CN108243649A - 用于高海拔地区河床的喷播绿化方法 - Google Patents

用于高海拔地区河床的喷播绿化方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，涉及防沙固沙技术领域。包括(1)河流的旱季准备施工；(2)喷播施工前，对施工区域进行整理，平整待施工区域，清除掉垃圾；(3)喷播固沙基质；将深层粘质土、黑腐酸、团粒剂、高分子粘合剂、木粉、酒糟、有机肥、种子按一定体积比混合均匀制成固沙基质，置于喷播机中，均匀喷出，所述固沙基质组分的体积比为，深层粘质土15～40％，黑腐酸20～35％，团粒剂0.1～2％，高分子粘合剂0.5～3.0％，木粉30～45％，酒糟5～10％，有机肥3～5％，种子0.4～2.5％；(4)喷播厚度2～3cm，喷播厚度要均匀一致。本发明所提供的固沙基质具有耐长时间水蚀和周期性水动力，抗风蚀能力强，固定能力强，植被成活率高，保存难度小，成本低的有益效果。

Description

用于高海拔地区河床的喷播绿化方法
技术领域
本发明涉及防沙固沙技术领域，尤其是一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法。
背景技术
雅鲁藏布江(简称雅江)是中国最长的高原河流，是西藏自治区最大的河流，在中国境内长度为2091km，其流域面积达23.8万平方千米，年平均流量为1395亿m3，占我国河径流的1/20，仅次于长江、珠江，居全国河流第三位。雅江分为丰水期和枯水期，丰水期为6月-9月，枯水期为10月-次年5月。根据山南地区贡嘎气象站气象资料统计，该地区全年平均风速为4m.s-1，平均起沙风56.4次，大风最多月份为3月，最大风速为15m.s-1，其中80％的大风主要集中在枯水季节(10月-次年5月)。在高海拔、大风、干旱气候条件下，雅江中上游流域及其支流的宽谷段河床沙地在枯水期由于风力吹扬搬运在河谷两侧和附近农田形成了大面积沙漠化土地，给当地居民的生产、生活造成了很大的伤害。
如何减少河床上的风沙迁移是目前解决高原地区沙漠化扩大的的关键所在。增加河床植被覆盖率，减少河床表面的裸露状态，可以减少甚至能够阻止风沙的迁移，但是由于河流位于高海拔地区，水位频繁和大幅度波动及淹没时间过长，使得植被成活及保存难度大，加上水位周期性涨落的水动力作用下，植物生长的基础条件不断被破坏，即使已经成活的植被也可能因此而破坏消失，而且普通种植基无法应对3月份时15m.s-1的风速，如果种植季节较晚，又会在植株长势较弱时迎来丰水期，植株或种子容易被水流冲走，造成治沙失败。
发明内容
本发明提供了一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，解决了现有技术中种植基质不耐长时间水蚀，不能有效应对高原地区河流的周期性水动力，基质抗风蚀能力差，固定能力差，基质喷播后，植被成活率低，保存难度大，喷播绿化成本高的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
包括如下步骤：
(1)在河流的旱季准备喷播施工；
(2)喷播施工前，对施工区域进行整理，平整待施工区域，清除掉垃圾；
(3)喷播固沙基质；将深层粘质土、黑腐酸、团粒剂、高分子粘合剂、木粉、酒糟、有机肥、种子按一定体积比混合均匀制成固沙基质，置于喷播机中，均匀喷出，所述固沙基质组分的体积比为，深层粘质土15～40％，黑腐酸20～35％，团粒剂0.1～2％，高分子粘合剂0.5～3.0％，木粉30～45％，酒糟5～10％，有机肥3～5％，种子0.4～2.5％；
(4)喷播厚度2～3cm，喷播厚度均匀一致。
选择枯水期即旱季进行施工作业，施工速度快，效率高，每天的施工面积20000平方米；本发明所用的固沙基质具有优秀的抗水蚀能力，周期性水动力对其影响小，能够完全适应高海拔江河流域的恶劣气候。喷涂2～3cm厚的固沙基质后，可有防止高海拔河床风沙的迁移，避免风力吹扬搬运在河谷两侧和附近农田形成大面积沙漠化土地，能够从源头上控制风沙的迁移，通过后期植被的生长形成稳定的植物群落，增加有机质的含量，能够一劳永逸的解决风沙迁移的问题，减少高海拔地区沙漠化和荒漠化的增加。所有材料都来自高海拔地区当地，大大减少运输成本；靠近水源，养护成本很低，因此喷播绿化成本低，利于大范围推广。
深层黏质土含有较多的粘土颗粒，空隙小而多，透水性弱，压实后水稳定性好，强度高；黑腐酸具有很大的内表面积，具有较强的吸附，交换，络合，螯合能力；高分子粘合剂能够使粘质土、黑腐酸、木粉、酒糟、有机肥等物质粘合成一个整体。通过粘质土、黑腐酸和高分子粘合剂组合按照一定的比例混合后，具有优秀的抗水蚀能力，水稳性好；木粉：填充物质，吸水性好，增大透气性，有利于种子发芽和生长；酒糟作为基质的填充物质，吸水性好，增大透气性，有利于种子发芽和生长；有机肥可持续为植物提供营养。
作为进一步地优选，所述喷播施工时间是每年3月份，在4月底前完成喷播。
选择风速最大的3月份作为施工开始时间，可见固沙基质抗风蚀能力强。喷播结束完成3个月后，植物生长高度＞20cm，生长健壮，每平米的生长密度大于500株，植被覆盖率大于95％以上，沙子的裸露率＜1％，有效降低施工区域的裸露率，增加植被率，施工3个月后，雅江进入丰水期，因基质具有优秀的耐水蚀功能，可以为种子持续提供浮着床，在植物根系没有丰富前，不至于被江水冲走。
作为进一步地优选，所述的高分子粘合剂由丙烯酸酯、蛋白胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇中的一种或者几种组成。
作为进一步地优选，所述固沙基质的抗冲刷系数＞100L.min/g，粘聚力＞100kPa，离析度＜1％。
作为进一步地优选，所述固沙基质包含组分及其体积比为，深层粘质土27.1％，黑腐酸26％，团粒剂1.1％，高分子粘合剂3％，木粉31.4％，酒糟6％，有机肥4.2％，种子1.2％。
作为进一步地优选，所述种子为芦苇、西藏蒿草、垂穗披碱草中任意一种或几种。
本发明具有具有优秀的抗水蚀能力，周期性水动力对其影响小，能够完全适应高海拔江河流域的恶劣气候。喷涂2～3cm厚的固沙基质后，可有防止高海拔河床风沙的迁移，避免风力吹扬搬运在河谷两侧和附近农田形成大面积沙漠化土地，能够从源头上控制风沙的迁移，通过后期植被的生长形成稳定的植物群落，增加有机质的含量，能够一劳永逸的解决风沙迁移的问题，减少高海拔地区沙漠化和荒漠化的增加。所有材料都来自高海拔地区当地，大大减少运输成本；靠近水源，养护成本很低，喷播绿化成本低，利于大范围推广。
具体实施例
下面将阐述本发明的实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
在高海拔地区的河床上进行喷播绿化的方法，包括如下步骤：
(1)在河流的旱季准备喷播施工，喷播施工时间是每年3月份，喷播完成时间是4月底；
(2)喷播施工前，对施工区域进行整理，平整待施工区域，清除掉垃圾；
(3)喷播固沙基质；将深层粘质土、黑腐酸、团粒剂、高分子粘合剂、木粉、酒糟、有机肥、种子按一定体积比混合均匀制成固沙基质，喷播机喷出，所述固沙基质组分的体积比为，深层粘质土27.1％，黑腐酸26％，团粒剂1.1％，高分子粘合剂3％，木粉31.4％，酒糟6％，有机肥4.2％，种子1.2％。高分子粘合剂包括丙烯酸酯、蛋白胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇中的一种或者几种，种子为芦苇、西藏蒿草、垂穗披碱草中任意一种或几种。
(4)喷播厚度2～3cm，喷播厚度要均匀一致。
实施例2
在高海拔地区的河床上进行喷播绿化的方法，包括如下步骤：
(1)在河流的旱季准备喷播施工，喷播施工时间是每年3月份，在4月底完成喷播施工；
(2)喷播施工前，对施工区域进行整理，平整待施工区域，清除掉垃圾；
(3)喷播固沙基质；将深层粘质土、黑腐酸、团粒剂、高分子粘合剂、木粉、酒糟、有机肥、种子按一定体积比混合均匀制成固沙基质，喷播机喷出，所述固沙基质组分的体积比为，深层粘质土15％，黑腐酸20％，团粒剂2％，高分子粘合剂0.5％，木粉45％，酒糟10％，有机肥5％，种子2.5％，高分子粘合剂包括丙烯酸酯、蛋白胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇中的一种或者几种，种子为芦苇、西藏蒿草、垂穗披碱草中任意一种或几种。
(4)喷播厚度2～3cm，喷播厚度要均匀一致。
实施例3
在高海拔地区的河床上进行喷播绿化的方法，包括如下步骤：
(1)在河流的旱季准备喷播施工，喷播施工时间是每年3月份，在4月底前完成喷播施工；
(2)喷播施工前，对施工区域进行整理，平整待施工区域，清除掉垃圾；
(3)喷播固沙基质；将深层粘质土、黑腐酸、团粒剂、高分子粘合剂、木粉、酒糟、有机肥、种子按一定体积比混合均匀制成固沙基质，喷播机喷出，所述固沙基质组分的体积比为，深层粘质土40％，黑腐酸20％，团粒剂0.1％，高分子粘合剂0.5％，木粉30％，酒糟5％，有机肥3％，种子1.4％。高分子粘合剂可以由丙烯酸酯、蛋白胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇中的一种或者几种组成，种子为芦苇、西藏蒿草、垂穗披碱草中任意一种或几种。
(4)喷播厚度2～3cm，喷播厚度要均匀一致。
实施例4
在高海拔地区的河床上进行喷播绿化的方法，包括如下步骤：
(1)在河流的旱季准备喷播施工，喷播施工时间是每年3月份，喷播完成时间是4月底；
(2)喷播施工前，对施工区域进行整理，平整待施工区域，清除掉垃圾；
(3)喷播固沙基质；将深层粘质土、黑腐酸、团粒剂、高分子粘合剂、木粉、酒糟、有机肥、种子按一定体积比混合均匀制成固沙基质，喷播机喷出，所述固沙基质组分的体积比为，深层粘质土15％，黑腐酸35％，团粒剂0.5％，高分子粘合剂1％，木粉40％，酒糟5.1％，有机肥3％，种子0.4％。高分子粘合剂由丙烯酸酯、蛋白胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇酯中的一种或者几种组成，种子选用芦苇、西藏蒿草、垂穗披碱草中任意一种或几种。
(4)喷播厚度2～3cm，喷播厚度要均匀一致。
实施例1至实施例4所得的固沙基质，进行抗冲刷系数、离析度、粘聚力、抗疲劳能力和流失率测定，测定方法与结果如下：
1.抗冲刷系数测定
以土壤冲刷量、冲刷需水量、冲刷时间为参数，采用冲走1克干土所需要的水量和时间评估土壤的抗冲性。采用改进的原状土冲刷水槽法，水槽长1.4m，宽0.8m，本次试验选择坡度5°进行测试，通过恒压水箱调整供水流量，设计水平2L/min，在水流稳定后，将土壤样品装入土样室，使土样表面和槽面齐平，然后放水冲刷10min并采集径流泥沙过程样，在冲刷开始后前4min内，每1min量取1次冲刷水流量并取样，以后每3min量取1次，用水桶收集试验产生的全部水流，充分搅动后取样、烘干、称重。
运用上述方法，将实施例1至4制成的固沙基质依次作为土壤样品，进行抗冲刷系数测定试验。实施例1至实施例4制成的固沙基质，其抗冲刷系数均大于100L.min/g。
2.离析度测定
环刀取样(直径5cm，高度3cm)，自然风干后置于盛有一定体积水(400ml)的密闭容器中(体积为750ml)，在特定的振幅(20mm)和振荡频率(100r/min)下，单位时间内(2min)，在容器中将散落物过筛(孔径为2cm的方孔筛)，水中剩余散落物的质量占原土壤试块质量的比值(风干基)为试验土壤的离析度。
运用上述方法，将实施例1至4制成的固沙基质依次作为测试对象，进行离析度测定。实施例1至4制成的固沙基质，其离析度均小于1％。
3.粘聚力(C值)测定
对土壤杨平进行扰动试样的室内直剪试验研究，以获取抗剪强度指标粘聚力c值。运用上述方法，对实施例1至4制成的固沙基质进行粘聚力测定，四个实施例所得的固沙基质的粘聚力均大于100kPa。
4.抗疲劳能力与基质流失率
抗老化能力测试：喷播前将各成分按体积比混合均匀，测定固沙基质的抗冲刷系数、离析度和粘聚力，作为基础数据，3个月后和1年后分别测定其抗冲刷系数、孔隙率、粘聚力，计算其抗疲劳能力。用环刀取样，各重复三次取平均值。
试验日期是2016年3月2日，运用实施例1至4的喷播绿化方法，在西藏雅江河床上各喷播绿化500平方米，作为实验组1-4，将市售普通的固沙防沙基质作运用实施例1所述的方法在西藏雅江河床上喷播绿化500平方米，作为对照组。抗疲劳能力测定日期分别是2016年6月5日与2017年3月2日，基质流失率测定日期是2017年3月17日。测试结果见表1至表5。
表1实施例1基质理化性质数据变化记录
对照组的抗冲刷系数为15L.min/g，离析度为64％，粘聚力78kPa，三个月后基质流失率大于95％，无法测得对照组的物理指标。
表2实施例2基质理化性质数据变化记录
表3实施例3基质理化性质变化记录
表4实施例4基质理化性质变化记录
表5基质流失率测定试验
组别 基质流失率
实验组1(实施例1) 4.1％
实验组2(实施例2) 4.3％
实验组3(实施例3) 4.2％
实验组4(实施例4) 4.9％
对照组 ＞95％
可见，实施例1至4的固沙基质的抗疲劳能力、基质流失率明显优于市面普通的固沙基质，更能适应高海拔地区，尤其是雅江江流流域环境。
喷播结束完成3个月后，实施例1-4喷播区域的植物生长高度＞15cm，生长健壮，每平米的生长密度大于500株，植被覆盖率大于95％以上，试验区域中沙子的裸露率＜1％，可从从源头上解决沙化问题。而用普通市面上固沙基质作为对照，3个月后的基质流失率大于95％，对照组喷播区域未发现植物生存。
喷播结束一年后，实施例1-4喷播区域的植物平均生长高度为25cm，冠幅20cm，生长健壮，每平方的生长密度大于200株，植被覆盖率97％以上，喷播区域中沙子的沙子的裸露率＜1％。
上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在河流的旱季准备喷播施工；
(2)喷播施工前，对施工区域进行整理，平整待施工区域，清除掉垃圾；
(3)喷播固沙基质；将深层粘质土、黑腐酸、团粒剂、高分子粘合剂、木粉、酒糟、有机肥、种子按一定体积比混合均匀制成固沙基质，并置于喷播机中，均匀喷出，所述固沙基质组分的体积比为，深层粘质土15～40％，黑腐酸20～35％，团粒剂0.1～2％，高分子粘合剂0.5～3.0％，木粉30～45％，酒糟5～10％，有机肥3～5％，种子0.4～2.5％；
(4)喷播厚度2～3cm，喷播厚度均匀一致。
2.根据权利要求1所述的一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，其特征在于，所述喷播最佳时间在每年3月份，最佳喷播完成时间在4月底前。
3.根据权利要求1所述的一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，其特征在于，所述的高分子粘合剂由聚丙烯酸酯、蛋白胶、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇中的一种或者几种组成。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，其特征在于，所述固沙基质的抗冲刷系数＞100L.min/g，粘聚力＞100kPa，离析度＜1％，1年后基质抗疲劳能力＜5％。
5.根据权利要求2或3所述的一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，其特征在于，深层粘质土27.1％，黑腐酸26％，团粒剂1.1％，高分子粘合剂3％，木粉31.4％，酒糟6％，有机肥4.2％，种子1.2％。
6.根据权利要求5所述的一种用于高海拔地区河床的喷播绿化方法，其特征在于，所述种子为芦苇、西藏蒿草、垂穗披碱草中任意一种或几种。
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