CN112493041A - 一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，属于沙漠治理改良的技术领域。该方法包括现场勘测与试验、机械参数设置、隔离墙施建和待绿化区松土、多孔管埋设、营养基质和植物种籽的喷洒、地膜铺设、通气碳化和营养液供给等步骤。根据沙漠的沙土厚度、细粒含量和含水率等初始条件，调节固化剂和植物类型、处理深度和碳化方式。通过各步骤顺次工作，可在短时间内将大面积荒漠隔离成小面积的待绿化区，避免了沙丘移动堆积；采用覆膜和多孔管提高了碳化加固效率，也促使了植物发芽生长。本发明解决现有技术在恶劣环境下改良绿化效果差、改良周期长、经济成本高、环境效益差等技术缺陷，实现了温室气体和废弃物在沙漠治理改良中的资源化利用。

Description

一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法
所属领域
本发明公开了一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，属于沙漠治理改良的技术领域，具体 涉及化学固沙和生物治沙。
背景技术
在极端干旱、半干旱和部分半湿润地区的沙质条件下，受自然因素或人为不合理活动的 影响，生态平衡遭到破坏，出现了风沙活动并逐步形成风蚀、风蚀地貌结构景观的土地退化。 我国是世界上荒漠化最严重的国家之一，其中以沙漠危害最为严重，沙漠化面积已达80.9万 平方公里，且还在继续扩大。土地沙漠化将威胁我国生态安全和社会经济的可持续发展，威 胁人类生存和发展，是全国性的重大生态环境问题。为阻止沙漠化扩大，已通过各种方式对 沙漠进行治理，并取得了显著效果。但是传统治理方式有着较大局限性，治理效率较为低下， 难以推广使用。随着我国中西部发展，沙漠治理不仅要将沙土固定稳定、阻止沙漠面积进一 步扩大，而且还要提高沙漠地区的植被绿化、将沙漠变为绿洲。
沙漠治理的传统技术包括工程治沙、生物治沙、化学治沙、综合防沙治沙等，其中工程 治沙与生物治沙应用最为广泛。这些治沙技术的主要特点是：(1)工程治沙技术是运用各种 机械工具来防止沙子移动的固沙措施，应用时间早、使用广泛、耗水少，并且起效迅速。但 是工程治沙难以应付风力大的恶劣环境，且随着时间的推移容易失效。(2)生物治沙技术是 通过耐旱植物培育和种植，不仅能防风固沙、改善沙漠环境，而且还能生产经济作物或药材， 提供饲料或燃料，是一种兼具生态效益和经济效益的治沙技术，也是最有效、最根本的治沙 技术。但由于沙漠生态环境恶劣，生物固沙周期长、初期效果差且容易被破坏，需要投入大 量人力和财力进行持续维护，长期才能发挥明显作用。如发明专利“植物种植沙漠改良的方法 (CN 101790934 B)”、“一种改良沙漠的植物种植方法(CN 106665020A)”。(3)化学治 沙技术往往是在沙漠表面喷洒化学胶结材料，形成沙土固结层，以防止沙土或沙丘移动。化 学治沙虽然实施简单、起效快，但只能固定流沙的表层，不能从根本上遏制沙漠扩张；另外， 大部分化学固沙剂在生产或应用过程中对环境有不利影响，甚至对环境产生二次破坏，如水 泥或其他人工合成粘合剂。如发明专利“固沙抑尘剂及固沙抑尘方法、沙漠改良方法(CN 107794053 A)”、“一种沙漠改良剂及其加工工艺(CN 110669525A)”。(4)微生物固沙技 术，是通过一定手段将微生物菌液和营养液添加剂喷洒在沙土表层，但该技术成本高、周期 长，对微生物的活性和生存条件要求高，不利于大面积推广。如发明专利“一种复合固沙模型 及其制备方法和应用(CN 106947492 B)”、“一种微生物固沙的防风微孔管道喷淋系统及其 使用方法(CN 108049389 A)”和“一种微生物固沙抑尘剂及其制备方法(CN 103820123 A)”。 此外，现有发明专利“一种治理沙漠的方法(CN 10961854A)”公开了一种利用捕雾棉提高沙 土含水量，从而进一步种植植物改造沙漠的方法。但是事实上，中国很多沙漠地区空气湿度 不高，很难从空气中收集到足量的水来保障植物的存活；“治理沙漠的方法(CN 105369793 A)” 等利用水泥和水形成的水泥浆，喷涂在沙漠表面，在沙漠表面形成水泥覆盖层，在通过播种 孔固定流沙的同时，减少沙漠地区地下水的蒸发量，并留小孔种植植物。这样的方法虽然能 够减缓地下水蒸发，但却极易阻止沙漠中的气体交换，使沙漠不适宜植物生长，成为毫无经 济价值的“空地”，难以适应现代社会的发展要求，而且这种方法所需的成本高昂，在贫穷落 后的地区不可能大面积推广使用。发明专利“一种利用种植砂治理沙漠的方法(CN 107371446 A)”公开了将种植砂浸泡于水中至饱和、铺保水种植砂、喷砂固结材料和表面活性剂混合物 的交联剂等，但种植砂成分复杂，直接将种籽混合在种植砂中，不利于种籽生长。
尽管人们已经对沙漠治理的固沙剂研发和治理方法方面进行了大量研究，但是由于现有 方法的经济成本高、处理效率低、处理效果不佳等方面而未得到广泛应用。针对沙土颗粒孔 隙大、含水率和饱和度低等特点，立足我国西部大开发对沙漠治理和生态保护的战略需求， 本发明公开了一种经济实用、可持续和施工高效的沙漠改良的碳化绿化方法，在节约财力、 人力及推进生态改善方面有着重要意义。
发明内容
鉴于上述背景技术存在的不足，本发明旨在提出一种经济实用、可持续和施工高效的沙 漠改良的碳化绿化方法，以解决现有技术中改良周期长、水分流失严重、改良效果不佳、经 济成本高、环境效益和长期稳定性差等所存在的缺陷，同时实现温室气体和废弃物在沙漠治 理改良中的资源化利用。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其 特征在于，该方法包括以下步骤：
a.现场勘测与试验：对沙漠现场未处理土进行钻孔勘测和取样试验，测量沙漠未处理土 的土层厚度、沙土土性、颗粒级配、含水率等物理指标，确定固化剂浆液的最优水固比，
b.机械参数设置：根据沙漠现场未处理土的土体物理性质和预定的植物类型，在中央控 制器操作台上设置搅拌头的处理深度、旋耕铧犁的松土深度和绿化网格区宽度，设置履带车 A的移动形式，同时通过发射器发射搅拌机械的方位信号，
c.隔离墙施建和待绿化区松土：启动履带车A上的液压泵A和液压泵B，将液压杆A和液压杆B分别伸长至预定深度，将输浆管连接至快接接头A上，然后打开泵送器A和控制阀A，调节控制阀A并记录流量计A的读数，泵送器A将固化剂罐中的固化剂浆液泵入输浆 管中，使固化剂浆液通过内管到达喷浆口，搅拌头边喷射固化剂浆液边搅拌移动，同时旋耕铧犁进行松土，形成处理土隔离墙及其中间的待绿化区，
d.多孔管埋设：启动卷轴和导引槽，卷轴的转动线速度与履带车A的移动速度相同，盘 状多孔管通过卷轴转动而伸开，多孔管通过导引槽压入至待绿化区的预定深度处，多孔管通 过支管和快接接头C连接至气液主管上，
e.营养基质和植物种籽的均混与喷洒：在种籽罐和营养基质桶中分别装入指定的植物种 籽和营养基质，打开控制阀B和控制阀C，按植物种籽和营养基质的设计比例调节控制阀B 和控制阀C，并记录流量计B和流量计C的读数，然后用均混鼓风机将植物种籽和营养基质 通过蓬莲头喷洒至待绿化区，
f.地膜铺设：打开铺膜器，将地膜通过平铺板摊压在隔离墙和待绿化区的表层，并将地 膜两侧边压入至隔离墙的外侧土中，
g.通气碳化：将多孔管的一端通过快接接头C连接至气液主管上，多孔管的另一端封闭， 关闭控制阀D，打开并调节减压阀，对处理土隔离墙进行通气碳化，形成具有一定强度和整 体性的碳化隔离墙，
h.营养液供给：关闭减压阀，打开并调节控制阀D，通过泵送器B将营养液输入至多孔 管中，使营养液通过多孔管喷滴至待绿化区中，供给植物种籽的发芽与生长，形成绿化植被 区。
作为本发明的一种改进，所述固化剂是由主固化剂和次固化剂按一定比例组成，主固化 剂是活性氧化镁等碱性氧化物粉末，次固化剂是矿渣和钢渣等工业废弃物，主固化剂的含量 为5％～100％，所述固化剂浆液的水固比是水与粉状固化剂的质量比，水固比为0.6～1.2。
作为本发明的另一种改进，所述植物类型是能在沙漠环境条件下生存和生长的耐旱且蓄 水能力强的植物，可以是草、灌木或树，如复活草、沙冬草、盐生草、苜蓿草、沙棘、沙拐 枣、骆驼刺、胡杨、梭梭等种籽中的一种或两种或两种以上混合物。
作为本发明的另一种改进，所述搅拌头的处理深度等于或大于旋耕铧犁的松土深度，所 述履带车A的移动形式可以是纵向逐排移动，也可以是先纵向后横向移动，形成排状或网格 状的待绿化区。
作为本发明的另一种改进，所述待绿化区宽度与两搅拌头间的间距相同，待绿化区宽度 是根据沙漠现场的沙土活动性和沙土厚度等确定，待绿化区宽度随沙土活动性和沙土厚度的 增大而变小，待绿化区宽度为0.5～2.0m。
作为本发明的另一种改进，所述流量计A的流量是根据预设的固化剂掺量、履带车A的 前进速度、搅拌头深度和宽度等进行调节。
作为本发明的另一种改进，所述多孔管的压埋深度根据松土深度和搅拌头的处理深度确 定，介于松土深度和隔离墙深度之间；所述多孔管数量是根据绿化网格区宽度确定，可以为 1根或2根；所述多孔管的孔应为网状孔或表面敷设有纱网的单孔，多孔管的孔应具有防砂 粒堵塞功能。
作为本发明的另一种改进，所述营养基质是种植土、营养土、草炭土、泥炭土、有机肥 等物料中的一种或两种或两种以上的混合物；所述营养基质和植物种籽的喷洒形式是根据植 物种籽的喷洒密度确定，如果是喷洒密度较大的草籽和灌木种籽时，可以是先均混后喷洒； 如果是喷洒密度小的乔木种籽时，可以选营养基质和植物种籽分别喷洒。
作为本发明的另一种改进，所述地膜应是不漏气、防砂砾刺穿的可降解膜，地膜可以在 通气碳化后且种籽发芽后回收，也可以继续保留。
作为本发明的另一种改进，所述二氧化碳通气方式可以是连续通气或间断通气，通气压 力以不出现地膜的显著臌胀为宜，累计通气时间为3～6小时。
作为本发明的另一种改进，所述营养液成分和浓度根据植物生长需要配制，喷滴时间根 据待绿化区中土体的平均湿度确定。
与现有技术相比，本发明具有的技术优势和有益效果是：
(1)履带车A与履带车B上分别设置有发射器与接收器，由中央控制器统一控制，实现了在广袤沙漠中搅拌松土与种籽喷洒的精准协同工作，达到了铺膜整齐和高效碳化的效果。
(2)在施建碳化固化隔离墙时，固化剂采用了以活性氧化镁等碱性氧化物为主、以工业 矿渣粉和钢渣粉为辅的复合型固化剂，同时碳化固化过程中利用了温室气体二氧化碳，相比 传统硅酸盐水泥均具有低碳环保特点。
(3)将碳化技术应用于沙漠土中，充分利用了沙土的高透性，利用沙土的快速碳化固化， 缩短了固化周期，并通过固化隔离墙或网格将可移动沙土层进行分区化处理，减小了恶劣大 风天气下的沙丘移动和沙尘飞扬的现象。
(4)选用耐旱的沙漠植物种植在由固化隔离墙构建的网格中，减小了沙漠风沙对植被的 破坏，大大增加了沙漠绿色植被的覆盖面积，很大程度上保护了沙漠环境。
(5)固化剂浆液隔离墙和待绿化区采用地膜覆盖，避免了二氧化碳通气过程的逸漏，提 高了二氧化碳的利用效率；同时避免了绿化区营养基质的水分蒸发，确保了植物生长的温度 了水分。
(6)二氧化碳通气和营养液喷滴共用一个多孔管，节省了管道铺设，采用地下的滴灌方 法，避免了表层喷洒水的浪费，提高了营养液的利用效率，保证了植物的生存和生长。
(7)隔离墙喷搅、待绿化区松土、管道埋设、种籽和营养基质均混喷洒、地膜铺设、通 气碳化和营养液滴灌等多个工序同时或连续作业，大大提高了改良处理效率。
附图说明
图1为本发明沙漠固沙改良的碳化绿化示意图；
图2为本发明沿机械移动方向的施工剖面图；
图3为采用本发明施工机械沿纵向逐排处理的示意图；
图4为采用本发明施工机械先纵向后横向处理的示意图；
图5为采用本发明施工后待绿化区单根多孔管的剖面图；
图6为采用本发明施工后待绿化区两根多孔管的剖面图；
图中：1、液压泵A，2、液压泵B，3、液压杆A，4、液压杆B，5、履带车A，6、内 管，7、旋耕铧犁，8、喷浆口，9、搅拌头，10、中央控制器，11、发射器，12、卷轴，13、 多孔管，14、导引槽，15、拉杆，16、均混鼓风机，17、莲蓬头，18、接收器，19、铺膜器， 20、地膜，21、支撑杆，22、平铺板，23、履带车B，24、固化剂罐，25、泵送器A，26、 平板车，27、控制阀A，28、流量计A，29、输浆管，30、快接接头A，31、种籽罐，32、 控制阀B，33、流量计B，34、营养基质桶，35、控制阀C，36、流量计C，37、快接接头B， 38、输料管，39、营养液罐，40、泵送器B，41、控制阀D，42、输液管，43、流量计D， 44、CO2高压罐，45、通气管，46、减压阀，47、压力表，48、球形接头，49、气液主管，50、快接接头C，51、支管，52、隔离墙，53、未处理土，54、待绿化区。
具体实施方式
本发明实施例通过一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，以解决现有技术中改良周期长、 改良效果不佳、经济成本高、环境效益和长期稳定性差等所存在的技术缺陷，同时实现温室 气体和废弃物在沙漠治理改良中的资源化利用。为更好地理解本发明的技术方案、实现技术 目的和功效，下面将结合说明书附图及具体实施方式对技术方案进行进一步阐述，实施例中 的具体特征是对本技术方案的详细说明，而不是对本申请技术方案的限定。在不冲突情况下， 本实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。
如图1所示，一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.现场勘测与试验：对沙漠现场未处理土53进行钻孔勘测和取样试验，测量沙漠土层 的厚度、沙土的土性、颗粒级配、含水率等物理指标，确定固化剂浆液的最优水固比；所述 固化剂是由主固化剂和次固化剂按一定比例组成，主固化剂是活性氧化镁等碱性氧化物粉末， 次固化剂是矿渣和钢渣等工业废弃物，主固化剂含量为5％～100％，所述固化剂浆液的水固比 是水与粉状固化剂的质量比，水固比为0.6～1.2；
b.机械参数设置：根据沙漠现场未处理土53的土体物理性质和预定的植物类型，在中 央控制器10操作台上设置搅拌头9的处理深度、旋耕铧犁7的松土深度和绿化网格区宽度， 设置履带车A5的移动形式，同时通过发射器11发射搅拌机械的方位信号；所述植物类型是 能在沙漠环境条件下生存和生长的耐旱且蓄水能力强的植物，可以是草、灌木或树，如复活 草、沙冬草、盐生草、苜蓿草、沙棘、沙拐枣、骆驼刺、胡杨、梭梭等种籽中的一种或两种 或两种以上混合物；
c.隔离墙52施建和待绿化区54松土：启动履带车A5上的液压泵A1和液压泵B2，将液压杆A3和液压杆B4分别伸长至预定深度，将输浆管29连接至快接接头A30上，然后 打开泵送器A25和控制阀A27，调节控制阀A27并记录流量计A28的读数，泵送器A25 将固化剂罐24中的固化剂浆液泵入输浆管29中，使固化剂浆液通过内管6到达喷浆口8， 搅拌头9边喷射固化剂浆液边搅拌移动，同时旋耕铧犁7进行松土，形成隔离墙52及其中 间的待绿化区54；所述搅拌头9的处理深度等于或大于旋耕铧犁7的松土深度，所述履带 车A5的移动形式可以是纵向逐排移动(如图3)，也可以是先纵向后横向移动(如图4)， 形成排状或网格状的待绿化区54；所述待绿化区54宽度与两搅拌头9间的间距相同(如图 2)，待绿化区54宽度是根据沙漠现场的沙土活动性和沙土厚度等确定，待绿化区54宽度随 沙土活动性和沙土厚度的增大而变小，待绿化区宽度为0.5～2.0m；所述流量计A28的流量 是根据预设的固化剂掺量、履带车A5的前进速度、搅拌头9深度和宽度等进行调节；
d.多孔管13埋设：启动卷轴12和导引槽14，卷轴12的转动线速度与履带车A5的移动速度相同，盘状多孔管13通过卷轴12转动而伸开，多孔管13通过导引槽14压入至待绿 化区的预定深度处，多孔管13通过支管51和快接接头C50连接至气液主管49上；所述多 孔管13的压埋深度根据松土深度和搅拌头9的处理深度确定，介于松土深度和隔离墙52深 度之间；所述多孔管13的数量是根据绿化网格区宽度确定，可以为1根或2根；所述多孔管 13的孔应为网状孔或表面敷设有纱网的单孔，多孔管13的孔应具有防砂粒堵塞功能；
e.营养基质和植物种籽的均混与喷洒：在种籽罐31和营养基质桶34中分别装入指定的 植物种籽和营养基质，打开控制阀B32和控制阀C35，按植物种籽和营养基质的设计比例调 节控制阀B32和控制阀C35，并记录流量计B33和流量计C36的读数，然后用均混鼓风机16将植物种籽和营养基质通过蓬莲头17喷洒至待绿化区54；所述营养基质是种植土、营养土、草炭土、泥炭土、有机肥等物料中的一种或两种或两种以上的混合物；所述营养基质和植物种籽的喷洒形式是根据植物种籽的喷洒密度确定，如果是喷洒密度较大的草籽和灌木种 籽时，可以是先均混后喷洒；如果是喷洒密度小的乔木种籽时，可以选营养基质和植物种籽 分别喷洒；
f.地膜20铺设：打开铺膜器19，将地膜20通过平铺板22摊压在隔离墙52和待绿化区 54的表层，并将地膜20两边缘压入至土中，所述地膜20应是不漏气、防砂砾刺穿的可降解 膜，地膜20可以在通气碳化后且种籽发芽后回收，也可以继续保留；
g.通气碳化：将多孔管13的一端通过快接接头C50连接至气液主管49上，多孔管13的另一端封闭，关闭控制阀D41，打开并调节减压阀46，对处理土隔离墙52进行通气碳化，形成具有强度高和整体性的碳化固化隔离墙52，所述二氧化碳通气方式可以是连续通气或间 断通气，通气压力以不出现地膜20的显著臌胀为宜，累计通气时间为3～6小时；
h.营养液供给：关闭减压阀46，打开并调节控制阀D41，通过泵送器B40将营养液输入至多孔管13中，使营养液通过多孔管13喷滴至待绿化区54中，供给植物种籽的发芽与生长，形成绿化植被区；所述营养液成分和浓度根据植物生长需要配制，喷滴时间根据待绿化区54中土体的平均湿度确定。
下面将结合附图1和具体实施例，对本发明进行较为详细的说明。
实施例1
a.在上述方法步骤说明的基础上，如果沙漠土层厚度大于3.0m，细砂含量85％，含水率 小于4％，则选取氧化镁和矿渣的混合物为主要固化剂，氧化镁粉末含量占混合物总重量的 80％；按照水固比为1.2配制成固化剂浆液；
b.预定沙漠现场的种植植物为胡杨，设置搅拌头9的处理深度为50cm，旋耕铧犁7的 松土深度为30cm，绿化网格区宽度为2.0m，并设置履带车A5的移动形式为逐排移动(如图3)，设置机械行走的方位信号，并通过发射器11发出；
c.打开泵送器A25和控制阀A27，调节控制阀A27使固化剂在砂土中的含量为10％(固 化剂含量是根据搅拌头9宽度、深度、密度来计算)，并记录该固化剂含量下的流量计A28 读数，搅拌机械边行走边搅拌，形成固化剂混合隔离墙52；同时旋耕铧犁7将隔离墙52中 间的待绿化区54刨松，刨松深度是30cm；
d.通过导引槽14将表明敷设有纱布的多孔管13埋设压入到疏松土中，多孔管13的压 埋深度为25cm，压埋数量为2根(如图6)；
e.将种植土和泥炭土按1∶1混合成营养基质，用均混鼓风机16将胡杨树种籽和营养基 质分别通过蓬莲头17喷洒至待绿化区54，营养基质分层喷洒，总厚度为5cm，胡杨树种子 的播撒密度为每间隔1～2m播撒一颗树种，即先喷洒一层营养基质，然后播撒树种，最后在 喷洒一层营养基质；
f.通气方式为间断通气，通气半小时后停止15分钟继续通气，通气压力为150kPa，累 计通气6小时，在二氧化碳碳化作用下，使固化剂浆液均混的隔离墙52强度增高；
g.关闭减压阀46并打开控制阀D41，使营养液通过多孔管13滴灌至中间的待绿化区 54，为植物发芽生长提供水分和养分。
实施例2
a.在上述方法步骤说明的基础上，如果沙漠土层厚度为1.0～3.0m，细砂含量60％，含水 率小于4％，则选取氧化镁和矿渣的混合物为主要固化剂，氧化镁粉末含量占混合物总重量的 50％；按照水固比为1.2配制成固化剂浆液；
b.预定沙漠现场的种植植物为骆驼刺，设置搅拌头9的处理深度为30cm，旋耕铧犁7 的松土深度为20cm，绿化网格区宽度为1.5m，并设置履带车A5的移动形式为先纵向后横向移动(如图4)，设置机械行走的方位信号，并通过发射器11发出；
c.打开泵送器A25和控制阀A27，调节控制阀A27使固化剂在砂土中的含量为8％(固 化剂含量是根据搅拌头9宽度、深度、密度来计算)，并记录该固化剂含量下的流量计A28 读数，搅拌机械边行走边搅拌，形成固化剂混合隔离墙52；同时旋耕铧犁7将隔离墙52中 间的待绿化区54刨松，刨松深度是20cm；
d.通过导引槽14将表明敷设有纱布的多孔管埋设压入到疏松土中，多孔导管的压埋深 度为25cm，压埋数量为1根(如图5)；
e.将营养土和草炭土按1∶1混合形成营养基质，并均混有一定比例的骆驼刺种子，用均 混鼓风机16将植物种籽和营养基质的混合物通过蓬莲头17喷洒至待绿化区54，喷洒厚度为 5cm；
f.通气方式为间断通气，通气半小时后停止15分钟继续通气，通气压力为100kPa，累 计通气3小时，在二氧化碳碳化作用下，使固化剂浆液均混的隔离墙52强度增高；
g.关闭减压阀46并打开控制阀D41，使营养液通过多孔管13滴灌至中间的待绿化区 54，为骆驼刺种籽的发芽生长提供水分和养分。
实施例3
a.在上述方法步骤说明的基础上，如果沙漠土层厚度为1.0m，细砂含量30％，含水率为 5-7％，则选取氧化镁和矿渣的混合物为主要固化剂，氧化镁粉末含量占混合物总重量的30％； 按照水固比为1.0配制成固化剂浆液；
b.预定沙漠现场的种植植物为盐生草，设置搅拌头9的处理深度为25cm，旋耕铧犁7 的松土深度为10cm，绿化网格区宽度为1.0m，并设置履带车A5的移动形式为先纵向后横向移动(如图4)，设置机械行走的方位信号，并通过发射器11发出；
c.打开泵送器A25和控制阀A27，调节控制阀A27使固化剂在砂土中的含量为8％(固 化剂含量是根据搅拌头宽度、深度、密度来计算)，并记录该固化剂含量下的流量计A读数， 搅拌机械边行走边搅拌，形成固化剂混合隔离墙52；同时旋耕铧犁7将隔离墙52中间的待 绿化区54刨松，刨松深度是10cm；
d.通过导引槽14将表明敷设有纱布的多孔管13埋设压入到疏松土中，多孔管13的压 埋深度为10cm，压埋数量为1根(如图5)；
e.将营养土、草炭土和有机肥按2∶2∶1混合形成营养基质，并均混有一定比例的盐生草 种子，用均混鼓风机16将植物种籽和营养基质的混合物通过蓬莲头17喷洒至待绿化区54， 喷洒厚度为2cm；
f.通气方式为连续通气，通气压力为50kPa，通气时间3小时，在二氧化碳碳化作用下， 使固化剂浆液均混的隔离墙52强度增高；
g.关闭减压阀46并打开控制阀D41，使营养液通过多孔管13滴灌至中间的待绿化区 54，为盐生草种籽的发芽生长提供水分和养分。
实施例4
a.在上述方法步骤说明的基础上，如果沙漠土层厚度为2.0m，细砂含量30％，含水率为 3％，则选取氧化镁和矿渣的混合物为固化剂，氧化镁粉末含量占混合物总重量的50％；按照 水固比为0.8配制成固化剂浆液；
b.预定沙漠现场的种植植物为沙棘和苜蓿草，设置搅拌头9的处理深度为20cm，旋耕 铧犁7的松土深度为10cm，绿化网格区宽度为0.8m，并设置履带车A5的移动形式为先纵向后横向移动(如图4)，设置机械行走的方位信号，并通过发射器11发出；
c.打开泵送器A25和控制阀A27，调节控制阀A27使固化剂在砂土中的含量为5％(固 化剂含量是根据搅拌头9宽度、深度、密度来计算)，并记录该固化剂含量下的流量计A读 数，搅拌机械边行走边搅拌，形成固化剂混合隔离墙52；同时旋耕铧犁7将隔离墙52中间的待绿化区54刨松，刨松深度是10cm；
d.通过导引槽14将表明敷设有纱布的多孔管13埋设压入到疏松土中，多孔管13的压 埋深度为10cm，压埋数量为1根(如图5)；
e.将种植土作为营养基质，将苜蓿草和沙棘按一定比例混合，用均混鼓风机16先将营 养基质的混合物通过蓬莲头17喷洒至待绿化区54，喷洒厚度为4cm，然后再喷洒植物种籽；
f.通气方式为连续通气，通气压力为50kPa，通气时间3小时，在二氧化碳碳化作用下， 使固化剂浆液均混的隔离墙52强度增高；
g.关闭减压阀46并打开控制阀D41，使营养液通过多孔管13滴灌至中间的待绿化区 54，为苜蓿草和沙棘种籽的发芽生长提供水分和养分。
实施例5
根据上述几个实施例，可以总结出，固化剂、处理深度、植物类型选择、多孔管13数量 和碳化压力和时间等收到沙漠未处理土53厚度、细粒含量、含水率等因素的影响。未处理土 53土层越厚、细粒含量越高、含水率越低，则所选固化剂的氧化镁含量越低、水灰比越高、 处理深度越大，通气压力越高，碳化时间相对越长，选择的植物类型以乔木和灌木为主，能 更好地避免风沙。反之，可提高氧化镁含量，减小碳化时间，能加快处理速度，以草类植物 为主。通过上述方法的处理，可以在短时间(几个小时)内将大面积的荒漠未处理土53隔离 成小区域、小面积的待绿化区54；避免了沙丘的大规模移动，同时采用覆膜形式和营养液滴 灌方式，有力保障了荒漠地区的植物发芽生长。
经上述步骤处理后，使广袤沙漠地区的沙丘移动和堆积现象大大降低，沙漠中出现了整 齐排列的绿色植物和草坪，促进了沙漠环境的极大改善。
述的具体实施例仅以说明和解释技术方案而不是对本方面的限制，本领域的普通技术员 是应当理解的，也可以对本发明的技术方案进行修改或同等替换；在不脱离本发明技术方案 的精神实质和范围的条件下，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (11)

1.一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.现场勘测与试验：对沙漠现场未处理土进行钻孔勘测和取样试验，测量未处理土的土层厚度、沙土土性、颗粒级配、含水率等物理指标，确定固化剂浆液的水固比，
b.机械参数设置：根据沙漠现场未处理土的土体物理性质和预选植物类型，在中央控制器操作台上设置搅拌头的处理深度、旋耕铧犁的松土深度和绿化网格区宽度，设置履带车A的移动形式，同时通过发射器发射搅拌机械的方位信号，
c.隔离墙施建和待绿化区松土：启动履带车A上的液压泵A和液压泵B，将液压杆A和液压杆B分别伸长至预定深度，将输浆管连接至快接接头A上，然后打开泵送器A和控制阀A，调节控制阀A并记录流量计A的读数，泵送器A将固化剂罐中的固化剂浆液泵入输浆管中，使固化剂浆液通过内管到达喷浆口，搅拌头边移动搅拌边喷射固化剂浆液，形成处理土隔离墙，同时旋耕铧犁进行松土，形成隔离墙及其中间的待绿化区，
d.多孔管埋设：启动卷轴和导引槽，卷轴的转动线速度与履带车A的移动速度相同，盘状多孔管通过卷轴转动而伸开，多孔管通过导引槽压入至待绿化区的预定深度处，多孔管通过支管和快接接头C连接至气液主管上，
e.营养基质和植物种籽的喷洒：在种籽罐和营养基质桶中分别装入指定的植物种籽和营养基质，打开控制阀B和控制阀C，按植物种籽和营养基质的设计比例调节控制阀B和控制阀C，并记录流量计B和流量计C的读数，然后用均混鼓风机将植物种籽和营养基质通过蓬莲头喷洒至待绿化区，
f.地膜铺设：打开铺膜器，将地膜通过平铺板摊压在处理土隔离墙和待绿化区的表面，并将地膜两侧边压入至隔离墙的外侧土中，
g.通气碳化：将多孔管的一端通过快接接头C连接至气液主管上，多孔管的另一端封闭，关闭控制阀D，打开并调节减压阀，对处理土隔离墙进行通气碳化，形成具有一定强度和整体性的碳化隔离墙，
h.营养液供给：关闭减压阀，打开并调节控制阀D，通过泵送器B将营养液输入至多孔管中，使营养液通过多孔管喷滴至待绿化区中，供给植物种籽的发芽与生长，形成绿化植被区。
2.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述固化剂是由主固化剂和次固化剂按一定比例组成，主固化剂是活性氧化镁、氧化钙等碱性氧化物粉末，次固化剂是矿渣和钢渣等工业废弃物，主固化剂的含量为5％～100％，所述固化剂浆液的水固比是水与粉状固化剂的质量比，水固比为0.6～1.2。
3.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述植物类型是在沙漠环境条件下能生存、生长的耐旱且蓄水能力强的植物，可以是草、灌木或乔木，如复活草、沙冬草、盐生草、苜蓿草、沙棘、沙拐枣、骆驼刺、胡杨、梭梭等种籽中的一种或两种或两种以上混合物。
4.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述搅拌头的处理深度等于或大于旋耕铧犁的松土深度，所述履带车A的移动形式可以是纵向逐排移动，也可以是先纵向后横向移动，形成排状或网格状的待绿化区。
5.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述待绿化区宽度与两隔离墙的间距相同，待绿化区宽度是根据沙漠未处理土的沙土活动性和沙土厚度来确定，待绿化区宽度随沙土活动性和沙土厚度的增大而变小，待绿化区宽度为0.5～2.0m。
6.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述流量计A的流量是根据预设固化剂掺量、履带车A的前进速度、搅拌头深度和宽度来进行调节。
7.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述多孔管的压埋深度根据松土深度和搅拌头的处理深度确定，介于松土深度和隔离墙深度之间；所述多孔管数量是根据绿化网格区宽度确定，可以为1根或2根；所述多孔管的孔应为网状孔或表面敷设有纱网的单孔，多孔管的孔应具有防砂粒堵塞功能。
8.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述营养基质是种植土、营养土、草炭土、泥炭土、有机肥等物料中的一种或两种或两种以上的混合物；所述营养基质和植物种籽的喷洒形式是根据植物种籽的喷洒密度确定，如果是喷洒密度大的草籽和灌木种籽时，可以是先均混后喷洒；如果是喷洒密度小的乔木种籽时，可以选营养基质和植物种籽进行分别喷洒。
9.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述地膜应是不漏气、防砂砾刺穿的可降解膜，地膜可以在通气碳化后且种籽发芽后回收，也可以继续保留。
10.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述二氧化碳通气方式可以是连续通气或间断通气，通气压力以不出现地膜的显著臌胀为宜，累计通气时间为3～6小时。
11.根据权利要求1所述的一种沙漠固沙改良的碳化绿化方法，其特征在于，所述营养液成分和浓度根据不同植物的生长需要进行配制，喷滴时间根据待绿化区中的土体平均湿度确定。
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