CN111748350A - 一种岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料及其应用，由主成分按体积份数混合搅拌形成分散液，分散液在蓄水池内按分散液:水的体积＝6:4混合形成；主成分及其体积份数比为：聚丙烯酸盐溶液25‑45份、聚乙烯醇溶液10‑15份、改性淀粉20‑30份、纤维素乙酸酯15‑25份、明胶5‑15份、木醋酸溶液3‑5份、去离子水3‑5份。用于岩石边坡生态恢复工程，材料在客土表层形成具有单向滤水通道的膜结构。降低了生态恢复工程客土水分蒸发速率，增加客土表层粘结性，确保生态恢复工程成功率。用于公路、铁路、采矿、房地产等大规模生产建设项目所伴随的裸露岩石边坡的生态恢复工程，解决了坡面土壤水分快速蒸发的技术难题。

Description

一种岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料及其应用

技术领域

本发明涉及一种岩石边坡生态恢复工程材料，尤其涉及一种岩石边坡生态恢复工程 客土水分蒸发抑制材料及其应用。

背景技术

大规模建设不可避免地会因开挖、填筑而形成大量的裸露边坡，为解决边坡裸露失 稳和生态失衡的问题，在生态文明建设政策指引下，对这些裸露边坡实施生态恢复工程是工程的首选和必然。目前的边坡生态恢复工程形式主要包括以液力喷播、客土喷播、 植生带、土工材料等为主的纯绿化手法，和与生态砖、生态袋、格构梁等相结合的综合 绿化法。无论采用哪一种生态恢复工程类型，都必须在裸露坡面上“创造”土壤，进而 形成植被。因此，以客土为工艺的生态恢复工程是当下最主要的生态恢复形式，几乎适 用于所有工程建设产生的裸露坡面。

客土生态恢复技术在我国南方湿润地区已经得到了推广和应用，但在我国更大范围 的华北、东北、西北地区，往往因为降雨稀少、气候干旱而受到极大影响。以岩石路堑 边坡为例，尽管边坡坡率、土层厚度、土壤养分都能通过人为干预的方式达到理想效 果，但后期生态恢复效果依旧不理想，最根本原因就在于未有效解决生态恢复工程中植 物生长所需要的水分问题。针对坡面缺水这一情况，目前国内解决的技术手段相对有 限：一是尽量增加坡面土层厚度，通过增加土量来提升水分总量；二是使用保水材料， 通过保水材料吸收和释放水分来提升水分储量；三是人工浇灌补给水分。增加土层厚度 容易导致坡面失稳形成灾害，保水剂作用效果有限且有效期短，人工浇灌需水量大、人 工成本高。因此，这些技术手段不能有效解决缺水问题，更不可能在大规模生态恢复工 程中得以实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料及其应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料，由主成分按体积份数混合 充分搅拌，静置0.5～1.0小时后，加入一定量的稳定剂形成分散液，再将分散液在蓄水池 内按分散液:水的体积＝6:4混合后即可形成；

所述分散液主成分及其体积份数比为：聚丙烯酸盐溶液25-45份、聚乙烯醇溶液10- 15份、改性淀粉20-30份、纤维素乙酸酯15-25份、明胶5-15份、木醋酸溶液3-5份、去离子水3-5份。

上述的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料的应用，用于岩石边坡生态恢 复工程的客土表面层，所述岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料应用在客土表 面层后能够形成具有单向滤水通道的膜结构。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的岩石边坡生态恢复工 程客土水分蒸发抑制材料及其应用，降低了生态恢复工程客土水分蒸发速率，增加客土表面层粘结性，确保生态恢复工程成功率，可用于公路、铁路、采矿、水利等大规模基 础设施建设项目所产生的裸露岩石边坡生态恢复工程，解决坡面土壤水分快速蒸发而导 致的缺水难题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料的应用结构 示意图；

图2为本发明实施例完工后7天内的客土含水率变化趋势图；

图3为本发明实施例6次降雨入渗后的客土含水率分布图；

图4为本发明实施例植被恢复动态监测分布图。

图中：

1—岩石坡面；2—客土底基层；3—客土表面层；4—客土水分蒸发抑制材料形成的“单通向膜”；5—接空气压缩机驱动喷射机(干料)；6—接水泵抽取蓄水池中水分蒸 发抑制材料(液态)。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容 属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料，其较佳的具体实施方式是：

由主成分按体积份数混合充分搅拌，静置0.5～1.0小时后，加入一定量的稳定剂形成 分散液，再将分散液在蓄水池内按分散液:水的体积＝6:4混合后即可形成；

所述主成分及其体积份数比为：聚丙烯酸盐溶液25-45份、聚乙烯醇溶液10-15份、改性淀粉20-30份、纤维素乙酸酯15-25份、明胶5-15份、木醋酸溶液3-5份、去离子水3- 5份。

所述主成分按体积份数混合充分搅拌，静置0.5～1.0小时后，加入一定量的稳定剂形 成所述分散液。

上述的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料的应用，用于岩石边坡生态恢 复工程的客土表面层，所述岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料应用在客土表 面层后能够形成具有单向滤水通道的膜结构。

在用于岩石边坡生态恢复工程时，先喷射完成客土底基层；

再喷射客土表面层，同时喷射客土水分蒸发抑制材料，在岩石边坡坡面形成客土表 面层成品。

在喷射客土表面层的同时喷射客土水分蒸发抑制材料，采用空气压缩机驱动喷射客 土混合物干料，采用水泵抽取喷射液态的客土水分蒸发抑制材料，两个喷射通道的出口端绑定在一起并同时喷射，在坡面快速混合。

所述客土混合物干料主要包括种植土、纤维材料、植物种子、肥料和粘合剂。

本发明的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料及其应用，根据岩石边坡生 态恢复工程初期和生长期过程中植物对水分的需求进行了客土材料成膜结构的配置，在 生态恢复工程中客土厚度控制在8～10cm前提下，在表面层喷洒一层客土水分蒸发抑制材 料，从而大幅降低坡面水分蒸发速率，有效提升生态恢复成功率、改善生态恢复效果，降低人工补水成本。

本发明由具有吸水性能的聚丙烯酸盐溶液、木醋酸溶液、纤维素乙酸酯、明胶，共同在去离子水中适度交联，在稳定剂作用下形成具有吸水、纤维网状的液体，经机械喷 洒在岩石边坡生态恢复工程客土表面层后，在土层表面层逐渐形成具有网状的有机膜结 构。该膜无毒无味可自然降解，液体结构方便施工，成膜结构具有一定程度的单向滤水 通道。当自然降雨或人工浇水时，膜外水势高，水分可自外向土内入渗，提高客土层含 水率；当连续干旱时，膜内水势高，水分自内向外蒸发受到抑制，显著降低了岩石边坡 生态恢复工程的客土水分蒸发速率，降低了人工补水的频次和参与度，同时还能增加客 土表面层粘结性，在降低降雨径流造成水毁的同时，确保生态恢复工程成功率。

本发明的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料及其应用，可以有效提高岩 石边坡客土绿化工程中无降水情况下喷播初期草灌植物种子的发芽率和整齐度，并提供 后期植物生长所需的水分，尤其适合于草灌植被恢复和群落顺向演替，施工方法简单，克服了单一保水剂或人工浇灌补水的局限性和持久性，使岩石边坡生态恢复工程成功率提高。本发明可以广泛应用于我国降水量偏少、蒸发量大的北方干旱和半干旱地区的公路、铁路、矿山、水利等岩石边坡生态恢复工程。

具体实施例，如图1至图4所示：

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

实施例2

实施例3

以北方地区某高速公路岩石路堑边坡生态恢复客土喷播试验工程为例，在岩质、坡 率、面积、朝向等一致的立地条件下，实施上述实施例1、实施例2、实施例3、每个实施 例设置3个重复小区，并再增设1个对照例(无客土水分蒸发抑制材料)，每个实施例和 对照例均包括以下实施过程：

首先，在岩石边坡生态恢复工程先喷射完成客土底基层，客土底基层材料按重量份 包括种植土90份、纤维料5份、有机复合肥1.5份、粘结剂0.05份，种子用量20g/m²，为 突出对照效果，本试验不加保水剂。

其次，客土底基层喷射完成后，进一步喷射客土表面层，其客土表面层材料按重量份包括种植土80份、纤维料8份、有机复合肥0.5份、粘结剂0.1份，种子用量40g/m²，为 突出对照效果，本试验不加保水剂。

其中，在喷射客土表面层材料(干料)时，同时喷射客土水分蒸发抑制材料(分别按实施例1、实施例2、实施例3)，对照例只喷水，两个喷射通道的末端绑定在一起，同 时喷射后，客土混合物与客土水分蒸发抑制材料充分混合，在岩石边坡坡面形成客土表 面层成品。

在完成3个实施例及1个对照例后7天内无降雨，经测试客土含水率数据经方差分析见 表1，各实施例和对照例7天内客土含水率曲线见图2。

表1第7天测试数据统计分析

从方差分析看数据具有较强的参考性，3个实施例的客土水分含量均得到了较好保 持，而对照例水分初期散失非常迅速，7天的连续测试均不如使用客土水分蒸发抑制材料 的实施例，由此证明3个实施例的客土水分蒸发散失速率明显抑制。

对实施例和对照例的6次降雨入渗观测中发现，第2次-第6次降雨历时超过0.5小时， 雨停后1小时进行测定，使用客土水分蒸发抑制材料的实施例的客土水分含量和对照例的 客土水分含量数据对比无明显差距，只有降雨历时短于0.5小时，使用客土水分蒸发抑制 材料的实施例的客土水分含量比对照例的客土水分含量偏低，见图3。

对实施例和对照例的植被恢复动态监测发现，见图4。初期植物的种子破土、出苗过 程中，使用客土水分蒸发抑制材料的实施例和不使用的对照例无明显差别，但到生长期的成坪、覆盖的过程中，使用客土水分蒸发抑制材料的实施例和不使用的对照例差别逐 渐增大，实施例的成坪速度快，地上生物量增加明显，植被覆盖率更好，对岩石边坡生 态恢复进程有明显的促进作用。

实施例的有益效果

上述实施例和技术方案所提供的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料及其 应用，可以有效提高岩石边坡生态恢复工程客土水分含水率，明显抑制客土水分蒸发， 对岩石坡面生态恢复工程中无降水情况下植被恢复初期草灌植物的发芽率和整齐度，保 证迅速出苗成坪，以及后期植物生长所需的水分有极大地促进作用；施工简单，克服了单一保水或完工人为补水方式在大规模生态恢复工程中的局限性和持久性，使岩石边坡生态恢复工程成功率提高，可在北方大面积的干旱、半干旱地区可大规模普及使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替 换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的 保护范围为准。

Claims (6)

1.一种岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料，其特征在于，由主成分按体积份数混合搅拌形成分散液，分散液在蓄水池内按分散液:水的体积＝6:4混合形成；

所述主成分及其体积份数比为：聚丙烯酸盐溶液25-45份、聚乙烯醇溶液10-15份、改性淀粉20-30份、纤维素乙酸酯15-25份、明胶5-15份、木醋酸溶液3-5份、去离子水3-5份。

2.根据权利要求1所述的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料，其特征在于，所述主成分按体积份数混合后，充分搅拌0.5～1.0小时后形成所述分散液。

3.一种权利要求1或2所述的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料的应用，其特征在于，用于岩石边坡生态恢复工程，所述岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料应用在客土表层形成具有单向滤水通道的膜结构。

4.根据权利要求3所述的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料的应用，其特征在于，在用于岩石边坡生态恢复工程时，先喷射完成客土基层；

再喷射客土表层，同时喷射客土水分蒸发抑制材料，在岩石边坡坡面形成客土成品。

5.根据权利要求4所述的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料的应用，其特征在于，在喷射客土表层的同时喷射客土水分蒸发抑制材料时，采用空气压缩机驱动喷射客土混合物干料，采用水泵抽取喷射液态的客土水分蒸发抑制材料，两项喷射通道的出口端绑定在一起并同时喷射混合。

6.根据权利要求5所述的岩石边坡生态恢复工程客土水分蒸发抑制材料的应用，其特征在于，所述客土混合物干料主要包括种植土、纤维料、植物种子、肥料、保水剂和粘合剂。

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