CN114303511A - 一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，包括以下步骤：步骤一，通过遥感影像、无人机、人工测绘、无人船测量获取塌陷区范围、深度以及积水深度；步骤二，依据治理区域土方平衡原则，计算塌陷区挖填方量；步骤三，对养殖塘岸坡进行加固和生态化处理，建设养殖塘工程化养殖系统和底排污系统；步骤四，在稻田种植区种植水稻，与养殖塘形成养殖塘鱼‑稻生态循环模式；步骤五，在正常种植区建设完备的路、林、灌排系统网。本发明的沼气工程作为本系统的纽带，能够实现养殖塘鱼类饲料残渣粪便、畜禽粪尿、菌类菌渣、作物秸秆以及农户有机废弃物的资源化、无害化利用，有效提高了资源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及采煤塌陷区治理技术领域，具体为一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法。
背景技术
煤炭是我国的主体能源，在我国一次能源结构中占比一直处于50％以上，在今后相当长时期内，煤炭仍是我国能源安全稳定供应的“压舱石”，支撑能源结构调整和转型发展的“稳定器”。我国煤炭资源80％以上为井工开采，由采煤引起的塌陷不可避免地对环境造成了破坏，如耕地面积减少、水土流失、土壤质量下降、粮食减产绝产等，并引发了诸多社会问题。在我国东部黄淮海平原的高潜水位平原粮煤复合产区，人多地少、良田广布，采煤塌陷造成的破坏更加严重，问题更加突出。因此，高潜水位采煤塌陷地农业复垦是实现生态环境保护和农业可持续发展的一项重要任务。
目前，国内高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法普遍存在种植传统单一、资源利用率低、生态系统不完备、二次污染风险高、复垦综合效益差等问题，难以真正实现低成本、高效益的复垦效果，因此，现提出一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，以解决现有的高潜水位采煤塌陷区农业复垦模式方法存在的种植传统单一、资源利用率低、生态系统不完备、二次污染风险高、复垦综合效益差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，包括以下步骤：
步骤一，通过遥感影像、无人机、人工测绘、无人船测量获取塌陷区范围、深度以及积水深度；
步骤二，依据治理区域土方平衡原则，计算塌陷区挖填方量，将治理区域划分为养殖区、稻田种植区、正常种植区；
步骤三，对养殖塘岸坡进行加固和生态化处理建设护坡蓄水机构，建设养殖塘工程化养殖系统和底排污系统，实现养殖区内鱼类饲料残渣粪便高效回收；
步骤四，在稻田种植区种植水稻，与养殖塘形成养殖塘鱼-稻生态循环模式，实现鱼类饲料残渣粪便转化为优质有机肥的就地利用；
步骤五，在正常种植区建设完备的路、林、灌排系统网，保障小麦和玉米生长，在正常种植区中部建设畜禽养殖区、沼气工程、菌类种植区，以沼气工程为纽带实现种植业、养殖业和农户生活之间的自循环。
优选的，所述畜禽养殖区内设置有干粪场、沼气池、沼气贮存池和贮气柜。
优选的，所述菌类种植区内设置有菌渣场。
优选的，所述养殖区设置在塌陷区中心位置，稻田种植区设置在养殖区的四周。
优选的，所述路沿稻田种植区的四面中心位置为起点建设至村落为终点。
优选的，所述护坡蓄水机构包括路基主体、坡体和护坡主体，所述路基主体的右侧铺设有坡体，所述坡体的右侧设置有护坡主体，所述坡体的顶端沿前后方向开设有排水沟，所述排水沟的内腔底端左侧沿前后方向间隙设置有收集箱，所述坡体和护坡主体之间沿前后方向间隙预埋有管道，且管道的一端与排水沟连接，所述管道的另一端装配有储水箱，所述管道和收集箱的连接处设置有第一过滤网，所述管道的内腔顶端沿前后方向轴接有圆轴，所述圆轴的外壁间隙设置有矩形板，所述管道的顶端左侧设置有第二过滤网，所述管道的内腔顶端设置有清理机构。
优选的，所述清理机构包括滑槽、滑块、连接柱、毛刷、矩形板、圆筒、圆柱和弹簧；
所述管道的内腔顶端前后两端沿左右方向均开设有滑槽，所述滑槽的内腔右侧内嵌有相匹配的滑块，所述滑块的内侧设置有连接柱，且连接柱的顶端延伸出管道的顶端，所述连接柱的内侧顶端设置有毛刷，且毛刷的底端与管道的顶端贴合，所述连接柱的底端设置有连接板，所述收集箱的内腔前后两端均安装有圆筒，所述圆筒的内腔设置有相匹配的圆柱，且圆柱的右侧与连接柱卡接，所述圆柱和圆筒之间固定连接弹簧，所述圆柱在弹簧的作用力下向右侧移动。
本发明提出的一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，有益效果在于：
1.本发明挖填方平衡及治理区域划分不再一味追求与周边地形“一马平川”的一致，而是根据塌陷实际以及农业发展空间科学规划设计，为建设完备的生态自循环系统奠定了基础；
2.本发明的沼气工程作为本系统的纽带，能够实现养殖塘鱼类饲料残渣粪便、畜禽粪尿、菌类菌渣、作物秸秆以及农户有机废弃物的资源化、无害化利用，有效提高了资源利用率，避免了二次污染；
3.本发明养殖塘工程化养殖系统和底排污系统，加之沼气工程能够实现鱼类饲料残渣粪便的高效回收、利用；
4.本发明养殖塘、稻田种植区、正常种植区打破了传统复垦模式种植单一，生态系统不完备的缺陷，能够实现良好的综合效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程步骤图；
图3为本发明结构示意图；
图4为本发明A处放大的结构示意图；
图5为本发明圆筒的结构示意图；
图6为本发明第二过滤网俯视图。
图中：1、路基主体，2、坡体，3、排水沟，4、收集箱，5、管道，6、第一过滤网，7、圆轴，8、矩形板，9、第二过滤网，10、滑槽，11、滑块，12、连接柱，13、毛刷，14、连接板，15、圆筒，16、圆柱，17、弹簧，18、护坡主，19、蓄水箱。
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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，包括以下步骤：
步骤一，通过遥感影像、无人机、人工测绘、无人船测量获取塌陷区范围、深度以及积水深度；
步骤二，依据治理区域土方平衡原则，计算塌陷区挖填方量，将治理区域划分为养殖区、稻田种植区、正常种植区；
养殖区设置在塌陷区中心位置，稻田种植区设置在养殖区的四周；
步骤三，对养殖塘岸坡进行加固和生态化处理建设护坡蓄水机构，建设养殖塘工程化养殖系统和底排污系统，实现养殖区内鱼类饲料残渣粪便高效回收；
步骤四，在稻田种植区种植水稻，与养殖塘形成养殖塘鱼-稻生态循环模式，实现鱼类饲料残渣粪便转化为优质有机肥的就地利用；
步骤五，在正常种植区建设完备的路、林、灌排系统网，保障小麦/玉米生长，在正常种植区中部建设畜禽养殖区、沼气工程、菌类种植区，以沼气工程为纽带实现种植业、养殖业和农户生活之间的自循环；
畜禽养殖区内设置有干粪场、沼气池、沼气贮存池和贮气柜；
菌类种植区内设置有菌渣场；
路沿稻田种植区的四面中心位置为起点建设至村落为终点。
所述护坡蓄水机构包括路基主体1、坡体2和护坡主体18，路基主体1的右侧铺设有坡体2，坡体2的右侧设置有护坡主体18，坡体2的顶端沿前后方向开设有排水沟3，通过排水沟3可使路基主体1顶端的水流入管道5的内腔，水流排水沟3的内腔底端左侧沿前后方向间隙设置有收集箱4，通过收集箱4可将杂物进行集中收集，方便日后的处理，坡体2和护坡主体18之间沿前后方向间隙预埋有管道5，且管道5的一端与排水沟3连接，管道5的另一端装配有储水箱19，储水箱19可以根据使用需要设置在塌陷区的合适位置，管道5和收集箱4的连接处设置有第一过滤网6，通过第一过滤网6可防止收集箱4内腔的杂物掉落至管道5的内腔，管道5的内腔顶端沿前后方向轴接有圆轴7，圆轴7的外壁间隙设置有矩形板8，水流落到矩形板8的顶端，可带动矩形板8和圆轴7逆时针旋转，管道5的顶端左侧设置有第二过滤网9，毛刷13的宽度与第二过滤网9的宽度相同，可对第二过滤网9进行全面的清理，第二过滤网9的顶端和收集箱4的顶端位于同一水平线，在毛刷13对第二过滤网9顶端清理时，可使第二过滤网9顶端的杂物正常的掉落至收集箱4的内腔，通过第二过滤网9可防止杂物进入管道5的内腔，管道5的内腔顶端设置有清理机构，通过清理机构可将第二过滤网9顶端的杂物清理干净。
作为优选方案，更进一步的，清理机构包括滑槽10、滑块11、连接柱12、毛刷13、矩形板14、圆筒15、圆柱16和弹簧17；
管道5的内腔顶端前后两端沿左右方向均开设有滑槽10，滑槽10的内腔右侧内嵌有相匹配的滑块11，滑块11可在滑槽10的内腔左右往复滑动，同时保证连接柱12在移动时更加稳定，滑块11的内侧设置有连接柱12，且连接柱12的顶端延伸出管道5的顶端，连接柱12的内侧顶端设置有毛刷13，通过毛刷13可将第二过滤网9顶端的杂物清理干净，且毛刷13的底端与管道5的顶端贴合，连接柱12的底端设置有连接板14，通过连接板14可更方便使矩形板8在逆时针旋转时推动连接板14，连接板14位于右侧矩形板8的顶端，确保矩形板8在逆时针旋转时可推动连接板14向左侧移动，收集箱4的内腔前后两端均安装有圆筒15，圆筒15的内腔设置有相匹配的圆柱16，圆柱16可在圆筒15的内腔左右往复移动，且圆柱16的右侧与连接柱12卡接，圆柱16和圆筒15之间固定连接弹簧17，簧17受到拉伸或挤压后产生弹性形变，去除外力后恢复至初始状态，圆柱16在弹簧17的作用力下向右侧移动。
当养殖塘内的水超出路基主体1的上表面时，或者下雨天时，水流通过第二过滤网9进行过滤将杂物隔离在第二过滤网9的顶端，水流通过第二过滤网9掉落至管道5的内腔，并与矩形板8接触，促使矩形板8逆时针旋转，右侧的矩形板8推动连接板14向左侧移动，连接柱12跟随向左侧移动，滑块11在滑槽10的内腔向左侧移动，促使圆柱16收回至圆筒15的内腔，将弹簧17压缩，同时毛刷13在管道5的顶端向左侧移动，可对第二过滤9进行清理，将第二过滤网9顶端的杂物清理至收集箱4的内腔，收集箱4内腔的水，通过第一过滤网6可从新排入管道5的内腔，当矩形板8与连接板14分离时，弹簧17弹出，推动圆柱16在圆筒15的内腔向右侧移动，带动连接柱12向右侧移动，促使毛刷13在管道5的顶端向右侧移动，当矩形板8持续逆时针旋转时，可使毛刷13左右往复的移动，对第二过滤网9进行清理，装置利用水动力驱动，当有水流进入管道5内腔时，即可对第二过滤网9的顶端进行清理，同时过滤后的水进入到蓄水箱19内储存，可以方便塌陷区各个位置使用水时需要，同时也减少了塌陷区内的积水。
实施例：将养殖塘设置在塌陷区的中心位置，并以养殖塘为中心向外扩散稻田种植区将养殖区包围，并沿稻田种植区的四面中心位置为起点建设主路至村落，从而四条主路以及稻田养殖区将塌陷区分隔成四个区域，该区域即为正常种植区，在正常种植区建设完备的路、林、灌排系统网，保障小麦/玉米生长，在正常种植区中部建设畜禽养殖区、沼气工程、菌类种植区，以沼气工程为纽带实现种植业、养殖业和农户生活之间的自循环；
其中沼气工程产生的沼气可以给农户使用，农户生产生活中产生的有机废弃物进入沼气工程，沼气工程产生的沼渣和沼液制造成有机肥供给正常种植区内农作物种植使用，农作物产生的两种产物(粮食和秸秆)分别进行处理，秸秆加工成菌棒用于菌类种植区种植菌类，种植过程产生的菌渣经菌渣场处理后输送到沼气工程，粮食加工成饲料用于畜禽养殖区，畜禽养殖过程中产生的粪尿经干粪场发酵作为鱼类饲料，剩余部分及鱼类养殖产生的饲料残渣粪便均输送到沼气工程，从而完成畜禽养殖区、沼气工程、菌类种植区，以沼气工程为纽带实现种植业、养殖业和农户生活之间的自循环。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，通过遥感影像、无人机、人工测绘、无人船测量获取塌陷区范围、深度以及积水深度；
步骤二，依据治理区域土方平衡原则，计算塌陷区挖填方量，将治理区域划分为养殖区、稻田种植区、正常种植区；
步骤三，对养殖塘岸坡进行加固和生态化处理建设护坡蓄水机构，建设养殖塘工程化养殖系统和底排污系统，实现养殖区内鱼类饲料残渣粪便高效回收；
步骤四，在稻田种植区种植水稻，与养殖塘形成养殖塘鱼-稻生态循环模式，实现鱼类饲料残渣粪便转化为优质有机肥的就地利用；
步骤五，在正常种植区建设完备的路、林、灌排系统网，保障小麦/玉米生长，在正常种植区中部建设畜禽养殖区、沼气工程、菌类种植区，以沼气工程为纽带实现种植业、养殖业和农户生活之间的自循环。
2.根据权利要求1所述的一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，其特征在于：所述畜禽养殖区内设置有干粪场、沼气池、沼气贮存池和贮气柜。
3.根据权利要求1所述的一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，其特征在于：所述菌类种植区内设置有菌渣场。
4.根据权利要求1所述的一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，其特征在于：所述养殖塘设置在塌陷区中心位置，稻田种植区设置在养殖区的四周。
5.根据权利要求1所述的一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，其特征在于：所述主路沿稻田种植区的四面中心位置为起点建设至村落为终点。
6.根据权利要求1所述的一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，其特征在于：所述护坡蓄水机构包括路基主体(1)、坡体(2)和护坡主体(18)，所述路基主体(1)的右侧铺设有坡体(2)，所述坡体(2)的右侧设置有护坡主体(18)，所述坡体(2)的顶端沿前后方向开设有排水沟(3)，所述排水沟(3)的内腔底端左侧沿前后方向间隙设置有收集箱(4)，所述坡体(2)和护坡主体(18)之间沿前后方向间隙预埋有管道(5)，且管道(5)的一端与排水沟(3)连接，所述管道(5)的另一端装配有储水箱(19)，所述管道(5)和收集箱(4)的连接处设置有第一过滤网(6)，所述管道(5)的内腔顶端沿前后方向轴接有圆轴(7)，所述圆轴(7)的外壁间隙设置有矩形板(8)，所述管道(5)的顶端左侧设置有第二过滤网(9)，所述管道(5)的内腔顶端设置有清理机构。
7.根据权利要求6所述的一种基于生态自循环的高潜水位采煤塌陷区农业复垦方法，其特征在于：所述清理机构包括滑槽(10)、滑块(11)、连接柱(12)、毛刷(13)、矩形板(14)、圆筒(15)、圆柱(16)和弹簧(17)；
所述管道(5)的内腔顶端前后两端沿左右方向均开设有滑槽(10)，所述滑槽(10)的内腔右侧内嵌有相匹配的滑块(11)，所述滑块(11)的内侧设置有连接柱(12)，且连接柱(12)的顶端延伸出管道(5)的顶端，所述连接柱(12)的内侧顶端设置有毛刷(13)，且毛刷(13)的底端与管道(5)的顶端贴合，所述连接柱(12)的底端设置有连接板(14)，所述收集箱(4)的内腔前后两端均安装有圆筒(15)，所述圆筒(15)的内腔设置有相匹配的圆柱(16)，且圆柱(16)的右侧与连接柱(12)卡接，所述圆柱(16)和圆筒(15)之间固定连接弹簧(17)，所述圆柱(16)在弹簧(17)的作用力下向右侧移动。
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- 2021-12-31 CN CN202111673973.8A patent/CN114303511A/zh active Pending
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