吹挖泥沙与吹填造陆是天津市海岸带生态平衡的需要
摘 要：天津港在淤泥质海岸上建港，每年需吹挖6×107 m3以上的泥沙才能保证航道通畅和港口安全。浚深航道吹挖泥沙和滩涂吹填造陆的结合，是天津市海岸带生态平衡和天津港自身建设的需要。笔者对吹填土的土体构型、理化性状进行了研究，并对地下排水工程的形式与优劣做了比较，提出在滩涂吹填区应采用地下排水的工程形式，而在地下排水工程中碴石盲沟（碴石作为滤水材料的填料暗沟）是首选。
关键词：泥沙淤积；吹挖吹填；吹填土性状；碴石盲沟排水
Abstract： Tianjin Port needs to dig 6×107 m3 sand every year to guarantee smooth sailing course transportation and port safety since it is built based on mucky soil. The combination of sand digging at dredging courses and land reclamation on beech is required by the ecological balance of coastal line in Tianjin City and safe construction of Tianjin port. This research studied the soil structure， chemical and physiological features of reclaimed soil， made a comparison of forms， advantages and disadvantages between underground dredging engineering， and proposed that underground drainage engineering form should be used， whereas blind ditch using ballast stone as water filter material is most preferred.
Key words： sediment accumulation；sand digging and land reclamation；reclamation soil feature；fragmented-stone-stuffed underground drain ditch
1 滩涂吹填造陆是天津市海岸带和天津港生态平衡的需要
1.1 我国河流入海的泥沙量和滩涂淤涨情况
1860年英法联军入侵，天津被辟为商埠，列强在海河两岸修建码头，成为对外通商口岸。1939年，日本开始在海河口北岸兴建新港码头。新中国成立后，迭经三期扩建，使天津港成为我国最大的人工港。
1.3 吹挖泥沙与吹填造陆的结合是天津港自身建设的需要
天津港在淤泥质海岸上建港，为扩建港池和浚深航道，每年必须吹挖600×104 m3以上的泥沙，才能保证航道通畅和港口安全。
天津港总体包括北疆、南疆和海河3部分。南疆是一个从陆上发育入海的大突堤，是通过吹填造陆形成的人工岸线，现有可利用岸线大于6 800 m，其中2 170 m已经吹填成陆并在主航道一侧建造了码头而成为新港船厂的生产基地，尚有超过4 600 m需要吹填造陆，用于修建出口煤炭与矿石的散货码头（天津海岸带和海涂资源综合调查报告，1985年）。
2 滩涂吹填的新陆地是最具潜力的国土资源
2.1 潮间带、滩涂和吹填土
吹填土：用挖泥船和高压泥浆泵把港口和江河入海口底部沉积的泥沙，通过管道吹填到已打好围埝的滩涂上，在达到要求的标高后，再用插板机把吸水板打入滩面以下并进行真空排水，最后形成新的潮滩盐土（陆地）。
2.2 国务院批准的天津滨海新区吹填造陆区
天津滨海新区开发开放已纳入国家发展战略的总体布局。天津滨海新区是继深圳特区和上海浦东新区带动“珠三角”和“长三角”发展之后，带动环渤海区域经济和京津冀协同发展的中国经济发展的“第三极”。
2.3 滩涂吹填造陆是最具潜力的国土资源
潮间带滩涂吹填而成的新陆地，是天津滨海新区最为宝贵的土地资源，也是最具活力和开发潜力最大的国土资源。
3 吹填土的土体构型与理化性状
潮间带滩涂的吹填土为滨海潮滩盐土。滨海潮滩盐土是滨海盐土成土母质的盐渍淤泥，是滨海盐土形成过程的初级阶段。
吹填土属于滨海盐土土类的滨海潮滩盐土亚类。吹填成陆的新陆地其土壤尚未经过自然成土过程和生物演替过程，还不具备植物生长所需要的水、肥、气、热条件。
3.1 吹填土的土体构型、质地、容重
吹填土系水力吹填而成的沉积土，因成土年龄短，土壤剖面无明显发育层次，1 m土体的构型和质地上下基本一致。
吹填土的质地取决于吹填时的海相沉积物或砂或泥。若是砂质或是砂壤质海相沉积物，则吹填土的质地为砂质或砂壤质；若是粘质或粘壤质的海相沉积物，则吹填土的质地为粘质或粘壤质。
滩涂吹填成陆的土壤普遍紧实，体积质量较大。容重一般在1.40～1.60 g・cm-3。吹填土颗粒组成及容重见表1。
3.2 吹填土的全盐量、盐分组成与pH值
由于海水直接参与成土过程，吹填土的土壤形成仍以积盐过程为主。如表2，1 m土体上下各层的含盐量均较接近，一般在10.0～30.0 g・kg-1。盐分组成以氯化物为主。氯离子和钠离子含量分别占阴离子和阳离子总量的80%以上。镁离子含量明显高于钙离子。
吹填土与我国沿海滩涂的土壤一样，均呈碱性，pH值一般在8.5左右。
3.3 吹填土的有机质和养分含量
有机质和养分含量与吹填土的质地相关。由砂质或砂壤质海相沉积物吹填而成的吹填土，有机质和养分含量较低。由粘质沉积物吹填的，其土壤有机质与养分含量相对较高。
如表3，河北省曹妃甸吹填土为中砂土，其有机质（0.56%）和全氮（0.03%）均在养分分级标准的最低等级（VI级）。而质地为轻粘土的天津临港吹填土，其有机质、全氮、速效磷钾的含量显著增加。
3.4 吹填土区地下水矿化度、化学组成及埋深
滩涂吹填区的地下水仍与海水保持着紧密的水力联系，地下水的矿化度、化学组成与海水基本一致。如表4，地下水矿化度高达27.1 g・L-1，NaCl占全盐的75.0%，并含有显著数量的镁离子。
吹填土区的地下水埋深决定于吹填土的地面标高。一般地面标高在3.5～4.0 m时，地下水埋深90～100 cm。
4 吹填土排水脱盐工程形式的选择
吹填土（滨海潮滩盐土）改土绿化的最根本（基础）措施是排水脱盐。只有通过排水（排除地下水和土壤水）才能实现土体（土壤）脱盐，只有土体（土壤）脱盐，才能实现改土绿化。
4.1 明沟排水与地下排水
农田排水按工程特点分为明沟排水、暗沟（暗管）排水和竖井排水等3种方式。
明沟排水是利用各级地面沟道，排除多余的地面水和地下水的措施。明沟排水因过水断面大，排水能力强，工程造价低等优点而成为农田排水的一种主要方式。但因占地面积大、土地利用率低、地面交通不便等原因，局限于在大面积农田上应用。
地下排水包括暗沟排水、暗管排水和鼠道排水。其中暗沟排水又分土暗沟和填料暗沟两种形式。土暗沟是在田间挖一定深度的沟槽，上盖预制的顶盖（或顶板），然后回填原土。填料暗沟是在沟槽内装填滤水材料后再回填原土。碴石盲沟是在地面以下100～130 cm，截面积30 cm×30 cm的地下沟槽内装填直径为3～4 cm的碴石（建筑用石料）构成的填料暗沟。
碴石盲沟排水系统包括淋层、支盲沟、主盲沟和集水井。淋层位于地面以下、盲沟之上，由直径6～8 mm的石屑（建筑用石料）、厚度为10 cm构成的淋滤层。灌溉冲洗和降雨淋溶的土壤可溶性盐，经过淋层―支盲沟―主盲沟―集水井，直至排出区外。
暗管排水是用不同的材料制成管子，埋设在地面以下一定深度，地下水透过多孔管壁，或两节管子接头处的缝隙进入管道，并通过排水系统排除到地段以外。排水暗管按制作的材料不同，有PVC波纹管、陶瓦管、混凝土管等。
4.2 排水工程形式的选择
在滩涂吹填和滩涂围垦后作为经济技术开发区、工业新城和生态宜居城的用地。为了满足土地开发利用和提高土地利用率，以及城市绿化美化对土地盐渍化治理等多目标要求，在明沟排水与地下排水工程形式的选择上，应首先选用地下排水。而在排水暗管与排水暗沟的选择上，碴石盲沟（填料暗沟）又是首选。有条件的区域（地段），可采用暗沟排水与明沟排水相结合的形式。
4.3 碴石盲沟排水与暗管排水的比较
碴石盲沟与排水暗管（PVC塑料波纹管、陶瓦管、混凝土管等）相比较，其优点如下。
（1） 排水暗管仅一级管道（吸水管）具有吸水（进水）的功能，其二级管道只有输水功能。而碴石盲沟不论是支盲沟、主盲沟，还是石屑淋层，都由碴石组成，均具有吸水、集水和输水的功能。
（2） 碴石盲沟和石屑淋层中，由碴石或石屑之间构成的大小不一的孔（空）隙，雨季和灌溉洗盐时是水盐“下行”的顺畅通道；旱季时能阻断毛管上升水，有效切断“上行”的土壤水盐，起到降控地下水位与抑制土壤“返盐”的作用。
参考文献：
[1] 天津市海岸带和海涂资源综合调查领导小组办公室，天津市海岸带和海涂资源综合调查综合组.天津市海岸带和海涂资源综合调查报告[M].北京：海洋出版社，1987：5.
[2] 全国海岸带和海涂资源综合调查温州试点工作队.全国海岸带和海涂资源综合调查温州试点区报告文集[R].上海：华东师范大学出版社，1981.
[4] 水利电力部科技司.农田地下排水技术（培训研究班报告文选）[R].北京：水利电力部科技司，1985：5.