CN109983969A - 一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统及其管养方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿山高陡边坡恢复治理拦‑排‑蓄‑灌管养系统及其管养方法，其特征在于：包括位于台阶标高以上的高位集水蓄水池及位于台阶标高以下的低位集水蓄水池，于所述高位集水蓄水池与低位集水蓄水池之间且位于高陡边坡上的开采台阶上的台阶拦排蓄灌管养单元，所述台阶拦排蓄灌管养单元分别通过补水管路和集水管路与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，且所述低位集水蓄水池通过供水管路与高位集水蓄水池连通并通过安装于供水管路上的水泵为高位集水蓄水池供水。本发明具有既可以人工补水，又可以收集雨水，同时种植土具有蓄水功能，利用土的毛细水上升作用补给植物的特点，适用于矿山高陡边坡的治理。

Description

一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统及其管养 方法

技术领域

本发明涉及一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养一体工艺系统，尤其是涉及雨水收集、砂层蓄水、毛细孔补给植物用水的管养系统结构。

背景技术

目前，矿山地质中高陡边坡治理成为矿山环境恢复治理的难点，尤其是石灰岩地区的高陡边坡台阶覆土绿化和管养成为治理效果的关键技术难点，最重要的制约因素是缺水。在降雨量少、气候干旱的地区，裸露基岩保水蓄水能力极差，靠天然降水远远不能满足覆土绿化所需要的水。现如今，矿山环境治理恢复过程中，覆土绿化以后，多采用多级泵将低处水输送到高陡斜坡台阶区域，配合喷灌、滴灌或者直接浇灌植物，蒸发快，土壤中蓄水能力弱，水资源浪费严重，且浇水管养频率高，成本高，难以保证持续稳定的水分和营养补给。然而，大部分没有收集并充分利用项目区及周边的天然降水，没有形成雨水收集，种植土层自身蓄水、供水的系统。

发明内容

本发明提供一种既可以人工补水，又可以收集雨水，同时种植土具有蓄水功能，利用土的毛细水上升作用补给植物的矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统及其管养方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，包括位于台阶标高以上的高位集水蓄水池及位于台阶标高以下的低位集水蓄水池，于所述高位集水蓄水池与低位集水蓄水池之间且位于高陡边坡上的开采台阶上的台阶拦排蓄灌管养单元，所述台阶拦排蓄灌管养单元分别通过补水管路和集水管路与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，且所述低位集水蓄水池通过供水管路与高位集水蓄水池连通并通过安装于供水管路上的水泵为高位集水蓄水池供水。

进一步的，所述台阶拦排蓄灌管养单元根据台阶的纵向高低不同沿台阶的纵向依次设置多个。

进一步的，所述台阶拦排蓄灌管养单元包括用于台阶坡面外倾的内侧型台阶拦排蓄灌管养单元和用于台阶坡面平缓或内倾的外侧型台阶拦排蓄灌管养单元。

进一步的，所述外侧型台阶拦排蓄灌管养单元包括堆砌于台阶下游并沿台阶的横向延伸的砌筑体，于所述砌筑体的两端分别堆砌有台阶隔断，于所述砌筑体的上表面形成有向下延伸的集水导水槽，所述集水导水槽通过所述补水管路和所述集水管路分别与所述高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，于所述集水导水槽下部连通有若干根一端延伸至台阶上游的其管壁射孔而形成的透水花管，若干根透水花管沿台阶的横向间隔并平行设置，于所述若干根透水花管下的台阶表面上铺设有一层隔水防水层，于所述隔水防水层上铺设有种植土层，于所述种植土层上间隔种植有绿化植物。

进一步的，所述内侧型台阶拦排蓄灌管养单元包括分别堆砌于台阶上游和下游两砌筑体，两所述砌筑体均沿台阶的横向延伸，于所述砌筑体的两端分别堆砌有台阶隔断，于靠近台阶上游的所述砌筑体与台阶上游坡面之间形成有集水导水槽，所述集水导水槽通过所述补水管路和所述集水管路分别与所述高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，于所述集水导水槽下部连通有若干根一端延伸至台阶下游的其管壁射孔而形成的透水花管，若干根透水花管沿台阶的横向间隔并平行设置，于所述若干根透水花管下的台阶表面上铺设有一层隔水防水层，所述隔水防水层沿台阶的上游坡面延伸至所述集水导水槽的最高点以上，于所述隔水防水层上铺设有种植土层，于所述种植土层上间隔种植有绿化植物。

进一步的，于所述隔水防水层与种植土层之间铺设有一层中粗砂蓄水层，各所述透水花管位于所述中粗砂蓄水层内。

进一步的，各所述透水花管的两端分别绑扎有滤网。

进一步的，于所述集水导水槽下部铺设有一层碎石蓄水层。

本发明还公开了一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养方法，其具体步骤如下：

S1、将高位集水蓄水池构建于台阶标高以上的斜坡或沟道的下游；

S2、当台阶坡面外倾时，构建内侧型台阶拦排蓄灌管养单元；当台阶坡面平缓或内倾时，构建外侧型台阶拦排蓄灌管养单元；

S3、将低位集水蓄水池构建于台阶标高以下的斜坡或沟道下游，且确保内侧型台阶拦排蓄灌管养单元或外侧型台阶拦排蓄灌管养单元位于高位集水蓄水池和低位集水蓄水池之间，内侧型台阶拦排蓄灌管养单元或外侧型台阶拦排蓄灌管养单元通过补水管路和集水管路分别与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，且所述低位集水蓄水池通过供水管路与高位集水蓄水池连通并通过安装于供水管路上的水泵为高位集水蓄水池供水；

S4、高位集水蓄水池和低位集水蓄水池周边的斜坡或沟道内的降水分别被高位集水蓄水池和低位集水蓄水池收集，补水管路将高位集水蓄水池与集水导水槽连通，或者集水导水槽直接收集的雨水，通过透水花管储存在中粗砂储水层中，再通过种植土层毛细水作用和绿化植物根部吸水完成植物供水；

S5、当台阶拦排蓄灌管养单元水量有富余时，通过集水管路连接集水导水槽将水引导至低位集水蓄水池内储存；

S6、当收集的雨水不足以灌溉用水所需时，利用水井或从外部引水储存在低位集水蓄水池内，并通过供水管路补充到高位集水蓄水池内。

本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：所述高位集水蓄水池拦截上游坡面或沟道的降水，并储存在其内；所述低位集水蓄水池拦截上游坡面或沟道的降水，并储存在其内；所述高位集水蓄水池将储存的降水通过补水管路供给所述台阶拦排蓄灌管养单元，当所述台阶拦排蓄灌管养单元水量有富余时，富余的水通过集水管路引导至低位集水蓄水池内储存；当收集的雨水不足以灌溉所述台阶拦排蓄灌管养单元用水所需时，利用水井或从外部引水储存在低位集水蓄水池内，并通过供水管路补充到高位集水蓄水池内，进而使高位集水蓄水池持续为所述台阶拦排蓄灌管养单元补水，使所述台阶拦排蓄灌管养单元得到充分灌溉；由此可知，高位集水蓄水池、低位集水蓄水池、台阶拦排蓄灌管养单元通过供水管道、补水管道、集水管道形成一个闭合的系统，不需要人员现场浇水灌溉，减少了成本，且充分利用天然降水，节约水资源。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明外侧型台阶拦排蓄灌管养单元的结构俯视图；

图3为图2中其中一处a-a的结构剖视图；

图4为图2中其中一处b-b的结构剖视图；

图5为图2中c-c的结构剖视图；

图6为图2中d-d的结构剖视图；

图7为本发明内侧型台阶拦排蓄灌管养单元的结构俯视图；

图8为图7中其中一处a-a的结构剖视图；

图9为图7中其中一处b-b的结构剖视图。

标注部件：1-砌筑体，2-集水导水槽，3-碎石蓄水层，4-透水花管，5-中粗砂蓄水层，6-隔水防水层，7-种植土层，8-绿化植物，9-隔断。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统及其管养方法

本实施例公开了一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，如图1所示，包括高位集水蓄水池、台阶拦排蓄灌管养单元及低位集水蓄水池。其中，高位集水蓄水池构建在台阶标高以上，低位集水蓄水池构建在台阶标高以下，台阶拦排蓄灌管养单元构建在高位集水蓄水池与低位集水蓄水池之间且位于高陡边坡上的开采台阶上。台阶拦排蓄灌管养单元分别通过补水管路和集水管路与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，且低位集水蓄水池通过供水管路与高位集水蓄水池连通并通过安装在供水管路上的水泵为高位集水蓄水池供水。

本发明台阶拦排蓄灌管养单元根据台阶的纵向高低不同沿台阶的纵向依次设置多个，这样便于收集雨水并充分被灌溉。台阶拦排蓄灌管养单元包括内侧型台阶拦排蓄灌管养单元和外侧型台阶拦排蓄灌管养单元，其中，内侧型台阶拦排蓄灌管养单元适用于台阶坡面外倾的情况下构建，外侧型台阶拦排蓄灌管养单元用于台阶坡面平缓或内倾的情况下构建。

如图2-6所示，本发明外侧型台阶拦排蓄灌管养单元包括采用混凝土、浆砌石、砖混结构等堆砌在台阶下游并沿台阶的横向延伸的砌筑体1，在砌筑体1的两端分别堆砌有台阶隔断9，砌筑体1和台阶隔断9的作用是沿台阶的纵向上根据台阶不同标高分割相邻的外侧型台阶拦排蓄灌管养单元。在砌筑体1的上表面形成有向下延伸的集水导水槽2，集水导水槽2主要功能为收集雨水和导水作用，并将基岩坡面降水收集到其内，集水导水槽2通过补水管路和集水管路分别与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通。在集水导水槽2下部连通有多根透水花管4，透水花管4采用PVC材料制成的管状结构，其管壁射孔。每根透水花管4的一端与集水导水槽2底部连通，另一端由集水导水槽2延伸至台阶上游，且这些透水花管4沿台阶的横向间隔并平行设置。本发明在集水导水槽2底部铺设有有一层碎石蓄水层3，碎石蓄水层3主要是由粒径在2-5cm范围内的碎石铺设而成，其厚度约50cm，主要功能是用于蓄水和减少蒸发。

本发明在上述的这些透水花管4下的台阶表面上铺设有一层隔水防水层6，在隔水防水层6上依次铺设有中粗砂蓄水层5和种植土层7，在种植土层7上间隔种植有绿化植物8，且中粗砂蓄水层5的铺设过程中确保每根透水花管4均位于中粗砂蓄水层5内。施工时，透水花管4位于中粗砂储水层内部，相邻的两根透水花管4之间的间距为2-5m一根；在铺设中粗砂蓄水层5和碎石蓄水层3之前，在每根透水花管4的两端分别绑扎有滤网，其作用是防止泥沙进入透水花管4而导致透水花管4堵塞，每根透水花管4的一端置于碎石蓄水层3内，用以将水由碎石蓄水层3导入中粗砂储水层中。其中，中粗砂蓄水层5的主要作用是防止中粗砂储水层中的水渗漏而造成水流失，避免无法充分利用水资源；种植土层7采用适合于所种的绿化植物8需要的土，厚度一般不小于80cm。利用种植土层7的毛细水上升作用，吸取中粗砂储水层的水补给绿化植物8生长。

如图8、图9所示，本发明内侧型台阶拦排蓄灌管养单元包括采用混凝土、浆砌石、砖混结构等堆砌在台阶上游和下游两个砌筑体1，两个砌筑体1均沿台阶的横向延伸，在砌筑体1的两端分别堆砌有台阶隔断9，砌筑体1和台阶隔断9的作用是沿台阶的纵向上根据台阶不同标高分割相邻的内侧型台阶拦排蓄灌管养单元。在靠近台阶上游的砌筑体1与台阶上游坡面之间形成有集水导水槽2，集水导水槽2主要功能为收集雨水和导水作用，并将基岩坡面降水收集到其内，集水导水槽2通过补水管路和集水管路分别与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通。在集水导水槽2下部连通有多根透水花管4，这些透水花管4由集水导水槽2延伸至台阶下游，且这些透水花管4沿台阶的横向间隔并平行设置，每根透水花管4均采用PVC材料制成的管状结构，其管壁射孔。在透水花管4下的台阶表面上铺设有一层隔水防水层6，且隔水防水层6沿台阶的上游坡面延伸至集水导水槽2的最高点以上，本发明内侧型台阶拦排蓄灌管养单元还设置有碎石蓄水层3、中粗砂蓄水层5、种植土层7及每根透水花管4的两端分别绑扎的滤网，其铺设方式、位置及作用均与外侧型台阶拦排蓄灌管养单元的相同，且在种植土层7上间隔种植有绿化植物8。图7中c-c、d-d的结构剖视图分别与图5、图6相同。

本发明还公开了一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养方法，具体步骤如下：

S1、将高位集水蓄水池构建于台阶标高以上的斜坡或沟道的下游；

S2、当台阶坡面外倾时，构建内侧型台阶拦排蓄灌管养单元；当台阶坡面平缓或内倾时，构建外侧型台阶拦排蓄灌管养单元；

S3、将低位集水蓄水池构建于台阶标高以下的斜坡或沟道下游，且确保内侧型台阶拦排蓄灌管养单元或外侧型台阶拦排蓄灌管养单元位于高位集水蓄水池和低位集水蓄水池之间，内侧型台阶拦排蓄灌管养单元或外侧型台阶拦排蓄灌管养单元通过补水管路和集水管路分别与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，且所述低位集水蓄水池通过供水管路与高位集水蓄水池连通并通过安装于供水管路上的水泵为高位集水蓄水池供水；

S4、高位集水蓄水池和低位集水蓄水池周边的斜坡或沟道内的降水分别被高位集水蓄水池和低位集水蓄水池收集，补水管路将高位集水蓄水池与集水导水槽2连通，或者集水导水槽2直接收集的雨水，通过透水花管4储存在中粗砂储水层中，再通过种植土层7毛细水作用和绿化植物8根部吸水完成植物供水；

S5、当台阶拦排蓄灌管养单元水量有富余时，通过集水管路连接集水导水槽2将水引导至低位集水蓄水池内储存；

S6、当收集的雨水不足以灌溉用水所需时，利用水井或从外部引水储存在低位集水蓄水池内，并通过供水管路补充到高位集水蓄水池内。

本发明的优势在于：

1、充分收集雨水，节约水资源

利用高位集水蓄水池和低位集水蓄水池充分收集周边斜坡和/或沟道内降水，利用集水导水槽2收集台阶上游基岩斜坡的降水，充分利用天然降水大大节约水资源。

2、台阶拦排蓄灌管养单元具有储水、灌溉、减少蒸发、持续供水的优点

利用补水管路将高位集水蓄水池与集水导水槽2连通，或者集水导水槽2直接收集的雨水，通过透水花管4储存在中粗砂储水层中，通过种植土层7毛细水作用和绿色植物根部吸水完成绿色植物供水功能。这种储水、灌溉方式与传统的浇灌、喷洒方式蒸发量大大减少，绿色植物自身调节水量需求，持续性强。

3、管养方便，大大节约成本

高位集水蓄水池、低位集水蓄水池及台阶拦排蓄灌管养单元通过供水管道、补水管道、集水管道形成一个闭合的系统，不需要人员现场浇水灌溉，大大减少了成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：包括位于台阶标高以上的高位集水蓄水池及位于台阶标高以下的低位集水蓄水池，于所述高位集水蓄水池与低位集水蓄水池之间且位于高陡边坡上的开采台阶上的台阶拦排蓄灌管养单元，所述台阶拦排蓄灌管养单元分别通过补水管路和集水管路与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，且所述低位集水蓄水池通过供水管路与高位集水蓄水池连通并通过安装于供水管路上的水泵为高位集水蓄水池供水。

2.根据权利要求1所述的一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：所述台阶拦排蓄灌管养单元根据台阶的纵向高低不同沿台阶的纵向依次设置多个。

3.根据权利要求1所述的一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：所述台阶拦排蓄灌管养单元包括用于台阶坡面外倾的内侧型台阶拦排蓄灌管养单元和用于台阶坡面平缓或内倾的外侧型台阶拦排蓄灌管养单元。

4.根据权利要求3所述的一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：所述外侧型台阶拦排蓄灌管养单元包括堆砌于台阶下游并沿台阶的横向延伸的砌筑体，于所述砌筑体的两端分别堆砌有台阶隔断，于所述砌筑体的上表面形成有向下延伸的集水导水槽，所述集水导水槽通过所述补水管路和所述集水管路分别与所述高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，于所述集水导水槽下部连通有若干根一端延伸至台阶上游的其管壁射孔而形成的透水花管，若干根透水花管沿台阶的横向间隔并平行设置，于所述若干根透水花管下的台阶表面上铺设有一层隔水防水层，于所述隔水防水层上铺设有种植土层，于所述种植土层上间隔种植有绿化植物。

5.根据权利要求3所述的一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：所述内侧型台阶拦排蓄灌管养单元包括分别堆砌于台阶上游和下游两砌筑体，两所述砌筑体均沿台阶的横向延伸，于所述砌筑体的两端分别堆砌有台阶隔断，于靠近台阶上游的所述砌筑体与台阶上游坡面之间形成有集水导水槽，所述集水导水槽通过所述补水管路和所述集水管路分别与所述高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，于所述集水导水槽下部连通有若干根一端延伸至台阶下游的其管壁射孔而形成的透水花管，若干根透水花管沿台阶的横向间隔并平行设置，于所述若干根透水花管下的台阶表面上铺设有一层隔水防水层，所述隔水防水层沿台阶的上游坡面延伸至所述集水导水槽的最高点以上，于所述隔水防水层上铺设有种植土层，于所述种植土层上间隔种植有绿化植物。

6.根据权利要求4或5所述的一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：于所述隔水防水层与种植土层之间铺设有一层中粗砂蓄水层，各所述透水花管位于所述中粗砂蓄水层内。

7.根据权利要求4或5所述的一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：各所述透水花管的两端分别绑扎有滤网。

8.根据权利要求4或5所述的一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养系统，其特征在于：于所述集水导水槽下部铺设有一层碎石蓄水层。

9.一种矿山高陡边坡恢复治理拦-排-蓄-灌管养方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、将高位集水蓄水池构建于台阶标高以上的斜坡或沟道的下游；

S2、当台阶坡面外倾时，构建内侧型台阶拦排蓄灌管养单元；当台阶坡面平缓或内倾时，构建外侧型台阶拦排蓄灌管养单元；

S3、将低位集水蓄水池构建于台阶标高以下的斜坡或沟道下游，且确保内侧型台阶拦排蓄灌管养单元或外侧型台阶拦排蓄灌管养单元位于高位集水蓄水池和低位集水蓄水池之间，内侧型台阶拦排蓄灌管养单元或外侧型台阶拦排蓄灌管养单元通过补水管路和集水管路分别与高位集水蓄水池和低位集水蓄水池连通，且所述低位集水蓄水池通过供水管路与高位集水蓄水池连通并通过安装于供水管路上的水泵为高位集水蓄水池供水；

S4、高位集水蓄水池和低位集水蓄水池周边的斜坡或沟道内的降水分别被高位集水蓄水池和低位集水蓄水池收集，补水管路将高位集水蓄水池与集水导水槽连通，或者集水导水槽直接收集的雨水，通过透水花管储存在中粗砂储水层中，再通过种植土层毛细水作用和绿化植物根部吸水完成植物供水；

S5、当台阶拦排蓄灌管养单元水量有富余时，通过集水管路连接集水导水槽将水引导至低位集水蓄水池内储存；

S6、当收集的雨水不足以灌溉用水所需时，利用水井或从外部引水储存在低位集水蓄水池内，并通过供水管路补充到高位集水蓄水池内。