半濕潤(rùn)氣候下填海造陸區(qū)水鹽運(yùn)移機(jī)制研究.pdf

1、博士學(xué)位論文半濕潤(rùn)氣候下填海造陸區(qū)水鹽運(yùn)移機(jī)制研究S t u d y o n t h em e c h a n i s m o f s o i lw a t e r a n d s a l tm i g r a t i o no f l a n dr e c l a m a t i o n r e g i o n s i ns e m i ·h u m i d c l i m a t e學(xué) 11 0 0 6 0 2 1完成日期

2、： 2 Q ! 魚! Q 2大連理工大學(xué)D a l i a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘 要沿海地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到土地不足的限制，填海造地成為普遍現(xiàn)象。由于受到海水入侵、地下水位波動(dòng)等影響，土壤鹽漬化、地下結(jié)構(gòu)物易腐蝕等一系列生態(tài)與環(huán)境問題在填海造陸區(qū)也逐漸顯現(xiàn)。如不及時(shí)控制，其危害將日益嚴(yán)重，進(jìn)而影響著相應(yīng)地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。中國(guó)北方沿海地區(qū)的降雨

3、量遠(yuǎn)小于蒸發(fā)量，此類問題更為突出。本文以維護(hù)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，重點(diǎn)研究填海造陸區(qū)的土壤鹽分分布與變化。通過廣泛對(duì)比填海造陸工程的成陸方式和土體結(jié)構(gòu)，明確了人工填土的理化性狀和區(qū)域分布特征。在對(duì)典型填海造陸區(qū)水鹽狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)、模擬和分析的基礎(chǔ)上，探索了潛水蒸發(fā)和降雨淋洗過程和機(jī)制，剖析實(shí)際環(huán)境中潛水蒸發(fā)與地表積鹽現(xiàn)象的內(nèi)在關(guān)系，分析了淡水滲透和潛水蒸發(fā)共同作用下的水鹽運(yùn)動(dòng)過程。以半濕潤(rùn)氣候下的填海造陸區(qū)為對(duì)象，系統(tǒng)地進(jìn)行水鹽代

4、謝分析，研究維持良性水鹽代謝過程的自然或半自然化保護(hù)措施。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：( 1 ) 針對(duì)半濕潤(rùn)氣候下的填海造陸工程進(jìn)行分類調(diào)查，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)填海工程的成陸方式、土壤性狀以及土體結(jié)構(gòu)受到地理環(huán)境的影響顯著。其中，低山丘陵區(qū)以拋石填海工程為主，填土類型為壓實(shí)填土；河口沖積平原以吹沙填海為主，填土類型為吹填土。盡管兩者在土體結(jié)構(gòu)方面存在相似性，但其土壤理化性質(zhì)存在顯著差異。吹填土的初始含鹽量高且土壤質(zhì)地粘重，容易形成氯化鈉型鹽漬土；

5、壓實(shí)填土的厚度大和下粗上細(xì)的“倒漏斗”結(jié)構(gòu)使得拋石填海區(qū)下層的連通性較好，對(duì)預(yù)防地下水引起的土壤鹽漬化問題更具有優(yōu)勢(shì)。( 2 ) 選擇大連市凌水灣填海區(qū)作為研究對(duì)象，研究半濕潤(rùn)氣候下填海造陸區(qū)土壤鹽漬化的形成機(jī)制。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和定期取樣分析手段，結(jié)合環(huán)境要素的季節(jié)性變化規(guī)律，分析土壤鹽分的來源和離子遷移的驅(qū)動(dòng)力所在。結(jié)果表明，填海初期表層的鹽分主要來自上層填土，且受雨水的影響明顯。地下水中的鹽分在夏末水位抬升時(shí)進(jìn)入潛水蒸發(fā)深度內(nèi)，之后在

6、蒸發(fā)作用下上升至地表。地表鹽分在降雨徑流作用下，匯集于地勢(shì)低洼處。離子的遷移速率受所帶電荷及其化學(xué)性質(zhì)的影響，同時(shí)離子遷移也改變著土壤環(huán)境。伴隨著鹽分遷移過程，陽離子的化學(xué)反應(yīng)過程可劃分為氧化物階段、碳酸鹽階段、離子交換階段、飽和結(jié)晶階段，而陽離子交換是填海初期最主要的離子反應(yīng)。( 3 ) 針對(duì)季節(jié)性降雨引起的地下水位間歇性抬升現(xiàn)象，以填海造陸區(qū)抬升區(qū)的壓實(shí)填土和種植土為對(duì)象，模擬了持續(xù)蒸發(fā)、穩(wěn)定滲流以及側(cè)向壤中流遭遇弱透水層等狀態(tài)下的