CN108738875B - 用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，包括：植生毯、空心固定桩、植物生长基管及自动持续供水装置，所述植生毯包括多孔布袋及填充于所述多孔布袋内的秸秆颗粒；所述自动持续供水装置包括水箱、与所述水箱连通的输水主管、与所述输水主管出水端连通的多根输水支管及连通于每根所述输水支管出水端的布水盒。本发明的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，利用绿色生态手段，对寒温带大风地区进行生态修复，能有效改善该地区的土壤结构，固沙治沙，防止水土流失，将沙化土壤转变成可耕种或可利用土地，通过绿色植物修复当地的生态系统。

Description

用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统

技术领域

本发明涉及生态修复技术领域，特别涉及一种用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统。

背景技术

寒温带大风地区，气候较恶劣，其生态环境脆弱，因自然环境恶化或人类的破坏后，难以依靠生态系统自身的调控能力进行修复，往往需要借助人工力量对该地区的生态环境进行修复。人工修复方案一般是通过借助辅助设备栽种绿色植物进行生态修复，但寒温带大风地区存在缺水、大风、土壤易沙化等特征，现在的人工栽种绿色植物进行生态修复的方案存在很大的缺陷，主要是因寒温带大风地区的气候特征，栽种的植物因缺水、土壤贫瘠、大风的破坏等因素而存活率很低，而使修复效率和效果均很差，难以对当前的生态环境进行有效改善。所以，现在需要一种能克服寒温带大风地区气候问题的、能有效提高植物存活率的、能取得显著的生态修复效果的绿色生态修复系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，包括：植生毯、空心固定桩、植物生长基管及自动持续供水装置，

所述植生毯包括多孔布袋及填充于所述多孔布袋内的秸秆颗粒；

所述空心固定桩包括多根，分别连接于所述多孔布袋的底部外周，所述空心固定桩底部呈锥形体状，所述空心固定桩内设置有与所述多孔布袋内部连通的导水管；

所述自动持续供水装置包括水箱、与所述水箱连通的输水主管、与所述输水主管出水端连通的多根输水支管及连通于每根所述输水支管出水端的布水盒；

所述布水盒包括外壁上密集设置有多个布水孔的盒体、覆盖设置于所述盒体内壁上的土工布、开设于所述盒体上端用于与所述输水支管连通的进水口及填充于所述盒体内的混合填充物。

优选的是，所述混合填充物为膨胀土、细沙、砾石及秸秆的混合物，所述膨胀土为蒙脱石、伊利石、高岭土中的一种或多种的混合物。

优选的是，所述植物生长基管包括多根，分别均匀间隔连接于所述多孔布袋的底部，所述植物生长基管为具有锥形体尖端的空心管状结构。

优选的是，所述植物生长基管底部外壁上密集开设有多个第二渗透孔。

优选的是，所述空心固定桩底部外壁上密集开设有多个第一渗透孔。

优选的是，所述植物生长基管和空心固定桩内部由上之下均依次填充有土壤层与营养基层。

优选的是，所述植生毯上表面外周围绕设置有防护挡板。

优选的是，所述水箱上端设有盖板，盖板下方设置有隔板，所述盖板和隔板之间填充有秸秆颗粒，所述盖板下方和所述水箱形成集水腔。

优选的是，所述盖板上开设有多个开口，所述开口内插有集水漏斗；所述隔板上开设有管道口。

优选的是，所述盖板和隔板之间设置有集水管，所述集水管上端与所述集水漏斗的下端连通，所述集水管下端插入所述进水口内连通至所述集水腔。

本发明的有益效果是：本发明的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，利用绿色生态手段，对寒温带大风地区进行生态修复，能有效改善该地区的土壤结构，固沙治沙，防止水土流失，将沙化土壤转变成可耕种或可利用土地，通过绿色植物修复当地的生态系统。本发明通过将植生毯贴合铺设在地面，能能减少地表沙土的迁移和流失，大大减弱大风对地表的侵蚀；通过空心固定桩将植生毯固定在地面；通过在植生毯上的植物生长基管和空心固定桩内种植灌木植物和乔木植物，利用植物进行防风固沙，防治土壤进一步沙化的同时将沙化土壤恢复成可耕种的土壤，修复生态环境；利用营养基层为植物生长提供营养，利用自动持续供水装置为植物生长提供持续供水，以克服寒温带大风地区缺水、土壤贫瘠的问题，从而能大大提高植物的成活率，保证生态修复的效果。本发明结构简单、易于施工、成本低，绿色环保、生态修复效果好，具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统的结构示意图；

图2为本发明的水箱的结构示意图；

图3为本发明的布水盒的结构示意图；

图4为本发明的布水盒的剖视图。

附图标记说明：

1—植生毯；2—空心固定桩；3—植物生长基管；4—自动持续供水装置；5—土壤层；6—营养基层；10—多孔布袋；11—防护挡板；20—导水管；21—第一渗透孔；30—第二渗透孔；40—水箱；41—输水主管；42—输水支管；43—布水盒；44—盖板；45—隔板；46—集水漏斗；47—集水腔；48—集水管；49—进水管；430—盒体；431—布水孔；432—土工布；433—进水口；434—混合填充物；440—开口；450—管道口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-4所示，本实施例的一种用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，包括：植生毯1、空心固定桩2、植物生长基管3及自动持续供水装置4，

植生毯1包括多孔布袋10及填充于多孔布袋10内的秸秆颗粒；

空心固定桩2包括多根，分别连接于多孔布袋10的底部外周，空心固定桩2底部呈锥形体状，空心固定桩2内设置有与多孔布袋10内部连通的导水管20；

自动持续供水装置4包括水箱40、与水箱40连通的输水主管41、与输水主管41出水端连通的多根输水支管42及连通于每根输水支管42出水端的布水盒43。

水箱40上端设有盖板44，盖板44下方设置有隔板45，盖板44和隔板45之间填充有秸秆颗粒，盖板44下方和水箱40形成集水腔47。盖板44上开设有多个开口440，开口440内插有集水漏斗46；隔板45上开设有管道口450。盖板44和隔板45之间设置有集水管48，集水管48上端与集水漏斗46的下端连通，集水管48下端插入管道口450内连通至集水腔47。水箱40侧部还设置有进水管49，用于向集水腔47内输送水。

水箱40为空心固定桩2和植物生长基管3提供供水源。水箱40的盖板44上设置的集水漏斗46能收集雨水或露水等，并通过集水管48运输到集水腔47内，补充水源。盖板44和隔板45之间填充的秸秆颗粒具有很好的保水性能，以大大减少集集水漏斗46收集的水分的损失。

布水盒43包括外壁上密集设置有多个布水孔431的盒体430、覆盖设置于盒体430内壁上的土工布432、开设于盒体430上端用于与输水支管42连通的进水口433及填充于盒体430内的混合填充物434。混合填充物434为膨胀土、细沙、砾石及秸秆的混合物，膨胀土为蒙脱石、伊利石、高岭土中的一种或多种的混合物。

膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的特性，布水盒43用于将水箱40内输送过来的水输送至多孔布袋10内，以为空心固定桩2和植物生长基管3内的植物供水。多孔布袋10内填充有秸秆颗粒，其具有很好的保水性能，布水盒43内的水通过布水孔431排出到多孔布袋10内，由秸秆颗粒缓冲贮存，秸秆颗粒持续为设置在其下方的空心固定桩2和植物生长基管3内提高渗水。导水管20利于水分的下渗。

混合填充物434为膨胀土、细沙、砾石及秸秆的混合物，细沙、砾石及秸秆起填充作用，用于增加混合填充物434内部的空隙率，同时能防止膨胀土粘结成块，保持并增强膨胀土的吸收吸水膨胀、失水收缩的特性。布水盒43上的布水孔431将经输水支管42输送至布水盒43内的水分向外渗至多孔布袋10内。布水盒43内壁上的土工布432能渗透水分，用于将混合填充物434包裹在布水盒43内，防止混合填充物434外流及防止布水孔431被堵塞。

秸秆颗粒与布水盒43内的混合物连通，由于水分的渗透作用，两者的含水量能保持相对一致；而秸秆颗粒中存储的水分通过向下渗透，为其下方的空心固定桩2和植物生长基管3内的植物的根系提供水分，秸秆颗粒中存储的水分含量因为下渗为植物供水而发生变化，从而使布水盒43内的混合物的含水量也随之变化。布水盒43能根据秸秆颗粒内含水量的变化而自动调节出水量的大小，具体为：当秸秆颗粒中的水大量渗透到空心固定桩2和植物生长基管3内后，布水盒43内的混合填充物434的含水量也对应减少，膨胀土因失水而收缩，使混合填充物434内的空隙率增多、空隙增大，从而使能透过混合填充物434的水量增大，使布水盒43排出的水量增多，最终使秸秆颗粒中的水量增多，为空心固定桩2和植物生长基管3提供的水量增大；在秸秆颗粒中的水量增多的同时，布水盒43内的混合填充物434的含水量也逐渐增加，使混合填充物434内的空隙率减少、空隙减小，使能透过混合填充物434的水量又减小，从而使布水盒43排出的水量开始减少，最终为空心固定桩2和植物生长基管3提供的水量开始减小。布水盒43对供水量进行自动动态调节，布水盒43排出的水量呈动态平衡：空心固定桩2和植物生长基管3内水量不够时，布水盒43排出的水量便增大，反之则减少；从而能保证为空心固定桩2和植物生长基管3内的植物持续供水，且始终保持供水量为适宜范围，既能保证植物正常生长，又能避免水分的浪费。使用时，根据实际的气候环境，通过调节混合填充物434中各组分的比例、布水盒43的大小、布水孔431的大小、输水管的直径等即可调节处于适宜范围时的供水量的大小，以保证植物生长所需水分的供应。例如，在干燥气候时，供水量的适宜范围比湿润气候时的供水量的适宜范围显然要大。

植物生长基管3包括多根，分别均匀间隔连接于多孔布袋10的底部，植物生长基管3为具有锥形体尖端的空心管状结构。植物生长基管3底部外壁上密集开设有多个第二渗透孔30。空心固定桩2底部外壁上密集开设有多个第一渗透孔21。植物生长基管3和空心固定桩2内部由上之下均依次填充有土壤层5与营养基层6。

植生毯1上表面外周围绕设置有防护挡板11。防护挡板11用于阻挡风沙，对植生毯1上的植物形成较好的保护，尤其是在植物处于幼苗时期。从而能提高植物幼苗的存活率。

植物生长基管3内的土壤层5内埋有灌木植物的种子，空心固定桩2内的土壤层5内埋有乔木植物的种子，营养基层6为植物生长提供营养，自动持续供水装置4为植物生长提供持续供水。

第一渗透孔21和第二渗透孔30供植物根系穿出，以进入下层的土壤。空心固定桩2用于在初期植物处于幼苗时，将植生毯1固定在地面上，防止大风的破坏。植生毯1贴合铺设在地面，能减少地表沙土的迁移和流失，大大减弱大风对地表的侵蚀。植物生长基管3和空心固定桩2的底部采用以降解的材料制成，当植物逐渐长成后，植物生长基管3和空心固定桩2的底部会逐渐降解，通过植物本身根系的作用将植生毯1固定在地面上。植物生长基管3内种较为矮小的植灌木植物，能治沙固沙，紧固土壤，防止土壤流失；空心固定桩2内种植高大的乔木植物，且种植深度更深，高大的乔木植物通过根系深入下层土壤，将植生毯1稳定固定在地面，能起到防风固沙，保持水土的作用；同时空心固定桩2设置在植物生长基管3外围，即高大的乔木植物种植再植灌木植物外围，对灌木植物能形成很好的保护，防止大风对灌木植物的破坏，从而通过灌木植物和乔木植物实现治沙固沙、防止土壤流失、修复生态环境的目的。

本发明施工时，先在地表挖一个能容纳植生毯1的浅坑，将植生毯1铺设在浅坑内，并将植物生长基管3和空心固定桩2打入到土壤内，在植物生长基管3和空心固定桩2内栽种植物幼苗或埋入植物种子，将水箱40架设在浅坑附近的地表上方，并连接好管道，在水箱40加满水。

寒温带大风地区，气候较恶劣，其生态环境脆弱，因自然环境恶化或人类的破坏后，难以依靠生态系统自身的调控能力进行修复，往往需要借助人工力量对该地区的生态环境进行修复。寒温带大风地区存在缺水、大风、土壤易沙化等特征，一般通过人工栽种绿色植物进行生态修复，但因其特殊气候，栽种的植物幼苗因缺水、土壤贫瘠、大风的破坏等因素而存活率很低。本发明的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，能极大提高植物幼苗的存活率，通过植物进行绿色生态修复。本发明通过将植生毯1贴合铺设在地面，能能减少地表沙土的迁移和流失，大大减弱大风对地表的侵蚀；通过空心固定桩2将植生毯1固定在地面；通过在植生毯1上的植物生长基管3和空心固定桩2内种植灌木植物和乔木植物，利用植物进行防风固沙，防治土壤进一步沙化的同时将沙化土壤恢复成可耕种的土壤，修复生态环境；利用营养基层6为植物生长提供营养，利用自动持续供水装置4为植物生长提供持续供水，以克服寒温带大风地区缺水、土壤贫瘠的问题，从而能大大提高植物的成活率，保证生态修复的效果。本发明利用绿色生态手段，对寒温带大风地区进行生态修复，能有效改善该地区的土壤结构，固沙治沙，防止水土流失，将沙化土壤转变成可耕种或可利用土地，通过绿色植物修复当地的生态系统。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，包括：植生毯、空心固定桩、植物生长基管及自动持续供水装置，

所述植生毯包括多孔布袋及填充于所述多孔布袋内的秸秆颗粒；

所述空心固定桩包括多根，分别连接于所述多孔布袋的底部外周，所述空心固定桩底部呈锥形体状，所述空心固定桩内设置有与所述多孔布袋内部连通的导水管；

所述自动持续供水装置包括水箱、与所述水箱连通的输水主管、与所述输水主管出水端连通的多根输水支管及连通于每根所述输水支管出水端的布水盒；

所述布水盒包括外壁上密集设置有多个布水孔的盒体、覆盖设置于所述盒体内壁上的土工布、开设于所述盒体上端用于与所述输水支管连通的进水口及填充于所述盒体内的混合填充物；

所述布水盒设置在所述多孔布袋内，所述布水盒上的布水孔将经所述输水支管输送至所述布水盒内的水分向外渗至所述多孔布袋内；

所述混合填充物为膨胀土、细沙、砾石及秸秆的混合物，所述膨胀土为蒙脱石、伊利石、高岭土中的一种或多种的混合物；

所述植物生长基管包括多根，分别均匀间隔连接于所述多孔布袋的底部，所述植物生长基管为具有锥形体尖端的空心管状结构。

2.根据权利要求1所述的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，所述植物生长基管底部外壁上密集开设有多个第二渗透孔。

3.根据权利要求2所述的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，所述空心固定桩底部外壁上密集开设有多个第一渗透孔。

4.根据权利要求3所述的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，所述植物生长基管和空心固定桩内部由上至下均依次填充有土壤层与营养基层。

5.根据权利要求1所述的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，所述植生毯上表面外周围绕设置有防护挡板。

6.根据权利要求1所述的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，所述水箱上端设有盖板，盖板下方设置有隔板，所述盖板和隔板之间填充有秸秆颗粒，所述盖板下方和所述水箱形成集水腔。

7.根据权利要求6所述的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，所述盖板上开设有多个开口，所述开口内插有集水漏斗；所述隔板上开设有管道口。

8.根据权利要求7所述的用于寒温带大风地区的绿色生态修复系统，其特征在于，所述盖板和隔板之间设置有集水管，所述集水管上端与所述集水漏斗的下端连通，所述集水管下端插入所述进水口内连通至所述集水腔。

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