅與地理位置和氣候環(huán)境有關(guān),而且還與局部的水文條件、土壤環(huán)境和石油開(kāi)采有著密不可分的關(guān)系。鹽堿化的土壤可溶性鹽含鹽量比較高,對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育直接造成抑制作用。在土壤層20cm厚度內(nèi)土壤可溶性鹽的含鹽量大于0.1%的土壤稱(chēng)為鹽堿土。鹽堿土又分為鹽化土和堿化土兩大類(lèi)別,鹽化土以含氯化鈉和硫酸鈉為主,堿化土以交換性鈉離子和碳酸鹽為主。其中,鹽化土又被分為鹽土、漠境鹽土、酸性硫酸鹽土、寒原鹽土和濱海鹽土等土類(lèi)[4]。根據(jù)第二次全國(guó)土壤普查數(shù)據(jù)顯示,山東省的鹽堿土主要類(lèi)型包括濱海鹽土、沼澤鹽土和潮鹽土,其中東營(yíng)市為山東省濱海鹽土的主要分布區(qū)域[5]。
鹽堿地形成是土壤、水分、鹽分等在特定的環(huán)境與人為活動(dòng)下形成的產(chǎn)物,最根本原因是多種可溶性鹽離子在土壤水平和豎直兩個(gè)方向重新分配,從而使得鹽分不斷地向土壤表層堆積。其中,東營(yíng)地區(qū)濱海鹽土是由黃河入??谀嗌吵练e而成的土壤,其形成的過(guò)程可分為兩個(gè)階段:首先,含有大量可溶性鹽離子的海水,不斷地“侵蝕”周?chē)g岸的土壤,使得鹽離子在土壤中重新分配;其次,隨著鹽離子不斷分配,土壤中開(kāi)始出現(xiàn)析出鹽類(lèi)晶體,最終被“侵蝕”的土壤發(fā)育成濱海鹽土。
東營(yíng)市自然泄水能力低,在受到海風(fēng)、潮汐和海水侵蝕的影響下,土壤與地下水中的鹽分組成和海水中基本相同,均以氯化物為主導(dǎo),為典型濱海鹽土特征。在地勢(shì)上,沿黃河走向自西南向東北傾斜,由于地勢(shì)的高低影響著地表水和地下水徑流,進(jìn)而造成土壤中鹽分由西南側(cè)向東北側(cè)轉(zhuǎn)移和堆積。
東營(yíng)地區(qū)春秋兩季干旱多風(fēng),降水量少,土壤中水分的蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量,由于水分大量蒸發(fā)使得深層土壤中可溶性鹽被帶入上層土壤中,導(dǎo)致土壤鹽堿化。土壤水分的蒸發(fā)為鹽堿地的形成提供了必要的條件,這是引起土壤積鹽的主要原因之一;夏季炎熱多雨,大量雨水流入土壤,經(jīng)過(guò)雨水的沖刷會(huì)使得土壤暫時(shí)產(chǎn)生季節(jié)性脫鹽現(xiàn)象;冬季干冷,雨雪稀少,多刮北風(fēng)、西北風(fēng),渤海灣中的鹽分會(huì)隨著季風(fēng)吹落至土壤表層,再次引起土壤的鹽堿化。
在黃河入??谌侵薜貛В貏?shì)平坦,自然泄水能力低,且地下水位高,鹽堿土中鹽分主要是通過(guò)水分的蒸騰作用將地下水中的鹽離子帶入到土壤中,土壤的鹽堿化程度與地下常水位的高低有直接關(guān)系。地下常水位越淺,地下水越容易通過(guò)蒸騰作用和土壤的毛細(xì)管將鹽離子帶入地表,從而引起土壤的鹽堿化[6]。其次,濱水景觀兩側(cè)綠地駁岸,水體不斷地向駁岸兩側(cè)滲透,使得土壤中地下水位升高,最終兩側(cè)駁岸土壤鹽分開(kāi)始堆積。
東營(yíng)市綠地發(fā)展過(guò)程是一個(gè)篩選耐鹽堿、耐干旱瘠薄等特點(diǎn)的樹(shù)種過(guò)程,也是土壤鹽堿化改良的過(guò)程。在現(xiàn)今的鹽堿地治理過(guò)程中,通常采用的技術(shù)手段是將堿土夯實(shí)后鋪筑碎石,在其中直接放入盲管,再將盲管與排水管相連,最后回填客土。但是,此種方法在后期使用過(guò)程中如果發(fā)生過(guò)度灌溉或暴雨的情況,一旦不能及時(shí)有效組織排水,便會(huì)引發(fā)客土的鹽堿化。如果地下水位過(guò)高,地下堿水的蒸騰作用會(huì)將鹽堿離子帶入到客土層,也會(huì)引起客土的二次鹽堿化。此外,放置在碎石中的盲管也可能被堿水所帶入的泥沙等物質(zhì)堵塞,而影響盲管的排堿水效果。
在本項(xiàng)目中,鹽堿地濱水景觀土質(zhì)改良技術(shù)是在傳統(tǒng)鹽堿地土質(zhì)改良方法基礎(chǔ)之上,分析解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,結(jié)合利三溝水系完善工程濱水景觀自身特點(diǎn),經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和改進(jìn),將傳統(tǒng)物理與生物改良技術(shù)有機(jī)結(jié)合,逐步形成以客土、秸稈、牛糞和暗管排鹽相結(jié)合的工程處理方式,是一個(gè)較為完善的鹽堿地土質(zhì)改良體系,最終成為東營(yíng)市園林景觀鹽堿地土質(zhì)改良廣泛應(yīng)用的施工方法[7]。
工程在鹽堿地土質(zhì)改良施工中主要采取的關(guān)鍵技術(shù)措施為:首先,在原土層上開(kāi)挖深度不小于1.2m基槽,在基槽底部鋪設(shè)15cm山皮土層,其中山皮土粒徑0.4~0.8cm為宜。其次,在山皮土層上鋪設(shè)40cm中砂層,在其中鋪設(shè)管徑為110mm的曲紋網(wǎng)狀聚乙烯PE硬式透水管,在排水方向上坡度為0.5%~1%,橫向布置間距8~10m為宜,縱向上呈“W”字型雙側(cè)布置,透水管距中砂層邊界不小于10cm;在透水管外表面均纏繞有兩層棕皮用鍍鋅鐵絲綁扎,棕皮的搭接部位交錯(cuò)布置,搭接尺寸不小于15cm,鍍鋅鐵絲綁扎的間隔為1m;透水管通過(guò)排水管與檢查井相連,排水管每間隔30~50m所在區(qū)段最低點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)檢查井。最后,在中砂層上依次鋪設(shè)20cm厚混合料堿土隔離層、400~600g/m2的短纖維土工布層和厚度不小于1.5m客土層,其中混合料堿土隔離層是由粒徑為4~6cm的碎石、粒徑為1~3cm的秸稈顆粒和牛糞,按照3∶2∶1拌合比制成,如圖1所示。
通過(guò)采用客土、秸稈、牛糞和暗管排鹽相結(jié)合的土壤治理結(jié)構(gòu),降低土壤pH值、EC值和有機(jī)質(zhì)等,見(jiàn)表1。同時(shí),其含有豐富的微生物和有機(jī)肥料,可以改良土壤的微環(huán)境,為植物生長(zhǎng)提供所需的養(yǎng)料,也解決了高鹽堿土壤地區(qū)地下反堿問(wèn)題,為植物生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境。透水管縱向上呈“W”字型雙側(cè)布置,這樣的布置可以在發(fā)生瞬時(shí)大水流時(shí)使水從上層流下來(lái),更高效地將水滲透到透水管中,將水排出。緩解因排水不及時(shí),而造成雨水下滲至基槽底部問(wèn)題。
圖1 鹽堿地土質(zhì)改良技術(shù)示意圖
取樣點(diǎn)取樣時(shí)間pH值全鹽量/%是否改良1#2#3#4#2017.3.178.390.46否2018.3.177.660.09是加(+)減(-)-0.73-0.372017.3.178.090.38否2018.3.177.580.07是加(+)減(-)-0.51-0.312017.3.177.970.27否2018.3.177.530.05是加(+)減(-)-0.44-0.222017.3.178.170.43否2018.3.177.630.1是加(+)減(-)-0.54-0.33
鹽堿地濱水景觀土質(zhì)改良是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)治理工程,種類(lèi)繁多,有很強(qiáng)的地域性,通過(guò)對(duì)東營(yíng)地區(qū)地理位置、氣候環(huán)境和地下常水位的分析,以及對(duì)周邊縣市的考察,東營(yíng)利三溝水系完善工程采用了客土、秸稈、牛糞和暗管排鹽相結(jié)合的工程處理方式,就地取材來(lái)改良鹽堿土,從而降低改良成本。同時(shí),通過(guò)對(duì)鹽堿地土壤的改良,突破植物選種和生長(zhǎng)發(fā)育的限制,使其達(dá)到良好的景觀效果。