CN109537572B - 一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，包括如下步骤：（1）挖掘聚水穴：在沙漠表层挖掘错落排布的沙穴，形成蜂窝式的连片聚水穴；（2）配置料浆：以沙漠黄沙、水泥和石膏粉为原料，加水后搅拌成浆体；（3）铺浆：将上述浆体平铺在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层；（4）破浆：将上述铺好的浆体进行切割，在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层形成错落排布的大小为3‑10cm的块状或球状料块，料块间的间隙形成植被生长槽；（5）栽植：在聚水穴内栽植适宜在沙漠生长的木本植物。本发明方法治沙效率高，可在沙漠边缘地区大面积实施；治理成本低，原料廉价易得，并能实现就地取材；可有效实现固沙，大大减少流沙的形成。

Description

一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法
技术领域
本发明属于治沙技术领域，涉及一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法。
背景技术
沙漠化现象已严重威胁到了人类的生存环境与社会经济的发展，目前，我国沙漠化面积已经达到262万平方公里，占国土面积的27％。同时我国也是世界上沙漠面积较大、分布较广、沙漠化危害严重的国家之一。沙漠化不仅造成生态系统失衡，而且使可耕地面积不断缩小，对我国工农业生产和人民生活带来了严重影响。我国西北干旱区沙漠和沙漠化土地，已成为中国乃至亚太地区沙尘暴的主要源地之一，给国家社会经济造成了巨大的损失。因此，有效治理沙漠和沙化地区，抑制沙漠扩张是当前生态建设的重要内容。但目前，沙漠治理主要依靠固定草方格和种植耐旱植物，草方格治理沙漠成本较高，而且劳动量大，难以大面积实施。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，包括如下步骤：
（1）挖掘聚水穴：在沙漠表层挖掘错落排布的沙穴，形成蜂窝式的连片聚水穴；
（2）配置料浆：以沙漠黄沙、水泥和石膏粉为原料，加水后搅拌成浆体，浆体固液比为100:25-40；
（3）铺浆：将上述浆体平铺在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层，实现治理区域的全覆盖，铺浆厚度控制在3-10cm；
（4）破浆：将上述铺好的浆体进行切割，在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层形成错落排布的大小为3-10cm的块状或球状料块，料块间的间隙形成植被生长槽；
（5）栽植：在聚水穴内栽植适宜在沙漠生长的灌木、乔木或梭梭等木本植物。
进一步地，步骤（3）中，铺浆前，将适宜在沙漠生长的草本植物的种子播撒在沙漠表层，然后进行铺浆。
进一步地，步骤（2）中，按重量份计，浆体的原料配比为：沙漠黄沙60-80份，水泥5-15份，石膏粉5-15份。
进一步地，步骤（2）中，浆体的原料还包括5-10份的红土或粘土。
进一步地，步骤（2）中，浆体的原料还包括2-5份的石灰石。
进一步地，步骤（3）中，在需要治理的沙漠区域的西侧种植乔木隔离带，然后开始铺浆。
本发明中，以全覆盖的形式在沙漠表面形成错落的块状或球状料块，可将沙漠黄沙进行有效固化，防止形成流沙。播种的草籽可顺着料块间的植被生长槽生长出来，并且不会被流沙埋覆，同时，覆盖的料块可有效减少沙漠的水汽蒸发，实现保墒和涵养水分作用，从而实现沙漠的生态治理。另外，料块的大小不宜过大也不宜过小，过小容易被大风吹跑，过大容易造成植被生长槽面积偏小，经实验，3-10cm的大小为最佳大小尺寸。
聚水穴的设置可在沙表形成错落排布的沙穴，雨天时雨水会顺着植被生长槽流入聚水穴内，有利于梭梭等耐旱树种的生长。当树种长大后，可在治理区域形成较大面积的防沙林，防沙林可进一步固沙和涵养水分，从而实现良性循环，更有利于在治理区域形成生态系统。
浆体制备时，石膏粉和红土等可起到粘结作用，同时石膏粉和石灰石的加入有助于料块的缓慢分解，根据实验，在3-5年后，料块会自然分解，此时，治理区域的植被已具备一定规模，料块固沙的作用已不明显，故需要在3-5年后自然分解，以方便植被面积的扩大。
此外，因沙漠地区西风和西北风天气居多，因此需要在治理区域的西侧种植由杨树、槐树、红柳等乔木构成的隔离带，防止治理初期流沙覆盖料块，保证治理效果。
综上，本发明的有益效果在于：治理效率高，可在沙漠边缘地区大面积实施；治理成本低，原料廉价易得，并能实现就地取材；可有效涵养水分，避免水汽蒸发，有助于植物的生长；可有效实现固沙，大大减少流沙的形成；治理周期短，3年左右即可见效；方法简单，适宜推广。
附图说明
图1为本发明聚水穴的分布示意图；
图2为本发明聚水穴的结构示意图；
图3为本发明沙漠综合治理装置的结构俯视图；
图4为本发明沙漠综合治理装置铺浆机构的结构示意图；
图5为本发明沙漠综合治理装置破浆机构的结构主视图；
图6为本发明沙漠综合治理装置仿地形机构的结构示意图；
图7为本发明沙漠综合治理装置驱动轴的结构示意图；
图8为本发明聚水穴挖掘装置的结构主视图；
图9为本发明聚水穴挖掘装置的结构俯视图；
图中，1-料斗，2-第一搅拌轴，3-第二搅拌轴，4-第一齿轮，5-第二齿轮，6-搅拌叶片，7-出料口，8-闸板，9-机架，10-滑动杆，11-钩耙，12-耙齿，13-驱动轴，14-拉簧，15-皮带，16-皮带轮，17-第一竖直连杆，18-第二竖直连杆，19-第一水平连杆，20-第二水平连杆，21-弹簧，22-旋转轴，23-锥形钻头，24-螺旋叶片，25-破土叶片，26-固定片，27-弧形槽，28-固定螺杆，29-传动箱，30-第一锥齿轮，31-传动轴，32-第二锥齿轮，33-拉杆，34-聚水穴。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明方案进行进一步的说明。
一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，包括如下步骤：
（1）挖掘聚水穴：在沙漠表层挖掘错落排布的沙穴，形成蜂窝式的连片聚水穴（如图1-2所示）；
（2）播撒草籽：将适宜在沙漠生长的草本植物的种子播撒在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层；
（3）种植隔离带：在需要治理的沙漠区域的西侧种植乔木隔离带，树种可选择杨树、槐树或红柳；
（4）配置料浆：以沙漠黄沙、水泥、石膏粉、红土、石灰石为原料，加水后搅拌成浆体，浆体固液比为100:25-40；原料配比为（按重量份计）：沙漠黄沙60-80份，水泥5-15份，石膏粉5-15份，红土5-10份，石灰石2-5份；
（5）铺浆：将上述浆体平铺在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层，实现治理区域的全覆盖，铺浆厚度控制在3-10cm；
（6）破浆：将上述铺好的浆体进行切割，在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层形成错落排布的大小为3-10cm的块状或球状料块，料块间的间隙形成植被生长槽；
（7）栽植：在聚水穴内栽植适宜在沙漠生长的灌木、乔木或梭梭等木本植物。
上述方法中，步骤（5）和（6）利用沙漠综合治理装置完成，如图3-7所示，该沙漠综合治理装置包括铺浆机构和破浆机构，其中：
所述铺浆机构包括料斗1和水平设于料斗1内的搅拌轴，所述搅拌轴包括并排设置的第一搅拌轴2和第二搅拌轴3，第一搅拌轴2的一端伸出于料斗1外并设有第一齿轮4，第二搅拌轴3的一端伸出于料斗1外并设有第二齿轮5，第一搅拌轴2连接牵引设备的动力输出轴；第一齿轮4与第二齿轮5相互啮合，以使第一搅拌轴2和第二搅拌轴3能够相向转动，保证浆体能够搅拌均匀；第一搅拌轴2和第二搅拌轴3上均设有螺旋形的搅拌叶片6，料斗1底部设有出料口7，出料口7处设有用于控制开口大小的闸板8；
所述破浆机构包括机架9、滑动杆10和钩耙11，机架9与料斗1的后侧相固定，滑动杆10水平套设于机架9上，滑动杆10的一端连接有驱动机构，所述驱动机构可推动滑动杆10沿其轴向做往复运动；滑动杆10上连接有多组钩耙11且钩耙11相互紧邻设置，为保证浆体被分割均匀，每组钩耙11包括两排耙齿12；所述驱动机构包括与滑动杆10平行且错位设置的驱动轴13以及拉簧14，驱动轴13靠近滑动杆10的一端为斜面，滑动杆10的端部紧贴驱动轴13斜端面的外圆周，拉簧14的一端连接机架9、另一端连接滑动杆10；当驱动轴13转动时可带动滑动杆10沿其轴向做往复运动；且驱动轴13与第二搅拌轴2通过皮带轮16和皮带15传动连接；
钩耙11与滑动杆10之间还连接有仿地形机构，所述仿地形机构包括第一竖直连杆17、第二竖直连杆18、第一水平连杆19和第二水平连杆20，第一水平连杆19和第二水平连杆20的两端分别与第一竖直连杆17和第二竖直连杆18相铰接并形成四边形结构，该四边形结构对角线上的两铰接点之间连接有弹簧21，第一竖直连杆17与机架9相固定，钩耙11固定连接于第二竖直连杆18上。正常状态下，弹簧21处于受压状态，以保证耙齿12能够紧贴地表并将浆体顺利分割，遇高低起伏地形时，该仿地形结构能够保证耙齿12将高处和低处的浆体都能够进行分割，特别是对聚水穴穴壁上的浆体也可进行有效分割。
上述结构中，驱动机构也可以是液压油缸或电动推杆。
本发明沙漠综合治理装置的使用原理如下：
使用时，将该治理装置连接牵引设备，如拖拉机或其他农用车等。然后向料斗1内按比例加入沙漠黄沙、水泥、石膏粉等原料和水，将第一搅拌轴2连接牵引设备的动力输出轴。在第一搅拌轴2的带动下，第二搅拌轴3与之相向转动，对配浆原料进行搅拌混合。待搅拌均匀后，打开闸板8，牵引设备拖动治理装置向前移动，料斗1内浆体由出料口7不断淌出，人工将淌落的浆体摊平以进行铺浆，控制铺浆厚度在3-10cm。
铺浆机构向前移动过程中，其后侧的破浆机构随即开始工作，具体地，第二搅拌轴3通过皮带轮16和皮带15带动驱动轴13转动，驱动轴13转动过程中，其转动的斜端面可推动滑动杆10沿其轴线方向做往复直线运动，进而带动钩耙11做横向往复移动，在治理装置向前移动过程中，钩耙11呈S形向前移动，由于钩耙11由两排耙齿12构成，向前移动过程中可将浆体分割为错落的料块，料块间的沟槽形成植被生长槽。
步骤（1）由聚水穴挖掘装置完成，如图8-9所示，所述聚水穴挖掘装置包括旋转轴22、破土叶片25和传动箱29。旋转轴22竖直设置，其下端设有锥形钻头23、上端伸入至传动箱29内，破土叶片25设于旋转轴22的下部，破土叶片25与锥形钻头23之间设有螺旋叶片24。破土叶片25沿水平方向呈S型，破土叶片25与旋转轴22之间设有固定片26，固定片26固定于旋转轴22上，破土叶片25与固定片26相铰接，破土叶片25上设有以铰接点为圆心的弧形槽27，固定螺杆28通过弧形槽27将破土叶片25和固定片26进行固定。
旋转轴22的上端连接有传动机构，该传动机构包括第一锥齿轮30、第二锥齿轮32、传动箱29和传动轴31，旋转轴31的上端穿入传动箱29内且其上端连接有第一锥齿轮30，传动箱29内设有与旋转轴22相垂直的传动轴31，传动轴31上设有与第一锥齿轮30相啮合的第二锥齿轮32。传动箱29的两侧分别设有一个拉杆33，拉杆33的一端与传动箱29相铰接。
本发明聚水穴挖掘装置的使用原理如下：
将本装置连接到牵引设备如拖拉机的后方，拖拉机的驱动装置连接传动轴31，工作时，拖拉机通过驱动装置带动传动轴31转动，传动轴31通过第二锥齿轮32和第一锥齿轮30带动旋转轴22转动，由于沙漠的黄沙比较松散，在锥形钻头23的引导下，螺旋叶片24可以深入至沙土中，破土叶片25在高速旋转时可以将沙土向四周抛洒，避免了沙土在聚水坑四周堆积的问题。挖掘结束后可通过拖拉机尾部的液压装置提升该挖掘装置，然后进行下一个聚水坑的挖掘作业。
拧松固定螺杆28后，破土叶片25可以绕破土叶片25与固定片26的铰接点转动，通过调整破土叶片25的倾斜角度，从而调整该装置挖掘聚水坑的大小。
通过本发明方法，可使沙漠治理区域做到料块全覆盖，有效固定黄沙，防止流沙的形成，料块还可降低黄沙中水分的蒸发，涵养水分，表层黄沙中的草籽则可以从植被生长槽中生长出来。聚水穴的设置可有利于梭梭等耐旱木本植物在聚水穴内生长，其长高后可进一步起到固沙和涵养水分的作用。
由于防止了流沙的形成，生长出的草本和木本植物不会被流沙淹没，而且料块下方黄沙涵养的水分可以进一步保证其正常生长。2-3年后，即可形成较大规模的植被面积，此时在石膏粉、石灰石等的作用下，料块会逐步自然分解，从而增加植被生长面积。经过3-5年的治理，治理区域即可被植被所覆盖，黄沙逐步转变为适宜植物生长的土壤。

Claims (8)

1.一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）挖掘聚水穴：在沙漠表层挖掘错落排布的沙穴，形成蜂窝式的连片聚水穴；
（2）配置料浆：以沙漠黄沙、水泥和石膏粉为原料，加水后搅拌成浆体，浆体固液比为100:25-40；
（3）铺浆：铺浆前，将适宜在沙漠生长的草本植物的种子播撒在沙漠表层，然后进行铺浆；将上述浆体平铺在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层，实现治理区域的全覆盖，铺浆厚度控制在3-10cm；
（4）破浆：将上述铺好的浆体进行切割，在包括聚水穴穴壁在内的沙漠表层形成错落排布的大小为3-10cm的块状或球状料块，料块间的间隙形成植被生长槽；
（5）栽植：在聚水穴内栽植适宜在沙漠生长的木本植物。
2.根据权利要求1所述的一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，步骤（2）中，按重量份计，浆体的原料配比为：沙漠黄沙60-80份，水泥5-15份，石膏粉5-15份。
3.根据权利要求2所述的一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，步骤（2）中，浆体的原料还包括5-10份的红土或粘土。
4.根据权利要求2所述的一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，步骤（2）中，浆体的原料还包括2-5份的石灰石。
5.根据权利要求1所述的一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，步骤（3）中，在需要治理的沙漠区域的西侧种植乔木隔离带，然后开始铺浆。
6.根据权利要求1所述的一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，步骤（3）和（4）利用沙漠综合治理装置完成，所述沙漠综合治理装置包括铺浆机构和破浆机构，其中：
所述铺浆机构包括料斗和水平设于料斗内的搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌叶片，料斗底部设有出料口；
所述破浆机构包括机架、滑动杆和钩耙，所述机架与料斗的后侧固定连接，所述滑动杆水平套设于机架上，滑动杆的一端连接有驱动机构，所述驱动机构可推动滑动杆沿其轴向做往复运动；滑动杆上连接有钩耙，滑动杆与钩耙之间连接有仿地形机构。
7.根据权利要求1所述的一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，步骤（1）由聚水穴挖掘装置完成，所述聚水穴挖掘装置包括旋转轴、螺旋叶片和破土叶片，所述旋转轴竖直设置，旋转轴的下端设有锥形钻头，破土叶片设于旋转轴的下部，破土叶片与锥形钻头之间设有螺旋叶片；破土叶片沿水平方向呈S型，破土叶片与旋转轴之间设有固定片，固定片固定于旋转轴上，破土叶片与固定片相铰接，破土叶片上还设有弧形槽，所述弧形槽以破土叶片与固定片的铰接处为圆心，固定螺杆通过弧形槽将破土叶片和固定片进行固定；旋转轴的上端连接有传动机构。
8.根据权利要求7所述的一种利用蜂窝式聚水穴治理沙漠的方法，其特征在于，聚水穴挖掘装置的传动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动箱和传动轴，旋转轴的上端穿入传动箱内且上端连接有第一锥齿轮，传动箱内设有与旋转轴相垂直的传动轴，传动轴上设有与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮；传动箱的两侧分别设有一个拉杆，拉杆的一端与传动箱相铰接。
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