盐湖区龙居镇赵村盐碱地改良措施分析

2019-11-14 06:17
山西水利 2019年8期
关键词:暗管盐碱排水管

王 朋

(运城市盐湖区水务局,山西 运城 044000)

项目区赵村盐碱地改良工程,位于盐湖区龙居镇以东4km,属暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,夏季炎热多雨,冬季寒冷多风。年平均气温为13.6℃,平均年日照时数为2271h,全年平均无霜期为207d。区域降水年际变化大,季节分配不均匀,多年平均降水量为564mm,最大冻土层深度为0.55m。赵村项目区处在一个半封闭的低洼地带,土质为壤土,毛管水上升速度快,高度高,容易积盐,属于典型的盐碱地,对盐碱地进行改良,提高土壤质地,增加农民收入十分必要。

1 项目区工程地质及水文地质情况

1.1 水文

该区域地下水补充主要为流经项目区的姚暹渠。姚暹渠发源于夏县,流经安邑、运城,绕盐池东侧和北侧至永济入伍姓湖,为季节性河流,是为保护盐池防洪安全而开凿的人工河道,属地上河。

1.2 地质构造及场地地形、地貌

项目区所处地貌单元属冲积平原。项目区内地势平坦,北部略高于南部,高程为371.02~372.20m,最大高差1.18m。

项目区内地处涑水盆地,上部为马兰黄土(Q3eol),属弱含水层。上更新统马兰黄土,是构成黄土梁、峁的主要地层,风积而成,颗粒均匀,浅黄色,柱状节理发育,易形成黄土陡壁,具大孔隙,有湿陷性。下部为丁村组(Q3al),属含水层。上更新统丁村组(Q3al),与下伏地层呈不整合接触,厚度30~50m。

盐湖一带为湖相沉积,岩性主要为黄色、浅黄色粉细砂、中砂与粉土互层,具水平层理,是汾河、黄河三级阶地(高阶地)在陡坎处出露的主要地层,可见清晰剖面,在该层中间位置夹有一层古土壤层S3,单层厚度在2~4m之间。在盐湖一带多为湖相沉积物,底部粉细砂,上部为灰黑色淤泥质粉土、粉质粘土,富含石盐、白钠镁矾、石膏、芒硝等盐类矿产。风积形成,超覆在境内各地貌单元之上,为浅黄色黄土,夹S0、S1、S2古土壤,其中S0为浅褐色,单层厚度一般小于0.5m,、S1为褐色、褐红色,以含有第一层钙质结核为特征,单层厚度1.0~2.5m,S2为浅褐、褐红色,多分为2~3支,其间一般在0.2~1.0之间,厚5~30m不等。涑水河一级阶地区,底部为透镜状浅黄色细中砂或砂砾石,上部为粉细砂、粉土。南部为湖岸拢岗(Q3l),又称四十里岗。岩性主要为黄色、浅黄色粉细砂、中砂。

项目区地形,北依姚暹渠,南临长硝渠、四十里岗,西与长乐滩地连接,处在一个半封闭的洼地环境。

2 项目区盐碱地成因分析

由于项目区处于一个半封闭的洼地,地面以下1m左右即有地下水,地表水长期蒸发使土壤中水溶盐积于地表,形成盐碱地。

渠水影响。姚暹渠为地上河,比渠南(项目区)地面高出4m左右。北城区雨水、污水自东向西流入姚暹渠,对项目区的地下水起到渗流补给作用,抬高了地下水位,土壤含水风化蒸发后,溶盐积于地表。项目区南有长硝渠通过,长硝渠为城区雨水、污水排水总渠,以近2.0m3/s流量下泄入硝池,夏季暴雨,渠水猛涨,因渠水侧渗,使地下水升高,促使盐积于地表。

气候影响。盐湖区多年平均降雨量564mm,多年平均蒸发量1724mm,降雨量小蒸发量大,使溶解在水中的盐分很容易在土壤地表积聚。夏季雨水多而集中,大量可溶性盐随水渗到地表下层或流走,是最好的“脱盐”季节。春季地表水分蒸发强,地下水中盐分由于土壤毛管虹吸原理,水位上升,聚集在土壤表层,是一年中的“返盐”季节。

土质影响。项目区土质为壤土,毛管水上升速度快、高度高,容易积盐。

社会人为因素影响。项目区盐碱地未引起人们足够重视,水利设施不健全,曾开挖排碱沟,由于未达到临界深度,效果一般。随着运城城区面积逐年扩大,姚暹渠、长硝渠承担的排水任务越来越大,对项目区地下水渗透逐年加剧,盐碱化程度不断加大。

3 项目区设计

3.1 暗管排盐

项目区条田面积5.8hm2,暗管排盐碱水,中质土壤临界水深为1.4m,根据地下水临界深度按下式确定暗管埋深。

排水暗管埋深深度计算公式:

式中:H——排水沟深度,m;

Δh——地下水位临界深度,取1.4m;

ΔO——两排水管中间地下水位与排水管中水位

差,取0.5m;

S——排水管水深,取0.03m。

经计算,暗管埋深为1.93m。

根据暗管排水多年实践经验,管间距控制在10~25m,本次控制间距为16m,暗管设检查井。

排水暗管为PE双壁波纹管DN90,外包土工布(无纺布)埋设2m,土工布外为10cm厚粗砂,共16条,总长3589m。暗管铺设好后,原土回填。

暗管采用PE双壁波纹管DN90mm(外包土工布),排水管特点:一是排水安全性高,孔口位于波谷,由于波峰和过滤积物的双向作用孔口不易堵塞,使透水系统通畅;二是耐腐蚀性,不易锈蚀;三是强度与易弯曲的有机结合,独特的双波纹结构有效地提高了产品外压强度。排水系统不会受到外界压力而变形。

PE排水管主要计算指标:垂直加压至外径的40%不破裂不分层;温度在0℃,高度1m条件下,用重量1kg的重锤冲积10次无开裂,内壁光滑,透水孔均匀地打在波谷的1/2下;透水面积≥45cm2/m,纵向回缩率≤3.0%,弯曲度≤2,环刚度≥6.3kN/m2。

3.2 改良盐碱措施

打深井提水灌溉,把土壤中的盐分溶释,靠水的重力冲刷,下渗到土壤深处,减轻盐碱危害,树木、农作物改良盐碱,根据有关资料证明,盐碱地栽植树木(项目区栽植冬枣树),通过根部吸收盐分,从茎叶表面密布的分泌腺排出体外。林木遮荫可抑制盐分上升,距林木越近,地下水下降越大。项目区共栽植冬枣树17000株,大大减轻了盐碱程度。

3.3 经济分析

工程效益主要是确保土地改良效益;经济效益只分析计算由项目产生的可定量计算的直接经济效益。

依据《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94),土地改良效益计算采用“有无对比法”。根据区内多年平均单产量,计算土地改良和农业措施可获得的总增产值,用总增产值乘以土地改良效益分摊系数,即为净增土地改良效益,项目区作物增产效益见表1。

表1 项目区作物增产效益表

4 结论

暗管排盐碱水优点较多,传统的明渠排盐碱水需在地面开挖干、支排碱沟排除地面水或降低地下水位,占地多,不利于机耕和交通,需建桥涵,边坡易坍塌,沟内杂草丛生,排水不畅,需清淤维护;而暗管排碱,不涉及占地,不影响机耕,不建桥涵,排除地下水效能高,养护负担轻,值得推广。

实践证明,通过暗管排碱,既能产生较高的经济效益,又能带来良好的社会效益,不仅带动了一方群众增加收入、发家致富,也为今后排碱工作的开展奠定了良好的基础。

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