我国典型水产养殖区土质现状及研究分析

文/杨光　张孝华

我国典型水产养殖区土质现状及研究分析

文/杨光张孝华

淡水养殖池塘塘基土具有地域差异性。我国南方地区的典型水产养殖区淡水池塘的土质中含有较多的有机质成分，土层中的填土、黏土或粉土中的含水量一般较高。北方地区典型水产养殖区淡水池塘一般具有较湿较软、压缩性较高、强度低等特性，其中的黏性土多属于软土中的淤泥质黏土，且分布较广。

一、调研背景

我国淡水养殖池塘多建设于上世纪七、八十年代，目前多存在坍塌渗漏现象。要提高养殖效益，做好基础设施建设是根本保障，要推进渔业进一步发展，必须对目前的老旧池塘进行合理的改造。然而我国目前在池塘规范化建设方面缺乏必要的基础研究，池塘设计多采用其他行业的标准。为了推进池塘养殖基础设施建设标准研究，国家于2012年下达了公益性行业（农业）科研专项项目——《池塘设施工程化构建工艺技术研究与应用》。

根据该课题的任务要求，中国水产科学研究院渔业工程研究所课题组对一些典型水产养殖区池塘开展了文献调研，初步总结出我国各典型水产养殖区土质的一些特点；随后对福建福鼎、黑龙江、新疆地以及上海、无锡、江阴等典型水产养殖区展开实地调研，以进一步验证和补充文献调研的数据资料。最终得出我国各典型水产养殖区池塘土质的分析结论，为今后池塘工程设计提供设计依据。

二、总体思路

参考现行岩土工程相关规范，以文献调研过程中所收集的各种案例为基础，初步确定池塘可能遇到的土质类别，进而通过实地调研对之前初步的结论进行验证和补充，最后归纳总结我国典型水产养殖区池塘塘基主要的土质情况。

根据《岩土工程勘察规范》，土可按地质成因、沉积时代、颗粒级配和塑性指数以及工程特性进行分类。其中按地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土、风积土等类型；按沉积时代可分为老沉积土、新近沉积土；按颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土；按工程特性特殊性岩土可分为湿陷性土、红黏土、软土（包括淤泥和淤泥质土）、冻土、膨胀土、盐渍土、混合土、填土和污染土。在池塘工程设计及建造方面，主要应用的是对土按颗粒级配和塑性指数以及按工程特性进行分类，从而对一些工程参数进行定量、定性的工作。

三、文献调查结果

以下是本次调研总结的以往做过的各典型水产养殖区项目的一些土质概况：见表1。

根据文献调查结果可知，各典型水产养殖区淡水池塘土质若按颗粒级配和塑性指数进行分类，一般由人工填土、黏性土、粉土、砂土等组成。若根据工程特性进行区分，一般存在有填土和软土这两种特殊性岩土。人工填土或填土在土层结构中的分布范围很广，基本各种地貌表层均有不同程度的分布，厚度变化很大，在老城区有的厚度可达2m～3m。其工程特性和均匀性很复杂，根据其组成和成因，可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土等。对工程的影响大，是许多基础和基坑工程常见的土类之一，也是众多村镇民宅常选用的基础持力层。淡水池塘的土层结构中一般都有此种类型的土质。黏性土为塑性指数大于10的土，可进一步分为黏土、粉质黏土，其状态根据液性指数可分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。粉土为介于砂土与黏性土之间，为塑性指数小于或等于10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。软土在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成。一般具有触变性、流变性、高压缩性、低强度、低渗透性和不均匀性等工程性质。池塘工程中的淤泥质土、淤泥等一般均属于此种类型的土壤。

表1　

我国南方地区典型水产养殖区的淡水池塘，由于气候及环境因素，广泛分布有淤泥质土、淤泥等软土。而土层中的填土、黏性土、粉土等土质，由于池塘基土中有机质含量较北方地区更为丰富，土壤中的含水率较大，使南方地区池塘基土中的同类土质更湿更软，具有更高的压缩性，强度、均匀性及稳定性都有所降低。

四、实地调研

（一）东海水产研究所福建福鼎研究中心

图1　调研时现场拍摄的照片

位于福建省福鼎市佳阳乡。池塘为配置少量钢筋的混凝土护坡钢筋混凝土底板池塘，所用塘基土为场地内自有回填土。所用回填土主要为素填土，黄褐～灰色，松散，湿，含植物根结构松散。池底部局部含有淤泥质粉质粘土，黑灰色，软塑较湿状态，含腐植质。

（二）黑龙江水产研究所呼兰试验站

图2　现场调研时所拍摄的照片

位于黑龙江省哈尔滨市呼兰河畔。池塘多为混凝土护坡泥底池塘，有少量钢筋混凝土池壁、底板的养殖池塘。所采用塘基土为普通回填土。素填土，黄褐～灰色，松软，表部为耕土，含植物根茎，主要为黏性土，表层含少量碎石土，均匀性及稳定性差。池塘底部土质一般为粉土，在场地内大部分布，黄褐色，稍密状态，干强度低，韧性低，中～高压缩性。

（三）鲟鱼繁育技术工程中心

图3　鲟鱼繁育技术工程中心暂未放水池塘

位于北京市房山区十渡镇。经现场调研得知，鲟鱼繁育技术工程中心池塘均为配少量钢筋的混凝土护坡泥底池塘。所采用塘基土为场地内表层淤泥质粉质粘土。呈黑色～灰黑色，下部为稍密状粉土，软塑很湿状态，含腐殖质，干强度和韧性中～低，中等压缩性。该层土于表层普遍分布。

（四）鄱阳湖渔业研究中心基地

位于江西省南昌市南昌县黄马乡。池塘均为砖砌池壁泥底池塘。所采用基土为普通回填土，主要为耕土，全场分布，褐色，松散，以粘性土为主，含植物根茎。局部分布粘土，褐黄色，可塑很湿状态，干强度、韧性高，土质均匀。

（五）上海、江阴、无锡

图6　专家正就上海某池塘土质情况进行调研

上海茅岗基地池塘，护坡由预制混凝土板沿池梗铺砌而成，池底为泥底。所采用基土为现场回填土。回填土主要为素填土（耕植土），灰色，湿～饱和，多为淤泥质粉质粘土，少为淤泥层，流塑，高灵敏，触变性强，含大量植物根茎。

图7　江阴某生态养殖池塘

江阴水产技术推广站养殖基地生态养殖池塘，池梗、池底均为现场回填土回填而成。回填土主要为耕土，全场分布，褐色，松散，以粘性土为主，含植物根茎。下层为粘土，全场分布，池塘中池底均有揭露，褐黄色，软塑，干强度、韧性高，切面有光泽，土质均匀。

图8　无锡某水产养殖池塘

无锡淡水渔业中心南泉基地，池梗、池底均为现场回填土回填而成。回填土主要为素填土，为耕作层，池塘内及地表存在大量芦苇，土层松软，孔隙发育，植物根密集。下层为淤泥质粉质粘土，土黄色，软塑～流塑，饱和，微层理发育，干强度低、韧性低，场区普遍分布，为正常固结土。池梗表面铺有一些碎石。

（六）新疆生产建设兵团169团养殖基地

图9　新疆生产建设兵团169团养殖基地池塘

新疆生产建设兵团农九师169团养殖池塘池梗、池底均为现场回填土回填而成，为土池。回填土是由冲积、洪积成因的土黄、土褐色冲填土组成的耕作土，该层厚度较均匀。下层主要由土黄色粉质粘土、粉细砂薄层组成，呈硬塑～坚硬态，属中等压缩性土。

由于淡水养殖池塘的建造方法不同，在很大程度上会影响池塘的绝对标高，从而使池塘位于的土层有所不同。由于池塘标高、护坡形式各有不同，所以建设方法也各不相同，大致可分为全开挖池塘，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点也来自于场区内的表层土，故这种方法所建成的池塘，池底与池埂土质情况基本相同，一般地区均为表层回填土或耕作土，靠近湖泊、河流或地下水较为丰富的地区则由于长期以来地下水资源较为丰富，有机质积累较多，表层填土较少，主要由填土下的黏性土、粉土组成。而采用全开挖方法建成的池塘，其土层特点基本与半挖半填池塘相同，但由于开挖全部自上而下，池埂土层没有外界干扰，故池埂部分的土质是按照原土层顺序进行排列的，即上层为填土或耕作土，下层则为黏性土或粉土，池底则与池埂最下面的土层相同。采用全回填的池塘，池底由于没有过多的扰动，故池底就是表层填土或耕作土，而池埂土质具体依照场外土的情况而确定。

五、结论与建议

（一）主要结论

（1）淡水养殖池塘塘基土具有地域差异性。根据调研结果可知，同样为人工填土、黏性土或粉土，我国南方地区的典型水产养殖区淡水池塘的土质中含有较多的有机质成分，如植物的根茎、腐殖质及水生生物遗骸等。同时南方地区的典型水产养殖区淡水池塘土层中的填土、黏土或粉土中的含水量一般较高。与北方地区典型水产养殖区淡水池塘的同类土质相比，一般具有较湿较软，压缩性较高，强度低等特性。其中的黏性土多属于软土中的淤泥质黏土，且分布较广。

（2）淡水养殖池塘的土质情况与池塘的建造方法密切相关。根据现场调研可知，按照全开挖、半挖半填和全回填的方法建造的池塘，土质情况亦有所不同。这主要是因为池塘的绝对标高不同，其所在的土层位置也有所不同。采用半挖半填法建成的池塘，池底与池埂土质情况基本相同，一般同为表层填土。若填土层厚度较小，则池埂为填土和黏性土或粉土的混合土，池底为黏性土或粉土；全开挖方法建成的池塘，其土层特点基本与半挖半填池塘相同，池埂部分的土质是按照原土层顺序进行排列的，即上层为填土或耕作土，下层则为黏性土或粉土，池底则与池埂最下面的土层相同；采用全回填的池塘，池底由于没有过多的扰动，故池底就是表层填土或耕作土，而池埂土质具体依照场外土的情况而确定。

（二）下一步研究建议

（1）根据不同土质情况进一步考虑池塘所采用的防渗措施。通过调研，我们初步确定了池塘基土一般由填土或耕作土与淤泥质粉质粘土等软土组成，故在下一阶段的课题研究中，我们可以针对填土和软土这两种土质的防渗措施进行研究，也可以研究出一种通用的防渗方法，使防渗工程具有更强的适用性。

（2）结合不同地区的土质特点对池塘设计方面进行更加深入的研究。通过调研，我们发现南方典型水产养殖区淡水养殖池塘的土质一般较为湿软，广泛分布有软土土质；而北方典型水产养殖区淡水养殖池塘的土质较为干燥，土质一般更为稳定。故我们可以针对这两类地区土的工程特性对相应池塘的结构设计，如放坡坡比、护坡结构形式、防冻涨措施等进行更加深入的研究。

专项名称：淡水池塘工程化改造与环境修复技术研究与示范

作者单位：中国水产科学研究院渔业工程研究所