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天津海泥吹填土理化属性及掺砂改土效果研究

作　者: 靳聪
导　师: 尹建道
学　校: 天津理工大学
专　业: 环境科学
关键词: 天津海泥吹填土理化属性盐土改良灌水脱盐水盐动态
分类号: S156.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前,随着天津滨海地区开发进程的日益加快,“绿色城市”、“生态宜居城市”的口号应运而生。而土地资源短缺是目前制约滨海地区发展的主要瓶颈,直接利用海泥吹填土进行园林绿化不仅解决了疏浚底泥占用土地资源、污染环境问题,同时还能变废为宝,解决园林用土紧缺问题。本论文系统测定了天津海泥吹填土的理化属性,通过对其内部耦合机制进行分析,主要结论如下：1.天津海泥吹填土土壤粘重,整体表现为砂粒含量极少,仅占总质量的10%左右,粉粒含量最多,占总质量的50-60%,粘粒含量次之,占总质量的35%左右,属于不良级配土；其质地类型大多为粉质粘壤土,个别是粘壤土和粉质粘土,这与吹填土的来源和吹填工艺有关。吹填土结构紧实,渗透性能差(渗透系数平均为5.6×104cm/s),比普通农田土壤差1-2个数量级。2.该地区的土壤肥力及CEC值含量较低(有机质平均为13.96g/kg,CEC值平均为8.61cmol/kg)。有机质含量越大,CEC值越大；并且两者均与土壤颗粒组成有一定关联,具体表现为粘粒含量越多,有机质及CEC值越大,但线性关系不显著。3.天津海泥吹填土的含盐量在9.6-33.01g/kg之间,平均值为22.21g/kg,大大超过了园林植物的耐盐极限。为典型的氯化钠型超级盐土。土壤pH平均值为7.89,呈弱碱性。通过对天津海泥吹填土理化性质的测定分析,发现制约天津海泥吹填土改良绿化的主要原因是粘性大、渗透性差、盐分含量过高。针对该特点我们设置了掺砂改土室内淋盐试验,试图从水盐运移规律、脱盐速率及脱盐灌溉用水量、淋洗脱盐过程中渗滤液矿化度及其离子组成的变化、脱盐后土柱及渗滤液pH的变化等综合指标分析,寻找最佳掺砂配比。试验结果如下：4.从水分入渗情况看,湿润峰与入渗时间呈明显的指数关系,’即随着入渗时间的增加,入渗深度增幅减小,且掺砂比例越大,水分入渗速度越快,斜率越大。其中对照、处理1、处理2、处理3从入渗开始到刚有水渗出分别用了34天、16天、7天、1.5天。这一现象表明,通过掺砂改土可以有效地提高土壤的渗透性能；5.从盐分的淋洗情况看,随着掺砂比例的增加,淋洗脱盐的速率将会显著增加,且盐峰出现的深度逐渐加深；当掺砂比例为40%时,脱盐效果最好,仅用了9天左右,并且在40cm土层内未出现盐峰现象,对植物生长有利。但淋洗脱盐过程中,土壤发生了碱化现象。因此,仅通过掺砂改变土壤物理结构是不够的,脱盐碱化问题有待解决。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-21
  1.1 研究目的和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状及发展动态分析  12-18
    1.2.1 围海造陆概况  12-14
    1.2.2 吹填土的研究动态  14-15
    1.2.3 盐碱土改良的措施及方法  15-17
    1.2.4 土柱模拟土壤淋洗脱盐的研究现状  17-18
  1.3 主要研究内容及技术路线  18-21
    1.3.1 主要内容  18-19
      1.3.1.1 吹填土物理性状(结构)的测定分析  18
      1.3.1.2 吹填土化学性质的测定分析  18-19
      1.3.1.3 掺砂脱盐改土效果模拟实验研究  19
    1.3.2 总的技术路线  19-21
第二章天津吹填土的形成过程及地质基础  21-25
  2.1 天津滨海新区的地质基础  21-23
    2.1.1 地形、地貌及工程泥沙  21-22
    2.1.2 天津滨海新区地质环境变化  22
    2.1.3 天津滨海地区的地层结构  22-23
  2.2 吹填造陆的过程  23-25
第三章天津海泥吹填土理化属性的测定分析  25-43
  3.1 调查地区概况  25
  3.2 样品的采集与制备  25-27
  3.3 土壤理化指标及测定方法  27-30
    3.3.1 土壤物理性质  27-28
    3.3.2 化学性质  28-30
  3.4 天津海泥吹填土主要理化属性分析  30-42
    3.4.1 土壤容重及总孔隙度  30-32
      3.4.1.1 土壤容重  30-31
      3.4.1.2 土壤总孔隙度  31-32
    3.4.2 土壤机械组成  32-35
      3.4.2.1 样品前处理过程的确定  32-33
      3.4.2.2 天津海泥吹填土机械组成的确定  33-35
    3.4.3 天津海泥吹填土的质地类型  35-36
    3.4.4 土壤渗透系数  36-37
    3.4.5 土壤pH  37
    3.4.6 土壤有机质  37-39
    3.4.7 土壤阳离子交换量  39-40
    3.4.8 土壤水溶性盐总量及其离子含量  40-42
  3.5 小结  42-43
第四章掺砂改土土柱模拟试验  43-61
  4.1 材料与方法  43-48
    4.1.1 供试土样  43-44
    4.1.2 土柱装置  44
    4.1.3 盐分传感器的校准及埋深位置  44-47
      4.1.3.1 盐分传感器的标定  45-46
      4.1.3.2 盐分传感器的填埋及测定  46-47
    4.1.4 试验方案  47-48
      4.1.4.1 试验设计  47-48
      4.1.4.2 试验方法  48
    4.1.5 测定方法  48
  4.2 结果与分析  48-59
    4.2.1 土壤水分的运移特征  48-50
    4.2.2 各处理间土壤盐分的运移规律  50-53
    4.2.3 淋洗脱盐用水量及脱盐速率分析  53
    4.2.4 处理3淋洗前后土柱内土壤离子组成的变化  53-54
    4.2.5 灌水淋盐前后土柱内各土层pH的变化  54-55
    4.2.6 渗滤液矿化度的变化分析  55-56
    4.2.7 不同掺砂配比对渗滤液pH值的影响  56-57
    4.2.8 处理3渗滤液矿化度及其离子组成  57-59
  4.3 小结  59-61
第五章结论与展望  61-63
  5.1 结论  61-62
  5.2 展望  62-63
参考文献  63-69
发表论文和科研情况说明  69-70
致谢  70

天津海泥吹填土理化属性及掺砂改土效果研究

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