CN107366274A - 一种沙漠治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种沙漠治理方法，包括：将待处理沙漠片区的沙地进行平整后取出高度≤3m的土方，形成方形结构盆地；在所述方形结构盆地四周构筑防风堤坝；在所述防风堤坝表面和所述方形结构盆地上铺设防固层，所述防固层按照从下向上的顺序依次为灰混沙层、第一层改良土层、纸质材料层和第二层改良土层，铺设完毕在所述防固层上喷洒肥水；其中所述灰混沙层按照重量份的组成为：草木灰1～12份，风沙土100份；所述第一层改良土层和所述第二层改良土层按照重量份的组成包括：水泥2～8份，风沙土100份，草木灰3.1～13.2份；在喷洒肥水的防固层上种植绿植。本发明工艺简单，实用性好，可大规模工程化、机械化施工，适用范围广泛。

Description

一种沙漠治理方法
技术领域
本发明具体涉及一种沙漠治理方法。
背景技术
沙漠、沙地及土地沙化关系到全球一百多个国家、约1/3陆地面积，是亟待开发利用的土地资源和空间资源，同时沙漠作为风沙危害的发源地，不断向周边蔓延，侵蚀农田、村庄，使大量土地沙化，造成环境恶化和生态移民，严重挤压人类生存空间，风沙危害波及全球近40％的陆地面积因此，沙漠、沙地及沙漠化等风沙危害的治理已经是世界性的生态环境问题。
当前主要的治沙方法有以下2种：
1、固沙剂固沙
固沙剂固沙是以天然或合成的高分子材料为基础、以液膜的形式喷覆沙体表面、将沙粒粘结成一层连续膜，隔离风流与沙子直接接触、防止风力侵蚀。但这种治理方法会严重阻碍沙土的水气交流，降低沙面粗糙度，也不利于生物群落繁殖和植被生态，且价格昂贵，难以用于大规模治沙。
2、生物治沙
生物治沙是建立在植物或微生物基础之上的治沙方法，比如：植树造林、构筑防护林/带、网固沙防止风沙流的形成和运移，种草和生物结皮以增加地表沙层表面的生物覆盖率，进而防止风沙危害。虽然这种方法能在长期维护下逐步改善土质、改善生态环境，但只能在水土条件好的地域才能适用，不适用于大面积干旱、缺少水资源的沙区，并且治沙过程缓慢，植被生态的脆弱性依然存在，承载不了人类进一步的生产生活，很难产生直接的经济收益，还可能影响人们的治沙积极性。
此外，目前治沙所采用的固沙蓄水技术多采用喷膜、液态地膜或是直接种植绿化带的方式，这些方式要么存在利用时间短、维护困难的问题，要么见效慢、周期长，均无法从根本上直接阻止土壤水分蒸发、流失以及起到固沙作用。
草木灰是植物燃烧后的灰渣，具有粘性，酸碱度在11～12，富含植被生长所需的所有元素，并且含有11％左右的木质素，来源也十分广泛，主要出自生物电厂，目前大部分草木灰得不到有效利用而被当做粒级填料进行填埋处理，造成很大的能源浪费。据实验：一公斤干草木灰可吸4～20公斤水，可保持水分3～5公斤，保水率相当于一般性土壤的5～10陪，而且保水时间长，也有资料显示草木灰的吸水率在159％-368.41％，如果能将其应用于沙漠治理过程，即可有效解决能源浪费问题，还可带来较高的环境效益和经济效益。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种沙漠治理方法，该方法可从根本上改变沙区植被生态的脆弱性，为沙区提供有利于植被生长发育的气候条件和物理条件。本发明的技术方案为：
一种沙漠治理方法，包括以下步骤：
将待处理沙漠片区的沙地进行平整后取出高度≤3m的土方，形成方形结构盆地；
在所述方形结构盆地四周构筑防风堤坝；
在所述防风堤坝表面和所述方形结构盆地上铺设防固层，所述防固层按照从下向上的顺序依次为灰混沙层、第一层改良土层、纸质材料层和第二层改良土层，铺设完毕在所述防固层上喷洒肥水；其中所述灰混沙层按照重量份的组成为：草木灰1～12份，风沙土100份；所述第一层改良土层和所述第二层改良土层按照重量份的组成包括：水泥2～8份，风沙土100份，草木灰3.1～13.2份；
在喷洒肥水的防固层上种植绿植。
进一步地，所述防风堤坝为三棱柱结构一，断面为等腰三角形结构一，所述等腰三角形结构一坡度为15°，高度h1满足0.5m≤h1≤1.5m；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的5～40倍。
进一步地，所述防风堤坝的结构分为上下两部分，下部为梯形体结构一，上部为若干个三棱柱结构二，且所述若干个三棱柱结构二均等排布在所述梯形体结构一上，所述三棱柱结构二的高度为0.5～1m，且相邻三棱柱结构二顶部间距为10～30m；所述防风堤坝沿所述三棱柱结构二剖开的断面为等腰三角形结构二，所述等腰三角形结构二坡度为15°，高度h2满足1.5m＜h2≤3m；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的30～40倍。
进一步地，所述防风堤坝的结构分为上下两部分，下部为梯形体结构二，上部为若干个梯形体结构三，所述若干个梯形体结构三高度为0.5～1.5m，且相邻梯形体结构三顶部间距为10～30m；所述防风堤坝沿所述梯形体结构三剖开的断面为等腰梯形结构三，所述等腰梯形结构三坡度为15°，高度h3满足1.5m≤h3≤3m；所述防风堤坝坝顶宽度不小于堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的10倍；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的40～50倍。
进一步地，所述防固层各层的厚度设定为：在所述防风堤坝上，所述灰混沙层、所述第一层改良土层、所述纸质材料层和所述第二层改良土层的铺设厚度分别为0～144cm、3～5cm、0.1～0.36mm和3～5cm；在所述方形结构盆地上，当种植草木时，所述灰混沙层、所述第一层改良土层、所述纸质材料层和所述第二层改良土层的铺设厚度分别为0～144cm、3～5cm、0.1～0.36mm和3～5cm；当种植农作物时，所述灰混沙层、所述第一层改良土层、所述纸质材料层和所述第二层改良土层的铺设厚度分别为0～30cm、12～20cm、0.1～0.36mm和3～5cm。
进一步地，所述改良土的制备方法为：按照水灰比为0.42～0.5将水泥充分水化后混合饱和含水量为100％的风沙土，搅拌混合均匀后过滤，滤饼放置2～4h，破碎后得到水泥包浆风沙土；在水泥包浆风沙土中加入草木灰混合均匀。
进一步地，所述纸质材料优选牛皮纸或者草纸。
进一步地，所述在喷洒肥水的防固层上种植绿植，具体操作为：将所述防固层打孔至穿透所述纸质材料层，然后在孔中种植绿植。
进一步地，所述肥水选用人和/或动物排泄物与秸秆沤制的肥水或者绿肥肥水。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
(1)本发明通过构筑方形结构盆地和防风堤坝来减弱风力影响，并人工形成有利于植被生态的地形和气候，并且随着治理区域和植被覆盖率的逐步增大，可从根本上改善沙区局部气候，促使沙区周边的湿润空气进入沙区，增加沙区空气湿度并增加沙区的降水量。
(2)本发明通过在防风堤坝表面和方形结构盆地上设置防固层来增加土壤抗风蚀能力，增加土壤持水率，保持土壤的温度稳定，增加土壤的热容量，以及减少土壤向大气辐射热量，此外，还可降低治理区域的气温，抑制土壤水的蒸发，促进沙层深处包气带中上行的气态水的凝结和有效利用，并在一定程度上增加土壤的腐殖质、培养微生物群落。
(3)本发明工艺简单，实用性好，可大规模工程化、机械化施工，适用范围广泛。此外，所采用的材料价格低廉，来源广泛，经济性好。
附图说明
图1为待处理片区的规划结构示意图；
图2为本发明的防风堤坝的一种结构示意图；
图3为本发明的防风堤坝的另一种结构示意图；
图4为本发明的防风堤坝的第三种结构示意图；
其中，1-待处理片区，2-防风堤坝，3-三棱柱结构一，4-梯形体结构一，5-三棱柱结构二，6-梯形体结构二，7-梯形体结构三。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明实施例提供了一种沙漠治理方法，包括以下步骤：
(1)根据地形特点将沙漠划分为多个待处理片区，相邻待处理片区之间共用同一道防风堤坝，如图1所示，将待处理沙漠片区的沙地进行平整后取出高度≤3m的土方，形成方形结构盆地；
(2)在所述方形结构盆地四周构筑防风堤坝，防风堤坝有以下3种结构：
第一种结构，如图2所示，防风堤坝为三棱柱结构一3，断面为等腰三角形结构一，所述等腰三角形结构一坡度为15°，高度h1满足0.5m≤h1≤1.5m；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的5～40倍；该结构下的防风堤坝主要用于小面积沙地的治理；
第二种结构，如图3所示，防风堤坝的结构分为上下两部分，下部为梯形体结构一4，上部为若干个三棱柱结构二5，且所述若干个三棱柱结构二均等排布在所述梯形体结构一上，所述三棱柱结构二的高度为0.5～1m，且相邻三棱柱结构二顶部间距为10～30m；所述防风堤坝沿所述三棱柱结构二剖开的断面为等腰三角形结构二，所述等腰三角形结构二坡度为15°，高度h2满足1.5m＜h2≤3m；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的30～40倍；该结构下的防风堤坝主要用于大面积干旱沙区，并且以生态绿化为目的；
第三种结构，如图4所示，防风堤坝的结构分为上下两部分，下部为梯形体结构二6，上部为若干个梯形体结构三7，所述若干个梯形体结构三高度为0.5～1.5m，且相邻梯形体结构三顶部间距为10～30m；所述防风堤坝沿所述梯形体结构三剖开的断面为等腰梯形结构三，所述等腰梯形结构三坡度为15°，高度h3满足1.5m≤h3≤3m；所述防风堤坝坝顶宽度不小于堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的10倍；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的40～50倍；该结构下的防风堤坝主要用于较湿润沙区或水资源较好地沙区的治理，堤坝上作为生态绿化用地，盆地部分作为生产用地；
(3)在所述防风堤坝表面和所述方形结构盆地上铺设防固层，所述防固层按照从下向上的顺序依次为灰混沙层、第一层改良土层、纸质材料层和第二层改良土层；各层的厚度设定具体为：在所述防风堤坝上，铺设厚度依次为0～144cm、3～5cm、0.1～0.36mm和3～5cm；并且在第一种结构中，堤坝的表面全部覆盖防固层，在第二种和第三种结构中，堤坝高度的1/2以上区域覆盖防固层；在所述方形结构盆地上，当种植草木时，铺设厚度依次为0～144cm、3～5cm、0.1～0.36mm和3～5cm；当种植农作物时，铺设厚度依次为0～30cm、12～20cm、0.1～0.36mm和3～5cm；
铺设完毕在所述防固层上喷洒肥水；
所述灰混沙层按照重量份的组成为：草木灰1～12份，风沙土100份。
所述第一层改良土层和所述第二层改良土层按照重量份的组成包括：水泥2～8份，风沙土100份，草木灰3.1～13.2份，还可根据需要在改良土层中加入减水剂，加入量为0.004～0.024份；改良土的制备方法为：按照水灰比为0.42～0.5将水泥和水以及减水剂混合均匀后充分水化，再混合饱和含水量为100％的风沙土，搅拌混合均匀后过滤，滤饼放置2～4h，破碎后得到水泥包浆风沙土；在水泥包浆风沙土中加入草木灰混合均匀即得。
所述纸质材料优选牛皮纸或者草纸。
所述肥水选用人和/或动物排泄物与秸秆沤制的肥水或者绿肥肥水。
(4)在喷洒肥水的防固层上种植绿植，具体操作为：将所述防固层打孔至穿透所述纸质材料层，然后在孔中种植绿植。
实施例1
本实施例提供一种沙漠治理方法，在内蒙库布齐沙漠地区划分出2个待处理片区进行实施，包括以下步骤：
(1)2个待处理沙漠片区的尺寸为240×240m，两个待处理片区之间共用同一道堤坝，将待处理沙漠片区的沙地进行平整后取出高度为3m的土方，形成方形结构盆地；
(2)在所述方形结构盆地四周构筑防风堤坝，防风堤坝的结构为：
参照图4，防风堤坝的结构分为上下两部分，下部为梯形体结构二，上部为若干个梯形体结构三，所述若干个梯形体结构三高度为1m，且相邻梯形体结构三顶部间距为30m；所述防风堤坝沿所述梯形体结构三剖开的断面为等腰梯形结构三，所述等腰梯形结构三坡度为15°，高度h3为3m；所述防风堤坝坝顶宽度为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的10倍；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的40倍；
(3)在所述防风堤坝表面和所述方形结构盆地上铺设防固层，所述防固层按照从下向上的顺序依次为灰混沙层、第一层改良土层、纸质材料层和第二层改良土层；各层的厚度设定具体为：在所述防风堤坝上，铺设厚度依次为22cm、5cm、0.1mm和3cm；并且在堤坝高度的1/2以上区域覆盖防固层；在所述方形结构盆地上，铺设厚度依次为22cm、15cm、0.1mm和3cm；铺设完毕在所述防固层上喷洒肥水；
所述灰混沙层按照重量份的组成为：草木灰10份，风沙土100份。
所述第一层改良土层和所述第二层改良土层按照重量份的组成包括：水泥6份，风沙土100份，草木灰11份，木质素磺酸钠减水剂，0.01份；改良土的制备方法为：按照水灰比为0.5将水泥和水以及木质素磺酸钠减水剂混合均匀后充分水化，再混合饱和含水量为100％的风沙土和，搅拌混合均匀后过滤，滤饼放置4h，破碎后得到水泥包浆风沙土；在水泥包浆风沙土中加入草木灰混合均匀即得。
所述纸质材料采用牛皮纸。
所述肥水选用人和动物排泄物与秸秆沤制的肥水。
(4)在喷洒肥水的防固层上种植绿植，具体操作为：将所述防固层打孔至穿透所述纸质材料层，然后在孔中种植绿植，其中堤坝上种植灌木、草本和乔木植物，方形结构盆地种植农作物。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种沙漠治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待处理沙漠片区的沙地进行平整后取出高度≤3m的土方，形成方形结构盆地；
在所述方形结构盆地四周构筑防风堤坝；
在所述防风堤坝表面和所述方形结构盆地上铺设防固层，所述防固层按照从下向上的顺序依次为灰混沙层、第一层改良土层、纸质材料层和第二层改良土层，铺设完毕在所述防固层上喷洒肥水；其中所述灰混沙层按照重量份的组成为：草木灰1～12份，风沙土100份；所述第一层改良土层和所述第二层改良土层按照重量份的组成包括：水泥2～8份，风沙土100份，草木灰3.1～13.2份；
在喷洒肥水的防固层上种植绿植。
2.根据权利要求1所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述防风堤坝为三棱柱结构一，断面为等腰三角形结构一，所述等腰三角形结构一坡度为15°，高度h1满足0.5m≤h1≤1.5m；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的5～40倍。
3.根据权利要求1所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述防风堤坝的结构分为上下两部分，下部为梯形体结构一，上部为若干个三棱柱结构二，且所述若干个三棱柱结构二均等排布在所述梯形体结构一上，所述三棱柱结构二的高度为0.5～1m，且相邻三棱柱结构二顶部间距为10～30m；所述防风堤坝沿所述三棱柱结构二剖开的断面为等腰三角形结构二，所述等腰三角形结构二坡度为15°，高度h2满足1.5m＜h2≤3m；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的30～40倍。
4.根据权利要求1所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述防风堤坝的结构分为上下两部分，下部为梯形体结构二，上部为若干个梯形体结构三，所述若干个梯形体结构三高度为0.5～1.5m，且相邻梯形体结构三顶部间距为10～30m；所述防风堤坝沿所述梯形体结构三剖开的断面为等腰梯形结构三，所述等腰梯形结构三坡度为15°，高度h3满足1.5m≤h3≤3m；所述防风堤坝坝顶宽度不小于堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的10倍；同一待处理沙漠片区中相对两防风堤坝顶部间距为堤坝顶部至方形结构盆地底部距离的40～50倍。
5.根据权利要求1所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述防固层各层的厚度设定为：在所述防风堤坝上，所述灰混沙层、所述第一层改良土层、所述纸质材料层和所述第二层改良土层的铺设厚度分别为0～144cm、3～5cm、0.1～0.36mm和3～5cm；在所述方形结构盆地上，当种植草木时，所述灰混沙层、所述第一层改良土层、所述纸质材料层和所述第二层改良土层的铺设厚度分别为0～144cm、3～5cm、0.1～0.36mm和3～5cm；当种植农作物时，所述灰混沙层、所述第一层改良土层、所述纸质材料层和所述第二层改良土层的铺设厚度分别为0～30cm、12～20cm、0.1～0.36mm和3～5cm。
6.根据权利要求5所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述改良土的制备方法为：按照水灰比为0.42～0.5将水泥充分水化后混合饱和含水量为100％的风沙土，搅拌混合均匀后过滤，滤饼放置2～4h，破碎后得到水泥包浆风沙土；在水泥包浆风沙土中加入草木灰混合均匀。
7.根据权利要求5所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述纸质材料优选牛皮纸或者草纸。
8.根据权利要求1所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述在喷洒肥水的防固层上种植绿植，具体操作为：将所述防固层打孔至穿透所述纸质材料层，然后在孔中种植绿植。
9.根据权利要求8所述的一种沙漠治理方法，其特征在于，所述肥水选用人和/或动物排泄物与秸秆沤制的肥水或者绿肥肥水。
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