CN111869357A - 一种荒漠地区固沙及植被修复结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荒漠地区固沙及植被修复结构，包括：渗透柱，渗透柱的下端穿过干沙层进入含水沙层，渗透柱的下端的上端与土壤层连接；储水层，储水层设置在渗透柱内，用于在干旱时将含水沙层中的水吸附并渗透到土壤层为土壤层中的植物供水，以及在下雨时将土壤层中的水分经过渗透进行存储；阻隔层，阻隔层设置在渗透柱底部，用于将储水层与含水沙层分隔且防止储水层下沉。通过渗透柱穿透干沙层进入含水沙层，并在渗透柱内设置储水层，通过储水层在干旱时通过渗透对土壤层中的植物供水或在下雨时进行储水，实现对荒漠进行生态综合治理，不使用化学试剂，既可以固沙又可以提高植被成活率，结构简单，使用成本低。

Description

一种荒漠地区固沙及植被修复结构

技术领域

本发明涉及沙漠治理技术领域，特别是涉及一种荒漠地区固沙及植被修复结构。

背景技术

我国是世界上荒漠化和沙化面积大、分布广、危害重的国家之一，我国荒漠化土地总面积约占国土总面积的四分之一，土地沙漠化是我国当前最为严重的生态环境问题之一。严重的土地荒漠化、沙化会加剧自然灾害发生，恶化生态环境，威胁着我国生态安全和经济社会的可持续发展，加深了贫困程度，给我国国民经济和社会发展造成了极大的危害。

治沙造林是我国目前的一项重要任务，也是一个难题，为了提高造林成活率，我国部分地区采用了将苗木插入带水的瓶中，连瓶一起下埋的方法，这种方法在短时间内可以提高苗木的成活率，但不利于苗木生根。

沙漠地区2m以上沙层含水量可分为3层，第1层为上部的厚度一般小于20cm含水量很低的干沙层，第2层是中部的20～100cm深度之间含水量易于变化的活跃层，第3层是位于100cm左右之下含水量较高变化较小的含水层。

随着燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。粉煤灰作为废物也是可以进行资源再利用的，如作为混凝土的掺合料等。现在粉煤灰大部分应用于建材行业，但由于部分粉煤灰中含有大量的游离氧化钙等物质，导致其难以在水泥、混凝土等传统建材领域得以规模化利用。

现有技术中，公开了一种组合式粉煤灰沙漠储吸水装置，由锥形储水管、多孔储吸水圆筒管、植物生长槽、无纺布、粉煤灰压缩营养土、多功能粉煤灰沙漠储吸水营养袋、多功能粉煤灰沙漠储吸水营养调理剂、法兰盘、不锈钢丝网和沉头螺栓等组成。其原理也是利用多功能粉煤灰沙漠储吸水营养调理剂从沙漠中吸收、存储水分，供生长槽中的植物利用。但是，目前粉煤灰基储吸水材料的存在成本高、工艺复杂等问题。

发明内容

本发明的目的是提供了一种荒漠地区固沙及植被修复结构，工艺简单，使用成本低。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种荒漠地区固沙及植被修复结构，包括：

渗透柱，所述渗透柱的下端穿过干沙层进入含水沙层，所述渗透柱的下端的上端与土壤层连接；

储水层，所述储水层设置在所述渗透柱内，用于在干旱时将所述含水沙层中的水吸附并渗透到所述土壤层为所述土壤层中的植物供水，以及在下雨时将所述土壤层中的水分经过渗透进行存储；

阻隔层，所述阻隔层设置在所述渗透柱底部，用于将所述储水层与所述含水沙层分隔且防止所述储水层下沉。

其中，所述储水层为包括采用粉煤灰、水泥、吸水树脂、水、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾制程的储水颗粒。

其中，所述储水颗粒的制备工艺如下：

将预定重量比例的粉煤灰、水泥、吸水树脂、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾按置于成球盘中混合均匀，转动成球盘，喷洒加入适量水，制成储水颗粒原粒；

对所述储水颗粒原粒按照预定尺寸进行筛选作为半成品颗粒；

对所述半成品颗粒在温度为10-23、℃湿度在80％-95％下的养护室中养护预定时间，制成所述储水颗粒。

其中，所述储水颗粒中粉煤灰、水泥、高吸水树脂、水、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾的重量比为80-85：5-15：2-10：24-35：0.5-1.5：2-6：2-6：2-6。

其中，所述储水颗粒的直径为15mm-20mm。

其中，相邻所述渗透柱之间的间隔距离为1.0m-1.5m。

其中，所述渗透柱的长度为1m-2m，直径为0.4m-0.6m。

其中，所述阻隔层为钢丝网阻隔层或塑料阻挡层，网格尺寸不大于10mm×10mm。

其中，所述土壤层为厚度大于等于0.2m的有机土壤层。

其中，还包括设置在所述土壤层的植物种子，所述植物种子包括芨芨草、沙冬青、披碱草、罗布麻、骆驼刺、直立黄耆、沙拐枣、怪柳中的至少一种。

本发明实施例提供的荒漠地区固沙及植被修复结构与现有技术相比较，具有以下优点：

所述荒漠地区固沙及植被修复结构，通过渗透柱穿透干沙层进入含水沙层，并在渗透柱内设置储水层，通过储水层在干旱时通过渗透对土壤层中的植物供水或在下雨时进行储水，实现对荒漠进行生态综合治理，不使用化学试剂，既可以固沙又可以提高植被成活率，结构简单，使用成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的荒漠地区固沙及植被修复结构的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

如图1所示，图1为本申请提供的荒漠地区固沙及植被修复结构的一个实施例的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的荒漠地区固沙及植被修复结构，包括：

渗透柱10，所述渗透柱10的下端穿过干沙层50进入含水沙层40，所述渗透柱10的下端的上端与土壤层60连接；

储水层20，所述储水层20设置在所述渗透柱10内，用于在干旱时将所述含水沙层40中的水吸附并渗透到所述土壤层60为所述土壤层60中的植物供水，以及在下雨时将所述土壤层60中的水分经过渗透进行存储；

阻隔层30，所述阻隔层30设置在所述渗透柱10底部，用于将所述储水层20与所述含水沙层40分隔且防止所述储水层20下沉。

通过渗透柱10穿透干沙层50进入含水沙层40，并在渗透柱10内设置储水层20，通过储水层20在干旱时通过渗透对土壤层60中的植物供水或在下雨时进行储水，实现对荒漠进行生态综合治理，不使用化学试剂，既可以固沙又可以提高植被成活率，结构简单，使用成本低。

本发明中的渗透柱10起到竖直渗透的作用，在干沙层50的部分由于没有出口或者开孔，使得渗透柱10中的水分无法在干沙层50中扩散，减少了水分的流失，而通过底部的阻隔层30在防止储水层20下沉的同时能够连通含水沙层40和土壤层60，实现土壤层60连通含水沙层40的作用，间接增加土壤层60的厚度。

本发明中的渗透柱10与现有的沙漠治理中的方式具有较大的区别，现有技术中将植物放入瓶子中，在瓶子中储存有水，而如果瓶子在干沙层50放置，那么在瓶子中的水消耗完毕之后就会处于缺水状态，而且瓶子由于储水的缘故，只有上部开口，植物的根系需要伸出瓶子之外处于干沙层50中，使得植物的成活率较低，如果瓶子在含水沙层40中，由于含水沙层40位于干沙层50之下，距离地面的深度较大，如果瓶子中的植物为种子70，则需要穿过干沙层50，不可能存活，如果植物插条，那么久需要有较长的长度，至少要超过干沙层50的长度使得顶部在地面以上才可以，这样的植物体积较大，沙漠治理成本较高。而在本发明中，只需要将植物或植物种子70放置在土壤层60中，通过渗透柱10与含水沙层40连通即可，渗透柱10上下开口，穿过干沙层50，连接土壤层60和含水沙层40，使得需要的植物的长度只要在土壤层60设置即可，固沙成本低，而且本身固沙结构简单。

本发明对于储水层20的工艺制备流程以及成分不作限定，在一个实施例中，所述储水层20为包括采用粉煤灰、水泥、吸水树脂、水、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾制程的储水颗粒。

本发明中的吸水树脂，一般采用高吸水树脂，如丙烯酸树脂等，本发明对此不作限定。

在一个实施例中，所述储水颗粒的制备工艺如下：

将预定重量比例的粉煤灰、水泥、吸水树脂、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾按置于成球盘中混合均匀，转动成球盘，喷洒加入适量水，制成储水颗粒原粒；

对所述储水颗粒原粒按照预定尺寸进行筛选作为半成品颗粒；

对所述半成品颗粒在温度为10-23℃、湿度在80％-95％下的养护室中养护预定时间，制成所述储水颗粒。

本发明对于储水颗粒的组分以及比例不作限定，一般所述储水颗粒中粉煤灰、水泥、高吸水树脂、水、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾的重量比为80-85：5-15：2-10：24-35：0.5-1.5：2-6：2-6：2-6。

需要指出的是，这里的重量比中总重量不一定是100，只是相互之间的比例一般在此范围，如一个实施例中重量比为85：10：5：30：1：4：4：4，纵的重量分数在143，而不是100。

一个实施例中，将20重量份粉煤灰、3重量份水泥、8重量份丙烯酸树脂、1重量份硫酸锌、5重量份尿素、4重量份磷酸二铵、4重量份氯化钾按置于成球盘中混合均匀，转动成球盘，喷洒加入适量水，筛选出15mm-20mm粒径储水颗粒原粒。制成的成品在温度为10-23、℃湿度在80％-95％下的养护室中养护7天，可制备出孔隙率49.12％，筒压强度3.2MPa，吸水率达到110.5％的储水颗粒。

本发明对于储水颗粒的数量以及直径不作限定，一般所述储水颗粒的直径为15mm-20mm。

本发明可以对荒漠进行生态综合治理，不使用化学试剂，既可以固沙又可以提高植被成活率，还可以对粉煤灰进行综合利用。把具有一定吸水能力的废渣粉煤灰复合到高吸水保水材料中，不仅为粉煤灰利用开辟了一条新途径，而且可以大幅度降低高吸水保水材料的生产成本，从“植物-煤-粉煤灰”的转化过程看出，粉煤灰中富含多种养分元素，可为植物生长提供一些必要的无机养分。

同理，本发明对于渗透柱10的尺寸、形状不作限定，对于渗透柱10之间的间距不作限定，一般相邻所述渗透柱10之间的间隔距离为1.0m-1.5m。

一般，所述渗透柱10的长度为1m-2m，直径为0.4m-0.6m。

本发明中阻隔层30的作用是防止内部设置储水层20下沉，但是同时也不能阻止水分的渗透，而且采用阻隔层30可以在设置过程中，直接整体放置，大大加快工艺施工，所述阻隔层30为钢丝网阻隔层30或塑料阻挡层，网格尺寸不大于10mm×10mm。

本发明对于阻隔层30的结构以及尺寸不作限定，可以是单一材质的阻挡层，也可以是多种材质的阻挡层。

本发明对于土壤层60的类型以及厚度不作限定，一般所述土壤层60为厚度大于等于0.2m的有机土壤层60。

本发明中的土壤层60中可以直接种植植物，也可以种植种子70，在一个实施例中，所述荒漠地区固沙及植被修复结构还包括设置在所述土壤层60的植物种子70，所述植物种子70包括芨芨草、沙冬青、披碱草、罗布麻、骆驼刺、直立黄耆、沙拐枣、怪柳中的至少一种。

本发明对于种植的植物以及种子70类型不作限定。

装置施工流程：先挖坑，将渗透柱10打进荒漠中，渗透柱10下端连接含水沙层40上端连接地表，再在地表铺设一层含有机物的土壤层60，在土壤中播撒植物种子70，种植后进行浇水灌溉。

在一个实施例中，将长度2m宽度0.5m的渗透柱10放置在荒漠中，底端接触含水沙层40，顶端连接地表。在渗透柱10中填充储水层20，喷淋水使储水层20润湿，在地表上方铺设厚度为0.2m的有机土壤层60，在土壤中播撒芨芨草、沙冬青的植物种子70，浇水灌溉。

本发明中的储水颗粒中粉煤灰掺量大，外加少量添加剂(激发剂、粘结剂、成孔剂等)，经混合、成球，通过自然养护的简单工艺制成，无需煅烧，具有生产成本低、强度高、耐久性好、吸水率高、保水性强、堆积密度较大、耐酸碱腐蚀的特点。

综上所述，本发明实施例提供的所述荒漠地区固沙及植被修复结构，通过渗透柱穿透干沙层进入含水沙层，并在渗透柱内设置储水层，通过储水层在干旱时通过渗透对土壤层中的植物供水或在下雨时进行储水，实现对荒漠进行生态综合治理，不使用化学试剂，既可以固沙又可以提高植被成活率，结构简单，使用成本低。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，包括：

渗透柱，所述渗透柱的下端穿过干沙层进入含水沙层，所述渗透柱的下端的上端与土壤层连接；

储水层，所述储水层设置在所述渗透柱内，用于在干旱时将所述含水沙层中的水吸附并渗透到所述土壤层为所述土壤层中的植物供水，以及在下雨时将所述土壤层中的水分经过渗透进行存储；

阻隔层，所述阻隔层设置在所述渗透柱底部，用于将所述储水层与所述含水沙层分隔且防止所述储水层下沉。

2.如权利要求1所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，所述储水层为包括采用粉煤灰、水泥、吸水树脂、水、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾制程的储水颗粒。

3.如权利要求2所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，所述储水颗粒的制备工艺如下：

将预定重量比例的粉煤灰、水泥、吸水树脂、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾按置于成球盘中混合均匀，转动成球盘，喷洒加入适量水，制成储水颗粒原粒；

对所述储水颗粒原粒按照预定尺寸进行筛选作为半成品颗粒；

对所述半成品颗粒在温度为10-23℃、湿度在80％-95％下的养护室中养护预定时间，制成所述储水颗粒。

4.如权利要求3所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，所述储水颗粒中粉煤灰、水泥、高吸水树脂、水、硫酸锌、尿素、磷酸二铵、氯化钾的重量比为80-85：5-15：2-10：24-35：0.5-1.5：2-6：2-6：2-6。

5.如权利要求4所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，所述储水颗粒的直径为15mm-20mm。

6.如权利要求5所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，相邻所述渗透柱之间的间隔距离为1.0m-1.5m。

7.如权利要求6所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，所述渗透柱的长度为1m-2m，直径为0.4m-0.6m。

8.如权利要求7所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，所述阻隔层为钢丝网阻隔层或塑料阻挡层，网格尺寸不大于10mm×10mm。

9.如权利要求8所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，所述土壤层为厚度大于等于0.2m的有机土壤层。

10.如权利要求9所述荒漠地区固沙及植被修复结构，其特征在于，还包括设置在所述土壤层的植物种子，所述植物种子包括芨芨草、沙冬青、披碱草、罗布麻、骆驼刺、直立黄耆、沙拐枣中的至少一种。

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