CN108702890A - 一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术 - Google Patents
一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及生态治理技术领域,且公开了一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,包括适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,所述适用于砒砂岩区坡面综合治理技术包括生物方面的治理、材料方面的治理和工程方面的治理。该适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,通过生物措施、材料措施、工程措施多元耦合的角度出发,对砒砂岩小流域坡面进行治理,其中生物措施主要沙棘、百里香、冰草等不同的配置模式的种植,材料措施主要指抗蚀促生材料和化学灌浆材料,工程措施主要指三角堰、截流沟、截水坑、鱼鳞坑、锚固等,三种措施在砒砂岩坡面治理中综合配置,达到固化砒砂岩、促进植被生长,减少坡面水土流失的效果。
Description
技术领域
本发明涉及生态治理技术领域,具体为一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术。
背景技术
生态修复是指对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展;主要指致力于那些在自然突变和人类活动活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。
砒砂岩是一种松散岩层,具体指古生代二叠纪和中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪的厚层砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层,砒砂岩为陆相碎屑岩系,由于其上覆岩层厚度小、压力低,造成其成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低,集中分布黄土高原北部晋陕蒙接壤地区的鄂尔多斯高原。
现有申请号CN201510060684.9的发明公开了一种利用种植菌草治理砒砂岩的方法本发明用菌草治理砒砂岩利用先锋植物巨菌草生长速度快,生物量大,根系发达的特点,用绿洲1号茎杆粗壮、可抗埋压、蓄水保土,根系发达,埋压后生根发芽快等优点,实现有效治,选用的菌草生物特性差异显著并可互补的三种菌草,采用种植或育苗移植菌草结合播菌草种子的综合治理方法,本发明在集合砒砂岩区固有特点以及其治理难点的基础上,利用菌草技术,首次提出“菌草生物坝”治理措施,“点”、“线”、“面”结合的治理模式,此技术具有成本低,见效快,易操作,生态效益好,经济效益高,固定坡体岩土效果好,减缓河床冲刷力度,显著降低支流沟渠的水流速度,拦沙阻沙效果好等特点;
1.该发明虽然具备砒砂岩的治理方法,但是功能太单一;
2.该发明虽然具备砒砂岩的治理方法,只能使用植物进行治理;
现有大部分的砒砂岩由于地表裸露,加上水蚀、风蚀及重力侵蚀相互作用,造成了当地极为严重的水土流失,成为黄河中游粗砂的主要来源,进过水流和风过后,砒砂岩变成沙尘,跟随水流和分离流入到黄河内,导致黄河沙土堆积,由于砒砂岩的流失,地表出现沟渠,水土大面积的流失,造成严重的生态破坏。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,具备防沙土流失、治理效果好、治理多样性等优点,解决了大部分的砒砂岩由于地表裸露,加上水蚀、风蚀及重力侵蚀相互作用,造成了当地极为严重的水土流失,成为黄河中游粗砂的主要来源,进过水流和风过后,砒砂岩变成沙尘,跟随水流和分离流入到黄河内,导致黄河沙土堆积,由于砒砂岩的流失,地表出现沟渠,水土大面积的流失,造成严重的生态破坏的问题。
(二)技术方案
为实现上述防沙土流失、治理效果好、治理多样性的目的,本发明提供如下技术方案:一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,包括适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,所述适用于砒砂岩区坡面综合治理技术包括生物方面的治理、材料方面的治理和工程方面的治理;
第一步生物方面的治理:砒砂岩可分为裸露砒砂岩区、盖土区和盖沙区,根据地形的不同种植不同的植被,首先可以再砒砂岩区种植沙棘,沙棘是一种适应性很强的植物,可耐地表最低温度负50度,和最高温度60度在降雨量不足300mm的强干旱地区均能有效生长,沙棘的根系十分发达,以水平根系为主,具有很发达的皮层薄壁组织和多细胞皮,这使得沙棘易串根,分蘖萌生蔓延能力强,繁殖快,生物量大,沙棘具有良好的水土保持作用,尤其适宜在水土流失严重的裸露砒砂岩上推广种植,同时沙棘在种植过程中,应采用混合的种植方法;
也可以在砒砂岩种植野牛草,野牛草生长迅速,野牛草当年生匍匐茎可生长40厘米,5月栽植,8月可覆盖地面70%以上,抗旱性强,适于在缺水地区或浇水不方便的地段铺植,生命力强,与杂草竞争力强,可节省人力物力,耐盐碱,在含盐量1%时仍能生长良好,抗病虫能力强,可减少施药量,从而减轻对环境的污染管理粗放,只需控制野牛草生长的高度,野牛草对砒砂岩的加固同样起到移动的作用;
冰草同样适应半潮湿到干旱的气候,生长在干旱草原或荒漠草原,天然生冰草很少形成单纯的植被,常与其他禾本科草、苔草、非禾本科植物以及灌木混生生于干燥草地、山坡、丘陵以及沙地,同时冰草为优良牧草,家禽喜食的植物,营养高,同样可以在砒砂岩区进行放牧,有利于增加对砒砂岩区土地的紧固;
百里香喜温暖,喜光和干燥的环境,对土壤的要求不高,由于砒砂岩泥土流失频繁,百里香适应在砒砂岩区生产,砒砂岩区年降水量大,加上沟渠较多,百里香喜水,在砒砂岩区可以迅速生长,增加对砒砂岩区泥土的紧固;
榆树阳性树种,喜光,耐旱,耐寒,耐瘠薄,不择土壤,适应性很强,根系发达,抗风力、保土力强,萌芽力强耐修剪,生长快,寿命长,能耐干冷气候及中度盐碱,具抗污染性,叶面滞尘能力强,由于砒砂岩区风力较大,砒砂岩经过风力的侵蚀,泥土容易散落,大面积的种植榆树可以有效的阻挡风力的侵蚀,加上榆树的根茎发达,风力很难侵蚀砒砂岩的表面;
第二步采用材料措施,材料措施主要指抗蚀促生材料和化学灌浆材料,向砒砂岩内注入乙烯-醋酸乙烯共聚物的复合材料可以加固砒砂岩之间的连接,向砒砂岩内加入亲水性聚氨酯材料到固沙的内部,亲水性聚氨酯材料可以形成具有一定力学性能和孔隙率的柔性固沙层,向砒砂岩层内加入聚丙烯醇纤维,也可以增强砒砂岩的坚固性;
同时可以通过碳酸钙、巴式芽孢杆菌、植物多糖、腐殖酸物质,如褐煤、生活污泥、造纸黑液等的注入来达到砒砂岩的坚固;
第三步工程措施方面的治理:砒砂岩遇水膨胀溃散的主要原因是其岩石成分中含有大量的易膨胀溃散的亲水性蒙脱石,通过在砒砂岩中添加抑制蒙脱石膨胀的改性剂、胶凝抑制剂以后,能明显降低其膨胀性,同时其力学强度可得到显著改善,利用砒砂岩改性材料修筑淤地坝的示范工程建设,可以修建淤地坝;
设计渠道纵坡1:12000,底宽6.0m,渠深3.85m,渠坡1:2,渠顶马道宽度4.5m,高边坡上马道4,0m,渠道主要为开挖段,采用预制板衬砌,土工膜防渗,部分渠段开挖深度较大,高边坡采用预制砼格梁网格支护,渠道设计流量30.5m'/s,加大设计流量35m'/s,砒砂岩地区降水量比较大,砒砂岩经过水流时,砒砂岩会变成泥土流失,开挖沟渠可以增加砒砂岩水流的流量,同时开挖截流沟防止泥土通过水流流失泥土;
70°以上坡面的治理措施在坡面重力侵蚀产生裂缝的部位,利用钻机向砒砂岩层中钻孔至设计深度,下注浆管,启动注浆机,向砒砂岩体中注入一定量高聚物浆液,浆液发生化学反应,体积膨胀,在裂隙中流动扩散并最终固化,达到填充裂隙、封堵渗流通道、粘结挤密岩体的作用,其他部位喷施浓度达到10%的固化剂,单位喷施厚度控制在0.2cm-0.3cm;经过6个月的观测和测试,土壤表层依然有防水层,能够避免水分下渗,防止了降雨水对坡面的侵蚀,完全避免了风力侵蚀,裂缝灌浆技术也有效控制了砒砂岩坡面的重力侵蚀。
优选的,所述栽种沙棘应结合本区特点,对于平缓区应尽量采用宽带状种植,株行距以1~24X6~10m为宜。
优选的,所述柔性固沙层不仅可以抵挡风力和水力侵蚀,而且可以显著缓解沙体冻胀和重力作用引起的体积变化,同时具有保水作用,促进植被的生长。
优选的,所述结合砒砂岩不同坡段坡度分级及其成分构成的多样性,能够有效地控制坡面径流、减少土壤侵蚀,达到快速恢复植被的效果,相比于裸露试验小区,产流产沙量减少70%以上,植被覆盖度达到95%以上。
优选的,所述30°-70°坡面的治理措施穴状品字方式栽种沙棘幼苗,株行距0.8m×0.8m在沙棘行间撒野牛草种子,密度5-10g/m2在沙棘行间栽种鹅绒藤幼苗,株行距0.5×0.5m;喷洒浓度为4%-6%的固化剂,单位溶液喷施厚度0.2cm,起到固化促生效果;在坡面每间隔30米布设一条截流沟,有效截水,供给植被,出现泄溜及可能出现泄溜的部位布设三角堰,植物栅等,经过6个月的观察和检测,结果表明,喷洒固化剂后砒砂岩表面固结层一直存在,能够有效的防止地表径流对土壤的冲刷和侵蚀,同时,沙棘长势良好,成活率达到91.6%;野牛草成活率在80%以上,长势良好,鹅绒藤形成大面积覆盖,几乎覆盖未种植沙棘的土壤表面,覆盖率达到78.4%,同时,鹅绒藤匍匐生长,在地表形成生物覆盖层,与化学固化层相互作用,共同固化了坡面的砒砂岩区,试验充分证明了这种配置模式的可行性和优良的保土效果。
优选的,所述30°以下坡面的配置模式条状栽种沙棘幼苗,株距控制在0.5m以内,行距1-2m,在坡面上撒播野牛草种子,密度3-5g/m2,坡底种植沙柳,按1.5m×1.5m开穴,穴长宽各30cm,每穴放入插条4-6根,喷洒浓度为2%-4%的固化剂,单位溶液喷施厚度0.2cm,经过6个月的观察和检测,结果表明,喷施固化剂后能够有效促进植物种子的萌发,且土壤中的含水率相比于未固化区域提高了0.8-2.2%,通过对试验区和对照区域土壤流失情况的检测表明,试验区的土壤流失减少了97.2%,这说明该措施能够有效的防止土壤的流失,同时利于恢复植被的生长,试验各个部分通过采集数据和观察植物长势,充分证明了所选植被的适生性良好,且工程措施效果良好,充分证明了抗蚀促生二元立体配置模式的可行性。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,具备以下有益效果:
1、该适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,通过生物措施、材料措施、工程措施多元耦合的角度出发,对砒砂岩小流域坡面进行治理,其中生物措施主要沙棘、百里香、冰草等不同的配置模式的种植,材料措施主要指抗蚀促生材料和化学灌浆材料,工程措施主要指三角堰、截流沟、截水坑、鱼鳞坑、锚固等,三种措施在砒砂岩坡面治理中综合配置,达到固化砒砂岩、促进植被生长,减少坡面水土流失的效果。
2、该适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,通过榆树的作用,使得砒砂岩的泥土通过榆树的根茎得到增强,同时经过大批量的榆树,可以有效地阻挡风力的侵蚀,防止风力通过砒砂岩时,砒砂岩表面的泥土经过风力的侵蚀,导致砒砂岩的表面生态被破坏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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做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。
一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,包括适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,适用于砒砂岩区坡面综合治理技术包括生物方面的治理、材料方面的治理和工程方面的治理;
第一步生物方面的治理:砒砂岩可分为裸露砒砂岩区、盖土区和盖沙区,根据地形的不同种植不同的植被,首先可以再砒砂岩区种植沙棘,沙棘是一种适应性很强的植物,可耐地表最低温度负50度,和最高温度60度在降雨量不足300mm的强干旱地区均能有效生长,沙棘的根系十分发达,以水平根系为主,具有很发达的皮层薄壁组织和多细胞皮,这使得沙棘易串根,分蘖萌生蔓延能力强,繁殖快,生物量大,沙棘具有良好的水土保持作用,尤其适宜在水土流失严重的裸露砒砂岩上推广种植,同时沙棘在种植过程中,应采用混合的种植方法;
也可以在砒砂岩种植野牛草,野牛草生长迅速,野牛草当年生匍匐茎可生长40厘米,5月栽植,8月可覆盖地面70%以上,抗旱性强,适于在缺水地区或浇水不方便的地段铺植,生命力强,与杂草竞争力强,可节省人力物力,耐盐碱,在含盐量1%时仍能生长良好,抗病虫能力强,可减少施药量,从而减轻对环境的污染,管理粗放,只需控制野牛草生长的高度,野牛草对砒砂岩的加固同样起到移动的作用;
冰草同样适应半潮湿到干旱的气候,生长在干旱草原或荒漠草原,天然生冰草很少形成单纯的植被,常与其他禾本科草、苔草、非禾本科植物以及灌木混生,生于干燥草地、山坡、丘陵以及沙地,同时冰草为优良牧草,家禽喜食的植物,营养高,同样可以在砒砂岩区进行放牧,有利于增加对砒砂岩区土地的紧固;
百里香喜温暖,喜光和干燥的环境,对土壤的要求不高,由于砒砂岩泥土流失频繁,百里香适应在砒砂岩区生产,砒砂岩区年降水量大,加上沟渠较多,百里香喜水,在砒砂岩区可以迅速生长,增加对砒砂岩区泥土的紧固;
榆树阳性树种,喜光,耐旱,耐寒,耐瘠薄,不择土壤,适应性很强,根系发达,抗风力、保土力强,萌芽力强耐修剪,生长快,寿命长,能耐干冷气候及中度盐碱,具抗污染性,叶面滞尘能力强,由于砒砂岩区风力较大,砒砂岩经过风力的侵蚀,泥土容易散落,大面积的种植榆树可以有效的阻挡风力的侵蚀,加上榆树的根茎发达,风力很难侵蚀砒砂岩的表面;
第二步采用材料措施,材料措施主要指抗蚀促生材料和化学灌浆材料,向砒砂岩内注入乙烯-醋酸乙烯共聚物的复合材料可以加固砒砂岩之间的连接,向砒砂岩内加入亲水性聚氨酯材料到固沙的内部,亲水性聚氨酯材料可以形成具有一定力学性能和孔隙率的柔性固沙层,向砒砂岩层内加入聚丙烯醇纤维,也可以增强砒砂岩的坚固性;
同时可以通过碳酸钙、巴式芽孢杆菌、植物多糖、腐殖酸物质,如褐煤、生活污泥、造纸黑液等的注入来达到砒砂岩的坚固;
第三步工程措施方面的治理:砒砂岩遇水膨胀溃散的主要原因是其岩石成分中含有大量的易膨胀溃散的亲水性蒙脱石,通过在砒砂岩中添加抑制蒙脱石膨胀的改性剂、胶凝抑制剂以后,能明显降低其膨胀性,同时其力学强度可得到显著改善,利用砒砂岩改性材料修筑淤地坝的示范工程建设,可以修建淤地坝;
设计渠道纵坡1:12000,底宽6.0m,渠深3.85m,渠坡1:2,渠顶马道宽度4.5m,高边坡上马道4,0m,渠道主要为开挖段,采用预制板衬砌,土工膜防渗,部分渠段开挖深度较大,高边坡采用预制砼格梁网格支护,渠道设计流量30.5m'/s,加大设计流量35m'/s,砒砂岩地区降水量比较大,砒砂岩经过水流时,砒砂岩会变成泥土流失,开挖沟渠可以增加砒砂岩水流的流量,同时开挖截流沟防止泥土通过水流流失泥土;
70°以上坡面的治理措施在坡面重力侵蚀产生裂缝的部位,利用钻机向砒砂岩层中钻孔至设计深度,下注浆管,启动注浆机,向砒砂岩体中注入一定量高聚物浆液,浆液发生化学反应,体积膨胀,在裂隙中流动扩散并最终固化,达到填充裂隙、封堵渗流通道、粘结挤密岩体的作用,其他部位喷施浓度达到10%的固化剂,单位喷施厚度控制在0.2cm-0.3cm;经过6个月的观测和测试,土壤表层依然有防水层,能够避免水分下渗,防止了降雨水对坡面的侵蚀,完全避免了风力侵蚀,裂缝灌浆技术也有效控制了砒砂岩坡面的重力侵蚀。
栽种沙棘应结合本区特点,对于平缓区应尽量采用宽带状种植,株行距以1~24X6~10m为宜;柔性固沙层不仅可以抵挡风力和水力侵蚀,而且可以显著缓解沙体冻胀和重力作用引起的体积变化,同时具有保水作用,促进植被的生长;结合砒砂岩不同坡段坡度分级及其成分构成的多样性,能够有效地控制坡面径流、减少土壤侵蚀,达到快速恢复植被的效果,相比于裸露试验小区,产流产沙量减少70%以上,植被覆盖度达到95%以上;30°-70°坡面的治理措施穴状品字方式栽种沙棘幼苗,株行距0.8m×0.8m在沙棘行间撒野牛草种子,密度5-10g/m2在沙棘行间栽种鹅绒藤幼苗,株行距0.5×0.5m;喷洒浓度为4%-6%的固化剂,单位溶液喷施厚度0.2cm,起到固化促生效果;在坡面每间隔30米布设一条截流沟,有效截水,供给植被,出现泄溜及可能出现泄溜的部位布设三角堰,植物栅等,经过6个月的观察和检测,结果表明,喷洒固化剂后砒砂岩表面固结层一直存在,能够有效的防止地表径流对土壤的冲刷和侵蚀,同时,沙棘长势良好,成活率达到91.6%;野牛草成活率在80%以上,长势良好,鹅绒藤形成大面积覆盖,几乎覆盖未种植沙棘的土壤表面,覆盖率达到78.4%,同时,鹅绒藤匍匐生长,在地表形成生物覆盖层,与化学固化层相互作用,共同固化了坡面的砒砂岩区,试验充分证明了这种配置模式的可行性和优良的保土效果;30°以下坡面的配置模式条状栽种沙棘幼苗,株距控制在0.5m以内,行距1-2m,在坡面上撒播野牛草种子,密度3-5g/m2,坡底种植沙柳,按1.5m×1.5m开穴,穴长宽各30cm,每穴放入插条4-6根,喷洒浓度为2%-4%的固化剂,单位溶液喷施厚度0.2cm,经过6个月的观察和检测,结果表明,喷施固化剂后能够有效促进植物种子的萌发,且土壤中的含水率相比于未固化区域提高了0.8-2.2%,通过对试验区和对照区域土壤流失情况的检测表明,试验区的土壤流失减少了97.2%,这说明该措施能够有效的防止土壤的流失,同时利于恢复植被的生长,试验各个部分通过采集数据和观察植物长势,充分证明了所选植被的适生性良好,且工程措施效果良好,充分证明了抗蚀促生二元立体配置模式的可行性。
综上所述,该适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,通过生物措施、材料措施、工程措施多元耦合的角度出发,对砒砂岩小流域坡面进行治理,其中生物措施主要沙棘、百里香、冰草等不同的配置模式的种植,材料措施主要指抗蚀促生材料和化学灌浆材料,工程措施主要指三角堰、截流沟、截水坑、鱼鳞坑、锚固等,三种措施在砒砂岩坡面治理中综合配置,达到固化砒砂岩、促进植被生长,减少坡面水土流失的效果;通过榆树的作用,使得砒砂岩的泥土通过榆树的根茎得到增强,同时经过大批量的榆树,可以有效地阻挡风力的侵蚀,防止风力通过砒砂岩时,砒砂岩表面的泥土经过风力的侵蚀,导致砒砂岩的表面生态被破坏;解决了大部分的砒砂岩由于地表裸露,加上水蚀、风蚀及重力侵蚀相互作用,造成了当地极为严重的水土流失,成为黄河中游粗砂的主要来源,进过水流和风过后,砒砂岩变成沙尘,跟随水流和分离流入到黄河内,导致黄河沙土堆积,由于砒砂岩的流失,地表出现沟渠,水土大面积的流失,造成严重的生态破坏的问题。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,包括适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,其特征在于:所述适用于砒砂岩区坡面综合治理技术包括生物方面的治理、材料方面的治理和工程方面的治理;
第一步生物方面的治理:砒砂岩可分为裸露砒砂岩区、盖土区和盖沙区,根据地形的不同种植不同的植被,首先可以再砒砂岩区种植沙棘,沙棘是一种适应性很强的植物,可耐地表最低温度负50度,和最高温度60度在降雨量不足300mm的强干旱地区均能有效生长,沙棘的根系十分发达,以水平根系为主,具有很发达的皮层薄壁组织和多细胞皮,这使得沙棘易串根,分蘖萌生蔓延能力强,繁殖快,生物量大,沙棘具有良好的水土保持作用,尤其适宜在水土流失严重的裸露砒砂岩上推广种植,同时沙棘在种植过程中,应采用混合的种植方法;
也可以在砒砂岩种植野牛草,野牛草生长迅速,野牛草当年生匍匐茎可生长40厘米,5月栽植,8月可覆盖地面70%以上,抗旱性强,适于在缺水地区或浇水不方便的地段铺植,生命力强,与杂草竞争力强,可节省人力物力,耐盐碱,在含盐量1%时仍能生长良好,抗病虫能力强,可减少施药量,从而减轻对环境的污染,管理粗放,只需控制野牛草生长的高度,野牛草对砒砂岩的加固同样起到移动的作用;
冰草同样适应半潮湿到干旱的气候,生长在干旱草原或荒漠草原,天然生冰草很少形成单纯的植被,常与其他禾本科草、苔草、非禾本科植物以及灌木混生,生于干燥草地、山坡、丘陵以及沙地,同时冰草为优良牧草,家禽喜食的植物,营养高,同样可以在砒砂岩区进行放牧,有利于增加对砒砂岩区土地的紧固;
百里香喜温暖,喜光和干燥的环境,对土壤的要求不高,由于砒砂岩泥土流失频繁,百里香适应在砒砂岩区生产,砒砂岩区年降水量大,加上沟渠较多,百里香喜水,在砒砂岩区可以迅速生长,增加对砒砂岩区泥土的紧固;
榆树阳性树种,喜光,耐旱,耐寒,耐瘠薄,不择土壤,适应性很强,根系发达,抗风力、保土力强,萌芽力强耐修剪,生长快,寿命长,能耐干冷气候及中度盐碱,具抗污染性,叶面滞尘能力强,由于砒砂岩区风力较大,砒砂岩经过风力的侵蚀,泥土容易散落,大面积的种植榆树可以有效的阻挡风力的侵蚀,加上榆树的根茎发达,风力很难侵蚀砒砂岩的表面;
第二步采用材料措施,材料措施主要指抗蚀促生材料和化学灌浆材料,向砒砂岩内注入乙烯-醋酸乙烯共聚物的复合材料可以加固砒砂岩之间的连接,向砒砂岩内加入亲水性聚氨酯材料到固沙的内部,亲水性聚氨酯材料可以形成具有一定力学性能和孔隙率的柔性固沙层,向砒砂岩层内加入聚丙烯醇纤维,也可以增强砒砂岩的坚固性;
同时可以通过碳酸钙、巴式芽孢杆菌、植物多糖、腐殖酸物质,如褐煤、生活污泥、造纸黑液等的注入来达到砒砂岩的坚固;
第三步工程措施方面的治理:砒砂岩遇水膨胀溃散的主要原因是其岩石成分中含有大量的易膨胀溃散的亲水性蒙脱石,通过在砒砂岩中添加抑制蒙脱石膨胀的改性剂、胶凝抑制剂以后,能明显降低其膨胀性,同时其力学强度可得到显著改善,利用砒砂岩改性材料修筑淤地坝的示范工程建设,可以修建淤地坝;
设计渠道纵坡1:12000,底宽6.0m,渠深3.85m,渠坡1:2,渠顶马道宽度4.5m,高边坡上马道4,0m,渠道主要为开挖段,采用预制板衬砌,土工膜防渗,部分渠段开挖深度较大,高边坡采用预制砼格梁网格支护,渠道设计流量30.5m'/s,加大设计流量35m'/s,砒砂岩地区降水量比较大,砒砂岩经过水流时,砒砂岩会变成泥土流失,开挖沟渠可以增加砒砂岩水流的流量,同时开挖截流沟防止泥土通过水流流失泥土;
70°以上坡面的治理措施在坡面重力侵蚀产生裂缝的部位,利用钻机向砒砂岩层中钻孔至设计深度,下注浆管,启动注浆机,向砒砂岩体中注入一定量高聚物浆液,浆液发生化学反应,体积膨胀,在裂隙中流动扩散并最终固化,达到填充裂隙、封堵渗流通道、粘结挤密岩体的作用,其他部位喷施浓度达到10%的固化剂,单位喷施厚度控制在0.2cm-0.3cm;经过6个月的观测和测试,土壤表层依然有防水层,能够避免水分下渗,防止了降雨水对坡面的侵蚀,完全避免了风力侵蚀,裂缝灌浆技术也有效控制了砒砂岩坡面的重力侵蚀。
2.根据权利要求1所述的一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,其特征在于:所述栽种沙棘应结合本区特点,对于平缓区应尽量采用宽带状种植,株行距以1~24X6~10m为宜。
3.根据权利要求1所述的一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,其特征在于:所述柔性固沙层不仅可以抵挡风力和水力侵蚀,而且可以显著缓解沙体冻胀和重力作用引起的体积变化,同时具有保水作用,促进植被的生长。
4.根据权利要求1所述的一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,其特征在于:所述结合砒砂岩不同坡段坡度分级及其成分构成的多样性,能够有效地控制坡面径流、减少土壤侵蚀,达到快速恢复植被的效果,相比于裸露试验小区,产流产沙量减少70%以上,植被覆盖度达到95%以上。
5.根据权利要求1所述的一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,其特征在于:所述30°-70°坡面的治理措施穴状品字方式栽种沙棘幼苗,株行距0.8m×0.8m在沙棘行间撒野牛草种子,密度5-10g/m2在沙棘行间栽种鹅绒藤幼苗,株行距0.5×0.5m;喷洒浓度为4%-6%的固化剂,单位溶液喷施厚度0.2cm,起到固化促生效果;在坡面每间隔30米布设一条截流沟,有效截水,供给植被,出现泄溜及可能出现泄溜的部位布设三角堰,植物栅等,经过6个月的观察和检测,结果表明,喷洒固化剂后砒砂岩表面固结层一直存在,能够有效的防止地表径流对土壤的冲刷和侵蚀,同时,沙棘长势良好,成活率达到91.6%;野牛草成活率在80%以上,长势良好,鹅绒藤形成大面积覆盖,几乎覆盖未种植沙棘的土壤表面,覆盖率达到78.4%,同时,鹅绒藤匍匐生长,在地表形成生物覆盖层,与化学固化层相互作用,共同固化了坡面的砒砂岩区,试验充分证明了这种配置模式的可行性和优良的保土效果。
6.根据权利要求1所述的一种适用于砒砂岩区坡面综合治理技术,其特征在于:所述30°以下坡面的配置模式条状栽种沙棘幼苗,株距控制在0.5m以内,行距1-2m,在坡面上撒播野牛草种子,密度3-5g/m2,坡底种植沙柳,按1.5m×1.5m开穴,穴长宽各30cm,每穴放入插条4-6根,喷洒浓度为2%-4%的固化剂,单位溶液喷施厚度0.2cm,经过6个月的观察和检测,结果表明,喷施固化剂后能够有效促进植物种子的萌发,且土壤中的含水率相比于未固化区域提高了0.8-2.2%,通过对试验区和对照区域土壤流失情况的检测表明,试验区的土壤流失减少了97.2%,这说明该措施能够有效的防止土壤的流失,同时利于恢复植被的生长,试验各个部分通过采集数据和观察植物长势,充分证明了所选植被的适生性良好,且工程措施效果良好,充分证明了抗蚀促生二元立体配置模式的可行性。
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