CN101974911B

CN101974911B - 酸性废石场边坡生态修复方法

Info

Publication number: CN101974911B
Application number: CN2010102869795A
Authority: CN
Inventors: 王琼; 周连碧; 辜再元; 潘斌; 占幼鸿; 祝怡斌; 张冬松
Original assignee: Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: CN101974911A

Abstract

本发明公开了一种专门用于酸性废石场边坡生态修复的复合隔离层，包括塑料双向土工格栅，土壤改良层和排水板。本发明还公开了一种酸性废石场边坡生态修复方法，包括在坡面上设置复合隔离层、生态棒、土工格栅网、基材层和种子层，使塑料双向土工格栅、生态棒、复合隔离层、基材层和种子层的相互作用，有效的改善了植物生长条件，使植物生长有充足的水分和养分。本发明较好的实现无植生条件的酸性废石场边坡，进行生态修复、营造生态景观，同时保证边坡结构和稳定性，从而达到绿化美化，保持水土，抑制径流，而且施工工艺简单，易实施，效率高，适合大面积的应用。

Description

酸性废石场边坡生态修复方法

技术领域

本发明属于矿山废弃地生态修复技术领域，涉及一种酸性废石场边坡生态修复方法。

背景技术

我国有色金属以硫化物赋存于矿物中的比例很大，约相当于各类矿物种类总量的3/4。在矿物开采中，硫化矿产生大量的剥离物。露天堆置条件下，这类矿山废弃物中残存不同含量有的相当高的硫化物，易被空气中的氧所氧化，遇降雨和水，形成强烈的酸性水，并挟带大量的重金属离子。如不合理处置，将成为矿区严重的有害污染源。事实上，我国不少矿山多年来为这一污染问题所困扰，酸性污染十分严重。有的废石堆、关闭数十年仍呈强烈酸性，地表寸草不生，建立植被困难，有的甚至污染并影响到矿区周围的地表水、地下水以及土壤，造成了恶劣的环境影响。我国土地复垦工作无论是复垦科研、复垦技术、复垦规模，还是复垦水平仍不高，与国外先进复垦国家相比差距较大，大多停留在简单的土方工程环节上，硫化矿废弃物堆场恢复生态技术研究也较落后。如何从根本上防止或基本阻止从废弃堆场产生酸性污染，这仍旧是矿山废弃地恢复中面临的课题。也是涉及废弃物产生量大、面广、危害严重、的重大环境问题。在酸性场地建立植被本身即是富于挑战性的难题，常规复垦处置下植被难以成活或生长很差。多数情况下，我国酸性矿山的污染防治，仅限于在酸性产生后对酸性水进行处置。在我国从酸性产生的源头采取措施，防止产生酸性污染，持久性地恢复生态建立植被尚处于初步研究阶段。

发明内容

本发明的目的是提供一种实施在无植生条件的酸性废石场边坡，进行生态修复、营造生态景观，同时保证边坡结构和稳定性，从而达到绿化美化，保持水土，抑制径流的酸性废石场边坡生态修复方法。

本发明的目的是提供一种用于酸性废石场边坡生态修复的复合隔离层，包含下层的塑料双向土工格栅，中间层的土壤改良层和上层的聚乙烯排水板，用锚杆固定在坡面上。

其中土壤改良层的厚度为2～3cm，强度为0.3～0.5MPa，由石灰、植壤土和粘合剂组成。按体积计算，石灰和植壤土的比例为1∶10～15，粘合剂的用量以单位面积来确定，具体用量为10～15g/m²。

土壤改良层通过石灰中和作用在初期起到了很好的改良酸性废石的问题，在一定程度上为植物的后期生长提供良好的土壤环境；另一方面，通过排水板的隔离作用，可以形成很好的土壤分层结构，为苗期植物提供良好的生长空间，另外，借助锚杆与排水板的间隙，为后期抗性强的植物生长提供了有利的通道。

本发明的另一个目的是提供一种用于酸性废石场边坡生态修复方法，包括如下步骤：

1)、整理坡面：清除坡面浮石、消除坡面落石隐患；适度平整坡面，保证基材和坡面能紧密结合；

2)、铺设上述复合隔离层，通过锚杆进行固定在坡面上；

3)、铺设生态棒：生态棒呈等高线铺设在聚乙烯排水板上，纵向间距为1.2～2.0m，通过锚杆进行固定，生态棒由高分子聚丙烯材料制成，耐腐蚀性强，能有效保证基材长期稳定和合理的厚度；

4)、铺设塑料双向土工格栅：待生态棒铺设后，进行塑料双向土工格栅铺设，使塑料双向土工格栅覆盖整个坡面，通过锚杆将塑料双向土工格栅固定在坡面上；

5)、基材层的喷播：通过干喷机将基材混合料喷射铺设完隔离复合层及生态棒的坡面上，使喷播基材覆盖整个坡面和生态棒的外表面。所述基材层包括基质、植壤土、珍珠岩、保水剂、粘合剂、有机复合肥，其中基质、植壤土与珍珠岩按照体积比为(2～3)∶(6～7)∶1，其他组分均以单位面积来确定用量，具体为粘合剂10～15g/m²、保水剂15～20g/m²、有机复合肥用量15～20g/m²，喷射厚度为10～15cm，强度为0.3～0.5MPa；

6)、种子层的喷播：待基材层初凝后，进行种子层的喷射，使种子层覆盖整个基材层。所述种子层包括基质、植壤土、保水剂、粘合剂、有机复合肥、植物种子，其中基质与植壤土按照体积比为(3～4)∶(6～7)，其他组分均以单位面积来确定用量，具体为粘合剂8～12g/m²、保水剂13～18g/m²、有机复合肥用量10～15g/m²，植物种子15～20g/m²，喷射厚度为3～4cm，强度为0.1～0.3MPa；

其中，所述基质为牛粪、发酵菌种剂和作物秸秆中的一种或多种发酵而成。其中发酵菌种剂购自鹤壁市天阳生物科技有限公司。

其中所述保水剂是一种人工合成的具有超强吸水保水和释放能力的高分子聚合物，简称SAP，主要成分为聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺共聚体，型号为法国爱森MP3500KM。

其中所述粘合剂是一种高分子量聚丙烯酰胺(PAM)聚合而成的一种水溶性有机类土壤调理剂，型号为法国爱森的A30。

本发明所提供的酸性废石场边坡生态修复方法，以石质边坡和植物恢复生态的存在形式以及相应的生态环境和景观效果为依据，以现代的客土配制和喷播技术为手段，优先恢复酸性废石场边坡的土壤生态环境，进而补充物种资源，辅助酸性废石场边坡加速恢复植被生态环境和景观，使坡面形成了一个有机整体，有效的改善了植物生长条件，使植物生长有充足的水分和养分，采用分层喷播的方法，坡面抗冲刷能力强，水土保持、绿化效果好。

本方法施工工艺简单，易实施，效率高，效果好适用了大面积的应用，具有能优化生态环境的明显效果和长远意义。

附图说明

图1是酸性废石场边坡生态修复的示意图。

图2复合隔离层局部放大图。

其中：1，酸性废石场边坡；2，塑料双向土工格栅；3，土壤改良层；4，排水板；5，锚杆；6，生态棒；7，基材层；8，种子层。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

根据本发明所提供的方法对一个2000m²的酸性废石场边坡进行生态修复，依次进行以下步骤：

(1)制作土壤改良层：将石灰、植壤土以及粘合剂进行均匀混合，其中，石灰和植壤土的用量按照按体积比为1∶10，粘合剂用量依据待喷播的单位面积计算，具体用量为10g/m²。

(2)制作基材层：将基质、植壤土、珍珠岩、保水剂、粘合剂以及有机复合肥进行均匀混合，其中，基质、植壤土、珍珠岩的用量按照体积比为2∶7∶1，保水剂、粘合剂以及有机复合肥用量依据待喷播的单位面积计算，具体用量为粘合剂10g/m²、保水剂15g/m²以及有机复合肥20g/m²。

(3)制作种子层：将基质、植壤土、保水剂、粘合剂、有机复合肥、植物种子进行均匀混合，其中，基质和植壤土的用量按照体积比为3∶7，其他组分均以待喷播的单位面积计算，具体用量为粘合剂8g/m²、保水剂15g/m²、有机复合肥用量10g/m²，植物种子15g/m²。

再进行如下操作：

1)坡面整理：将坡体1表面上的浮石清除，适度平整坡面；

2)复合隔离层的铺设：首先将塑料双向土工格栅2铺设在坡体1的坡面上，然后用锚杆5将塑料双向土工格栅2固定在坡体1的坡面上；然后将土壤改良层3用喷播机喷射到塑料双向土工格栅2的表面上，土壤改良层3的喷射厚度为2cm，强度为0.3MPa；最后铺设聚乙烯排水板4，并通过锚杆5将聚乙烯排水板4固定在坡体1的坡面上。

5)、生态棒的铺设：将生态棒6呈等高线铺设在聚乙烯排水板4上，纵向间距为1.5m，通过锚杆5进行固定；

6)、塑料双向土工格栅二次铺设：将塑料双向土工格栅2进行二次铺设，使塑料双向土工格栅2覆盖整个坡面，通过锚杆5将塑料双向土工格栅2固定；

7)、基材层的喷播：利用干喷机将基材层7喷射到整个坡面1和生态棒6的外表面，基材层7的喷射厚度为15cm，强度为0.5MPa；

◇种子层的喷播：利用干喷机将种子层8喷射到整个基材层7，种子层8的喷射厚度为3cm，强度为0.2MPa；

喷播结束后，可采用草帘或无纺布覆盖在喷播完的坡体1的坡面上，既可以保墒，也能防止暴风雨的冲刷，同时也便于植物出苗。

施工2d后草种开始发芽，1个月后绿色已覆盖整个坡面，3个月后，植被覆盖度迅速达到了100％，中间间生大量小灌木，水土保持效果非常明显，对边坡的生态固定作用效果显著，坡面呈现出良好的自然景观。

实施例2

本发明所提供的方法对一个1500m²的酸性废石场的边坡进行生态修复，依次进行以下步骤：

(1)制作土壤改良层：将石灰、植壤土以及粘合剂进行均匀混合，其中，石灰和植壤土的用量按照按体积比为1∶15，粘合剂用量依据待喷播的单位面积计算，具体用量为10g/m²。

(2)制作基材层：将基质、植壤土、珍珠岩、保水剂、粘合剂以及有机复合肥进行均匀混合，其中，基质、植壤土、珍珠岩的用量按照体积比为3∶6∶1，保水剂、粘合剂以及有机复合肥用量依据待喷播的单位面积计算，具体用量为粘合剂12g/m²、保水剂18g/m²以及有机复合肥15g/m²。

(3)制作种子层：将基质、植壤土、保水剂、粘合剂、有机复合肥、植物种子进行均匀混合，其中，基质和植壤土的用量按照体积比为4∶6，其他组分均以待喷播的单位面积计算，具体用量为粘合剂12g/m²、保水剂15g/m²、有机复合肥用量15g/m²，植物种子18g/m²。

再进行如下操作：

1)、坡面整理：将坡体1表面上的浮石清除，适度平整坡面；

2)、塑料双向土工格栅铺设与固定：将塑料双向土工格栅2铺设在坡体1的坡面上，然后用锚杆5将塑料双向土工格栅2固定在坡体1的坡面上；

2)、复合隔离层的铺设：首先将塑料双向土工格栅2铺设在坡体1的坡面上，然后用锚杆5将塑料双向土工格栅2固定在坡体1的坡面上；然后将土壤改良层3用喷播机喷射到塑料双向土工格栅2的表面上，土壤改良层3的喷射厚度为3cm，强度为0.5MPa；最后铺设聚乙烯排水板4，并通过锚杆5将聚乙烯排水板4固定在坡体1的坡面上。

4)、生态棒的铺设：将生态棒6呈等高线铺设在聚乙烯排水板4上，纵向间距为2m，通过锚杆5进行固定；

5)、塑料双向土工格栅铺设：将塑料双向土工格栅2进行铺设，使塑料双向土工格栅2覆盖整个坡面，通过锚杆5将塑料双向土工格栅2固定；

6)、基材层的喷播：利用干喷机将基材层7喷射到整个坡面1和生态棒6的外表面，基材层7的喷射厚度为10cm，强度为0.3MPa；

7)、种子层的喷播：利用干喷机将种子层8喷射到整个基材层7，种子层8的喷射厚度为4cm，强度为0.1MPa；

结果表明，水土保持效果非常明显，对边坡的生态固定作用效果显著，坡面呈现出良好的自然景观。

Claims

1.一种复合隔离层，包括底层的塑料双向土工格栅，中间层的土壤改良层和上层的聚乙烯排水板，所述土壤改良层包括石灰、植壤土、粘合剂，厚度为2～3cm，强度为0.3～0.5Mpa，所述石灰和植壤土的体积比为1∶10～15，所述粘合剂的用量为10～15g/m²。

2.一种酸性废石场边坡生态修复方法，包括以下步骤：

(1)整理坡面：清除坡面浮石，消除坡面落石隐患，平整坡面，保证基材和坡面能紧密结合；

(2)铺设权利要求1所述的复合隔离层，通过锚杆进行固定在坡面上；

(3)铺设生态棒：生态棒呈等高线铺设，铺设间距为1.2～2.0m，通过锚杆进行固定；

(4)铺设塑料双向土工格栅：待生态棒铺设后，进行塑料双向土工格栅铺设，使塑料双向土工格栅覆盖整个坡面，通过锚杆将塑料双向土工格栅固定在坡面上；

(5)喷播基材层：通过干喷机将基材混合料喷射到铺设完复合隔离层及生态棒的坡面上，使喷播基材覆盖整个坡面和生态棒的外表面；

(6)喷播种子层：待基材层初凝后，进行种子混合料的喷射，使种子混合料覆盖整个基材层。

3.根据权利要求2所述的生态修复方法，其特征在于，所述的基材层厚度为10～13cm，强度为0.3～0.5Mpa，包括基质、植壤土、珍珠岩、保水剂、粘合剂、有机复合肥。

4.根据权利要求3所述的生态修复方法，其特征在于，所述的基材层中基质、植壤土、珍珠岩的体积比为(2～3)∶(6～7)∶1，所述粘合剂用量为10～15g/m²，所述保水剂用量为15～20g/m²，所述有机复合肥用量为15～20g/m²。

5.根据权利要求2所述的生态修复方法，其特征在于，所述的种子层厚度为3～4cm，强度为0.1～0.3MPa，包括基质、植壤土、保水剂、粘合剂、有机复合肥、植物种子。

6.根据权利要求5所述的生态修复方法，其特征在于，所述的种子层中基质与植壤土的体积比为(3～4)∶(6～7)，所述粘合剂用量为8～12g/m²，所述保水剂用量为13～18g/m²，所述有机复合肥用量为10～15g/m²，所述植物种子用量为15～20g/m²。

7.根据权利要求5或6所述的生态修复方法，其特征在于，所述的基质由牛粪、发酵菌种剂和作物秸秆中的一种或几种发酵而成。