CN114868625A - 一种节水型复合渗灌管及其制备方法 - Google Patents

一种节水型复合渗灌管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种节水型复合渗灌管及其制备方法，节水型复合渗灌管包括渗灌基体层及其外侧的渗灌膜层。渗灌基体层内分布多条相互连通的毛细孔，毛细孔从渗灌基体层的内部延伸至渗灌基体层的表面，并与外界连通。渗灌膜层通过导水纤维与膜层基体复合而成，导水纤维的两端分别暴露在膜层基体的两面。导水纤维包括纤维丝以及涂覆在纤维丝表面的聚丙烯酰胺‑蒙脱土复合导水材料。渗灌基体层内具有多条互相连通的毛细孔，当渗灌基体层作为管道内层装入水时，水通过毛细作用沿着毛细孔从渗灌基体层的内侧渗出至渗灌基体层的外侧，到达渗灌膜层。渗灌膜层能够根据土壤湿度自动调节出水速率，是一种主动调节方式，能够节省水源，避免浪费。

Description

一种节水型复合渗灌管及其制备方法
技术领域
本发明属于农林灌溉技术领域，具体涉及一种节水型复合渗灌管及其制备方法。
背景技术
目前，农田灌溉方式以喷灌、漫灌为主，但喷灌和漫灌的灌溉方式使得水资源通过土壤下渗等作用渗到植物根部的部分有限，很大一部分水资源直接在地表蒸发，无法有效地流到植物根部，利用率很低，浪费严重。
为了解决喷灌和漫灌导致的水资源利用率低、浪费严重的问题，近年来，我国许多学者对地下渗灌展开研究。渗灌技术作为继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术，其在本质上属于一种地下灌溉形式，预先在作物根系活动层的土壤内铺设渗灌管，灌溉水源通过管道直接送到作物根系土壤，借助土壤毛细管吸水和水势的作用，水分缓慢而均匀地进入植物根区，能够解决普通灌溉技术中的地表水蒸发和喷射造成的水土流失等问题，还能够使得土壤疏松，减少污染、促进作物生长，是一项低成本、高收益、绿色低碳的新型节水灌溉技术。
目前地下铺设的渗灌管一般采用陶土管和橡胶管，通过对压力和机械孔道的协同调控供水速率，是一种被动式的调控方式，导致渗灌管的出水速率不能根据植物的需水规律自动调节。另外，目前的渗灌管的出水量一般较大，大于1L/h，对于一些沙生植物、旱生植物等需水量不高的作物，该出水速率远大于植物的用水需求。
因此，需要提供一种新型的渗灌管材料，以根据作物的实际需要对出水量进行合理调控。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决现有技术中存在的渗灌管被动调节，出水量较大，不能根据实际需要进行调节的技术问题，本发明提供一种节水型复合渗灌管及其制备方法。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种节水型复合渗灌管，包括渗灌基体层以及渗灌膜层；
所述渗灌膜层设置在所述渗灌基体层的外侧；
所述渗灌基体层内分布多条相互连通的毛细孔，所述毛细孔从渗灌基体层的内部延伸至渗灌基体层的表面，并与外界连通；
所述渗灌膜层通过导水纤维与膜层基体复合而成；所述导水纤维的两端分别暴露在所述膜层基体的两面；
所述导水纤维包括纤维丝以及涂覆在纤维丝表面的聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料。
如上所述的节水型复合渗灌管，优选地，所述聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料中，聚丙烯酰胺与蒙脱土的质量比为0.1-0.3。
如上所述的节水型复合渗灌管，优选地，所述膜层基体为聚乙烯，所述纤维丝为亲水性纤维；所述渗灌膜层中，导水纤维在膜层基体中的密度为12-20束/dm2。
如上所述的节水型复合渗灌管，优选地，所述渗灌基体层由导水基材固化而得；
所述导水基材包括支架材料、填充材料、发泡剂以及水。
本发明还提供一种上述节水型复合渗灌管的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备渗灌膜层；
S2、制备渗灌基体层；
S3、在步骤S2制备得到的渗灌基体层的外侧设置保护内层，然后将步骤S1制备得到的渗灌膜层包裹在所述保护内层的外侧。
如上所述的制备方法，优选地，步骤S1包括：
S11、纤维丝预处理：将纤维丝分别在NaOH溶液以及乙酸溶液中浸泡，然后清洗，烘干待用；
S12、聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料的制备：将聚丙烯酰胺加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到聚丙烯酰胺溶液；将蒙脱土加入去离子水并超声分散，得到蒙脱土悬浮液；将聚丙烯酰胺溶液与蒙脱土悬浮液混合，搅拌10-30min后得到聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液；
S13、将步骤S11得到的经过预处理的纤维丝放置在步骤S12制备得到的聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液中浸泡10-30min，然后烘干，得到导水纤维；
S14、将步骤S13制备得到的导水纤维和膜层基体通过热塑吹膜复合，得到渗灌膜层。
如上所述的制备方法，优选地，步骤S12中，聚丙烯酰胺与蒙脱土的质量比为0.1-0.3，优选为0.25。
如上所述的制备方法，优选地，步骤S2包括：
S21、将发泡剂、保水剂加水搅拌均匀，得到外加剂；
S22、将支架材料以及填充材料以3:1-8:1的质量比加入搅拌机，加水搅拌均匀，然后加入步骤S21制备得到的外加剂，搅拌均匀后得到导水基材；所述支架材料为粒径小于3mm的砂石，所述填充材料为粒径为0.1-0.3mm的粉煤灰和水泥的混合物；
S23、将步骤S22制备得到的导水基材泵送注浆，固化后得到中空的渗灌基体层。
如上所述的制备方法，优选地，步骤S22中，水与填充材料的质量比为0.5:1-1:1。
如上所述的制备方法，优选地，步骤S21中，发泡剂的质量为填充材料质量的0.7-1.3％，保水剂的质量为填充材料质量的0.02-0.03％。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明的节水型复合渗灌管，包括内层的渗灌基体层以及设置在渗灌基体层外侧的渗灌膜层，渗灌基体层内具有多条互相连通的毛细孔，当渗灌基体层作为管道内层装入水时，水能够通过毛细作用沿着毛细孔从渗灌基体层的内侧渗出至渗灌基体层的外侧，到达渗灌膜层。渗灌膜层能够根据土壤湿度自动调节出水速率，不必依靠压力和机械孔道进行被动调节，是一种主动调节方式，能够节省水源，避免浪费。
具体地，聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料涂覆在纤维丝表面，提高了渗灌膜层的吸水和释水性能。当土壤湿度较低，较为干燥时，聚丙烯酰胺会干燥收缩，互相团聚桥连的蒙脱土形成水分传输通道，导水速率较快。当土壤湿度较高时，聚丙烯酰胺会吸水膨胀，切断蒙脱土的导水通道，从而降低导水速率。因此，本发明的渗灌管能够根据环境变化和植物生长需要自动调节导水速率，使植物根部土壤始终保持在适宜的湿度范围内，满足植物的生长需要。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明提供一种节水型复合渗灌管，包括渗灌基体层，以及设置在渗灌基体层外侧的渗灌膜层。
渗灌基体层的内分布多条相互连通的毛细孔，多条毛细孔从渗灌基体层的内部一直延伸至渗灌基体层的内表面以及外表面，并与外界连通。渗灌基体层的作用是使水从渗灌基体层的内部通过毛细作用沿着网络状的毛细孔渗出至渗灌基体层的外部，到达渗灌膜层。
渗灌膜层通过导水纤维与膜层基体复合而成。导水纤维的两端分别暴露在膜层基体的两面，以保证渗灌膜层的吸水以及释水能力。
导水纤维包括纤维丝以及涂覆在纤维丝表面的聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料。纤维丝为聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料的载体。聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料中，蒙脱土颗粒附着在聚丙烯酰胺的表面。
聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料涂覆在纤维丝表面，目的是增强渗灌膜层的吸水和释水性能。
聚丙烯酰胺对水的束缚能力较强，而蒙脱土的保水性能较弱，因此，水分子容易在蒙脱土颗粒之间传输。导水纤维的两端处于不同环境下，靠近渗灌基体层的一端处于吸水饱和状态，而靠近土壤的一端的含水率随着土壤湿度而发生变化，本发明中主要通过靠近土壤的一端的导水纤维影响土壤湿度。聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料自动调节渗水速率的过程为：
当土壤湿度较低，较为干燥时，聚丙烯酰胺的高分子链会产生收缩，附着在聚丙烯酰胺中的蒙脱土颗粒由于范德华力团聚粘结在一起，互相桥连，构成水分输送通道，水分能够通过蒙脱土快速传递，渗灌膜层整体的导水速率较快，使得渗灌管内的水分快速地从内部渗出至土壤中，为作物提供所需水分。
随着聚丙烯酰胺逐渐吸水膨胀，土壤具有一定湿度，粘附在聚丙烯酰胺上的蒙脱土随着聚丙烯酰胺的膨胀而部分分散，蒙脱土的导水通道被部分切断，此时水分通过蒙脱石通道和聚丙烯酰胺通道共同传递，导水速率会逐渐下降。
当土壤湿度较高时，聚丙烯酰胺充分与水结合，使得高分子链吸水充分膨胀，黏附在聚丙烯酰胺上的蒙脱土被分开，很难进行团聚桥连，蒙脱土的导水通道被切断，水分基本通过聚丙烯酰胺传输，因此导水速率很慢。
为了保证聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料能够在纤维表面形成连续均匀的膜，聚丙烯酰胺与蒙脱土的质量比为0.1-0.3，优选为0.25。
优选地，膜层基体为聚乙烯，纤维丝为亲水性纤维。渗灌膜层中，为了保证导水能力，导水纤维在膜层基体中的密度为12-20束/dm2，优选为18束。
渗灌基体层由导水基材固化而得，导水基材包括支架材料、填充材料、发泡剂、保水剂、润滑剂以及水。
本发明还提供一种上述节水型复合渗灌管的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备渗灌膜层。
S2、制备渗灌基体层。
S3、为防止渗灌基体层对渗灌膜层造成损伤，在步骤S2制备得到的渗灌基体层的外侧设置保护内层，然后将步骤S1制备得到的渗灌膜层包裹在所述保护内层的外侧。
优选地，为了防止渗灌基体层内部堵塞，还可以在渗灌基体层的内部设置海绵等保护层。
上述步骤S1包括：
S11、纤维丝预处理：为了去除纤维丝表面的油脂，提高其亲水性，需要对纤维丝进行预处理。具体地，将纤维丝在浓度为0.05-0.1M的NaOH溶液中浸泡20-40min，优选为30min，再将纤维丝在乙酸溶液中浸泡20-40S，优选为30S，然后用蒸馏水反复清洗，除去表面残留的离子，烘干待用。
S12、聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料的制备：将聚丙烯酰胺加入40-50℃，优选45℃的去离子水中，搅拌至完全溶解，陈化24-48h后得到聚丙烯酰胺溶液。保证聚丙烯酰胺与蒙脱土的质量比为0.1-0.3，优选为0.25，将蒙脱土加入去离子水超声分散20-30min，优选25min，得到蒙脱土悬浮液。采用溶液共混法将聚丙烯酰胺溶液与蒙脱土悬浮液混合，搅拌10-30min，优选20min后得到聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液，该聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液中，蒙脱土附着在聚丙烯酰胺的表面。
S13、将步骤S11得到的经过预处理的纤维丝放置在步骤S12制备得到的聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液中浸泡10-30min，优选为20min，然后于80-90℃，优选85℃下悬挂烘干，得到表面涂覆聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料的导水纤维。
S14、将步骤S13制备得到的导水纤维和膜层基体，例如聚乙烯或者经过降解改性的聚乙烯等通过热塑吹膜复合，保证导水纤维的两端分别暴露在膜层基体的两面，导水纤维在膜层基体中的密度为12-20束/dm2，优选为18束，得到渗灌膜层。
上述步骤S2包括：
S21、将发泡剂、保水剂、润滑剂加水搅拌均匀，得到外加剂。
S22、将支架材料以及填充材料以3:1-8:1的质量比，优选为5:1，加入搅拌机，加水搅拌均匀，保证水与填充材料的质量比为0.5:1-1:1，优选为0.7:1。然后加入步骤S21制备得到的外加剂，搅拌均匀后得到导水基材。
S23、将步骤S22制备得到的导水基材泵送注浆，固化后得到中空的圆柱状渗灌基体层。
本发明中，支架材料为粒径小于3mm的砂石，填充材料为粒径为0.1-0.3mm的粉煤灰和水泥的混合物。
步骤S21中，发泡剂的质量为填充材料质量的0.7-1.3％，优选为1％，保水剂的质量为填充材料质量的0.02-0.03％，优选为0.02％。
本发明中，支架材料作为渗灌基体层材料的支撑骨架，其粒径小于3mm，这样既可以降低泵送注浆的难度，还能够避免注浆材料的孔隙过大，无法构成毛细孔。另外，该粒径还能够避免淤泥等细微颗粒大量进入注浆材料的孔隙造成堵塞导致透水失效。
支架材料与填充材料的质量比则决定了渗灌基体层能否进行泵送注浆以及最终透水。若支架材料与填充材料的质量比过大，则注浆过程中浆料的流动性较差，无法满足泵送要求，无法进行施工。若支架材料与填充材料的质量比太小，即填充材料加入量过多，就会使渗灌基体层的毛细孔之间难以连通，透水性能就会大打折扣。
为满足导水基材的泵送性，填充材料将支架材料包裹在内，然后控制支架材料和填充材料的质量比，保证支架材料之间填满填充材料，进而导水基材经过泵送注浆后得到的渗灌基体层中不会产生较大的孔隙。发泡剂是导水基材在泵送注浆过程中产生毛细孔的关键。本发明中，发泡剂产生的细小气泡孔最终构成了渗灌基体层中互相连通的毛细孔。此外，泵送注浆也是毛细孔产生的重要原因。泵送注浆过程中，泵压能够达到20Mpa以上，在压力作用下，进一步促进了发泡剂产生泡沫，减小泡沫半径，使得液膜减薄、液膜排液速度降低，已产生的泡沫更加稳定，保证了渗灌基体层中的孔隙率。发泡剂用量也对毛细孔具有重要影响，若发泡剂加入过多，则会增加孔隙，降低渗灌基体层的强度。发泡剂加入过少则难以形成连通的毛细孔，影响渗灌基体层的导水性能。
本发明利用渗灌基体层中的网络状的毛细孔的毛细作用，即可主动将管道内的水分通过毛细孔传递至渗灌膜层，无需通过外部压力设备使得渗灌基体层透水。渗灌基体层外侧的水分通过渗灌膜层运输至土壤中后，由于形成水分的负压，渗灌基体层会不断地在通过毛细作用主动进行水分的向外运输。
上述发泡剂可以是羧甲基纤维素钠或者脂肪醇硫酸铵，保水剂为纤维素醚，用于改善泵送过程中浆料的流动性。润滑剂的作用是提高导水基材的泵送性能，添加量为填充材料质量的0.02-0.03％，优选为0.02％。
上述导水基材中，水的添加量如果过少会影响泵送性能，且填充材料无法填充在支架材料之间，导致渗灌基体层内的孔隙过大，无法达到毛细吸水的效果；水的添加量过多则会导致导水基材泵送时离析。
实施例1
本实施例提供一种节水型复合渗灌管，包括渗灌基体层，以及设置在渗灌基体层外侧的渗灌膜层。
渗灌基体层的内分布多条相互连通的毛细孔，多条毛细孔从渗灌基体层的内部一直延伸至渗灌基体层的内表面以及外表面，并与外界连通。渗灌膜层通过导水纤维与膜层基体复合而成。导水纤维的两端分别暴露在膜层基体的两面。导水纤维包括纤维丝以及涂覆在纤维丝表面的聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料。
其中，渗灌膜层的制备方法包括：
S11、将纤维丝在浓度为0.05M的NaOH溶液中浸泡30min，再将纤维丝在乙酸溶液中浸泡30S，然后用蒸馏水反复清洗，烘干待用。
S12、将聚丙烯酰胺加入45℃的去离子水中，搅拌至完全溶解，陈化48h得到聚丙烯酰胺溶液。保证聚丙烯酰胺与蒙脱土的质量比为0.25，将蒙脱土加入去离子水超声分散25min，得到蒙脱土悬浮液。然后将聚丙烯酰胺溶液与蒙脱土悬浮液混合，搅拌20min后得到聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液。
S13、将预处理后的纤维丝放置在聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液中浸泡20min，然后于85℃下悬挂烘干，得到导水纤维。
S14、将导水纤维和聚乙烯通过热塑吹膜复合，使导水纤维的两端分别暴露在聚乙烯的两面，导水纤维在聚乙烯中的密度为18束/dm2，得到渗灌膜层。
渗灌基体层的制备方法包括：
S21、将发泡剂、保水剂、润滑剂加水搅拌均匀，得到外加剂。
S22、将支架材料以及填充材料以5:1的质量比，加入搅拌机，加水搅拌均匀，保证水与填充材料的质量比为0.7:1。然后加入外加剂，搅拌均匀后得到导水基材。
S23、将导水基材泵送注浆，固化后得到中空的圆柱状渗灌基体层。
上述支架材料为平均粒径为2mm的砂石，填充材料为粒径为0.2mm的粉煤灰和水泥的混合物。
上述步骤S21中，发泡剂的质量为填充材料质量的1％，保水剂的质量为填充材料质量的0.02％。
实施例2
本实施例提供一种节水型复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料过程中，聚丙烯酰胺和蒙脱土的质量比为0.1。
实施例3
本实施例提供一种节水型复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料过程中，聚丙烯酰胺和蒙脱土的质量比为0.3。
实施例4
本实施例提供一种节水型复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备渗灌基体层的过程中，支架材料与填充材料的质量比为3:1。
实施例5
本实施例提供一种节水型复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备渗灌基体层的过程中，支架材料与填充材料的质量比为8:1。
实施例6
本实施例提供一种节水型复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备渗灌基体层的过程中，发泡剂的添加量为填充材料质量的1.2％。
对比例1
本对比例提供一种复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料过程中，聚丙烯酰胺和蒙脱土的质量比为0.05。
对比例2
本实施例提供一种复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备渗灌基体层的过程中，支架材料与填充材料的质量比为2:1。
对比例3
本对比例提供一种复合渗灌管，与实施例1的区别在于，制备渗灌基体层的过程中，发泡剂的添加量为填充材料质量的0.3％。
对比例4
本对比例提供一种橡胶渗灌管，在渗灌管上开设机械孔道，然后通过外在设备对渗灌管的压力进行调控。
对实施例1、4-6以及对比例2-3中的渗灌基体层的强度、孔隙率以及孔隙大小进行测试，得到表1。
表1实施例4-6、对比例1-3中的渗灌基体层的强度、孔隙率和孔隙大小
Figure BDA0003653169100000111
模拟荒漠化条件，将实施例1-6以及对比例1-4的水源以及渗灌头进行组合，将各个渗灌管埋在砂子的相同深度，然后进行导水性能进行测试，在不同时间记录渗灌管的出水速率，得到表2。
表2实施例1-6、对比例1-4中的渗灌管在不同时间点的导水速率(mL/h、mL/d)
Figure BDA0003653169100000112
Figure BDA0003653169100000121
模拟荒漠条件，采用实施例1-6以及对比例1-4的渗灌管，与水源以及渗灌头组成渗灌设备，对50株沙生植物，具体为肉苁蓉的种子进行灌溉，一段时间后记录总用水量以及肉苁蓉的成活率，具体结果参见表3。
表3实施例1-6、对比例1-4中的渗灌设备的用水量以及成活率
Figure BDA0003653169100000122
通过表3可知，相比对比例4中的普通渗灌技术，使用本发明的复合渗灌管后，沙生植物的成活率能够提高至80％以上，总用水量能够节省至少两倍。
以上实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定，本领域技术人员在权利要求的范围内做出各种变形或修改，均属于本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种节水型复合渗灌管，其特征在于，包括渗灌基体层以及渗灌膜层；
所述渗灌膜层设置在所述渗灌基体层的外侧；
所述渗灌基体层内分布多条相互连通的毛细孔，所述毛细孔从渗灌基体层的内部延伸至渗灌基体层的表面，并与外界连通；
所述渗灌膜层通过导水纤维与膜层基体复合而成；所述导水纤维的两端分别暴露在所述膜层基体的两面；
所述导水纤维包括纤维丝以及涂覆在纤维丝表面的聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料。
2.根据权利要求1所述的节水型复合渗灌管，其特征在于，所述聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料中，聚丙烯酰胺与蒙脱土的质量比为0.1-0.3。
3.根据权利要求1所述的节水型复合渗灌管，其特征在于，所述膜层基体为聚乙烯，所述纤维丝为亲水性纤维；所述渗灌膜层中，导水纤维在膜层基体中的密度为12-20束/dm2。
4.根据权利要求1所述的节水型复合渗灌管，其特征在于，所述渗灌基体层由导水基材固化而得；
所述导水基材包括支架材料、填充材料、发泡剂以及水。
5.一种权利要求1-4任一项节水型复合渗灌管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备渗灌膜层；
S2、制备渗灌基体层；
S3、在步骤S2制备得到的渗灌基体层的外侧设置保护内层，然后将步骤S1制备得到的渗灌膜层包裹在所述保护内层的外侧。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11、纤维丝预处理：将纤维丝分别在NaOH溶液以及乙酸溶液中浸泡，然后清洗，烘干待用；
S12、聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料的制备：将聚丙烯酰胺加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到聚丙烯酰胺溶液；将蒙脱土加入去离子水并超声分散，得到蒙脱土悬浮液；将聚丙烯酰胺溶液与蒙脱土悬浮液混合，搅拌10-30min后得到聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液；
S13、将步骤S11得到的经过预处理的纤维丝放置在步骤S12制备得到的聚丙烯酰胺-蒙脱土复合导水材料溶液中浸泡10-30min，然后烘干，得到导水纤维；
S14、将步骤S13制备得到的导水纤维和膜层基体通过热塑吹膜复合，得到渗灌膜层。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S12中，聚丙烯酰胺与蒙脱土的质量比为0.1-0.3，优选为0.25。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21、将发泡剂、保水剂加水搅拌均匀，得到外加剂；
S22、将支架材料以及填充材料以3:1-8:1的质量比加入搅拌机，加水搅拌均匀，然后加入步骤S21制备得到的外加剂，搅拌均匀后得到导水基材；所述支架材料为粒径小于3mm的砂石，所述填充材料为粒径为0.1-0.3mm的粉煤灰和水泥的混合物；
S23、将步骤S22制备得到的导水基材泵送注浆，固化后得到中空的渗灌基体层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S22中，水与填充材料的质量比为0.5:1-1:1。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S21中，发泡剂的质量为填充材料质量的0.7-1.3％，保水剂的质量为填充材料质量的0.02-0.03％。
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