CN115094925A - 一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法 - Google Patents

一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115094925A
CN115094925A CN202210883855.8A CN202210883855A CN115094925A CN 115094925 A CN115094925 A CN 115094925A CN 202210883855 A CN202210883855 A CN 202210883855A CN 115094925 A CN115094925 A CN 115094925A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
layer
karst
fertilizer
surface soil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210883855.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115094925B (zh
Inventor
张耿杰
张川
胡惠永
黄杏梅
刘淑霞
郑宏刚
段青松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yunnan Agricultural University
Original Assignee
Yunnan Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunnan Agricultural University filed Critical Yunnan Agricultural University
Priority to CN202210883855.8A priority Critical patent/CN115094925B/zh
Publication of CN115094925A publication Critical patent/CN115094925A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115094925B publication Critical patent/CN115094925B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

本发明提供了一种岩溶区陡坡固化‑稳定型土体生态重构方法，涉及岩溶区土地整治技术领域，所述方法包括以下步骤：(1)地块表土剥离，表土堆放并进行生态化培养；(2)地表整理平坦；(3)地面裂缝填缝处理；(4)铺设无砂砼基础垫层；(5)在基础垫层上铺设防渗层；(6)在所述防渗层上依次铺设第一稻草层、有机肥层，第二稻草层；(7)将生态化培养的表土，覆盖在第二稻草层上；(8)覆土后，将生物质混合液喷洒于表土上；(9)在喷洒后，在表土上铺设三维植被土工垫，保持5～7个月后揭开。解决现有的裸露岩溶垂直渗漏区消水洼地周边陡坡造地技术出现的客土漏失严重，新造耕地难以持久的现象，达到下游水源不受到不良影响的问题。

Description

一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法
技术领域
本发明涉及岩溶区土地整治技术领域，尤其涉及一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法。
背景技术
云南是岩溶大省之一，现有岩溶分布面积110878.7km2。大多数岩溶地区虽然有良好的水热条件，但水、土资源分布不均，土壤贫瘠，土地质量差异较大。岩溶区土壤绝大多数为酸不溶物经溶蚀后在原地堆积形成的残积土，这种土壤富硅、铝、铁，质地粘重，土壤肥力低；并且由于岩溶的强烈发育，岩溶斗淋、落水洞、溶隙及地下管网等十分发达，降落到地表的雨水大多通过地下管道很快排走了，使得岩溶地区对水的调蓄能力较差。在这种条件下进行无论是进行农业生产或是种草种树，都面临土壤严重的漏水漏肥现象，土地生产力和经济效益低下，生态进一步退化。鉴于该区域石漠化现象加剧，土地资源浪费严重，改善岩溶区土壤的肥力和提升土地质量已经成为岩溶区土地整治领域亟待解决的问题。
现有的裸露岩溶垂直渗漏区消水洼地周边陡坡造地技术，在经过一段时间后会出现客土漏失严重，新造耕地难以持久的现象，并且下游水源还受到不良影响。生态修复的核心理念转变为节约优先、保护优先、自然恢复为主，在“统筹山水林田湖草一体化生态保护和修复”理念下开展全域土地生态整治实践成为岩溶区土地整治的主要内容。
因此，开发一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法对于岩溶区生态恢复将起到基础作用，不但可以有效保护环境，也有助于提高土地资源的高效利用，保障粮食安全。解决出现客土漏失严重，新造耕地难以持久现象的重构方法仍有待研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，解决现有的裸露岩溶垂直渗漏区消水洼地周边陡坡造地技术出现的客土漏失严重，新造耕地难以持久的现象，达到下游水源不受到不良影响的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，包括以下步骤：
(1)地块表土剥离，剥离后的表土堆放并进行生态化培养；
(2)将剥离表土后的地表整理平坦，陡坡坡面倾斜度保持相同；
(3)地面≤10cm的裂缝采用无溶剂树脂填缝处理；
(4)铺设无砂砼基础垫层；
(5)在基础垫层上铺设厚度为2～4mm防渗层；
(6)在所述防渗层上依次铺设第一稻草层、有机肥层，第二稻草层；
(7)将经过生态化培养的表土，覆盖在第二稻草层上；
(8)覆土完毕后，将生物质混合液喷洒于表土上；
(9)在喷洒完毕后，在表土上铺设三维植被土工垫，保持5～7个月后揭开；
所述生物质混合液包括草籽混合物、附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水。
优选的，步骤(1)中剥离表土的厚度为≤50cm。
优选的，步骤(1)中所述生态化培养为将肥料、生长素和粘固剂的混合物施于剥离表土表层。
优选的，步骤(1)中所述肥料、生长素和粘固剂的混合物与剥离表土的质量比为1:8000～9000。
优选的，步骤(1)中，步骤(1)中，所述肥料中氮：磷：钾＝10～15：8～15：7～15，肥量用量为30～50g/m3。
优选的，步骤(4)所述基础垫层厚度为6～10cm，所述基础垫层包括平面基础垫层和坡面基础垫层；平面基础垫层为现浇C15带孔砼，坡面基础垫层为现浇含沙量为5％～10％的少砂砼。
优选的，所述(5)防渗层为由膨润土复合防水毯或复合土工膜。
优选的，步骤(6)中第一稻草层和第二稻草层的厚度分别为5～10cm，所述有机肥层铺设牛粪，所述有机肥层的厚度为15～30cm。
优选的，所述步骤(8)中，所述草籽混合物包括紫花苜蓿、非洲狗尾草和鸭茅的种子；所述紫花苜蓿种子：非洲狗尾草种子：鸭茅种子的质量比为1.5～2.5：0.5～1.5:0.5～1.5；所述草籽混合物的用量为20～30g/m2。
优选的，所述(9)中三维植被土工垫厚度为14～25mm。
本发明提供了一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，所述方法先填补树脂能力可及的地裂缝；然后铺设基础垫层，主要目的是起到进一步支撑作用；铺设防渗层利用防水毯的性能起到防漏水的作用；稻草层是为了隔离，此外稻草层会自身腐败，跟有机肥层更好融合；有机层起到提供肥力的作用，覆土层为植被生长提供条件。解决了现有的裸露岩溶垂直渗漏区消水洼地周边陡坡造地技术出现的客土漏失严重，新造耕地难以持久的现象的问题，达到下游水源不受到不良影响的效果。
附图说明
图1为岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构图；
图2A-B为PVC管内草本植物种植图(A为PVC管内草本植物种植位置图，B为生长在PVC管内的草本植物)。
具体实施方式
本发明提供了一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，包括以下步骤：
(1)地块表土剥离，剥离后的表土堆放并进行生态化培养；
(2)将剥离表土后的地表整理平坦，陡坡坡面倾斜度保持相同；
(3)地面≤10cm的裂缝采用无溶剂树脂填缝处理；
(4)铺设无砂砼基础垫层；
(5)在基础垫层上铺设厚度为2～4mm防渗层；
(6)在所述防渗层上依次铺设第一稻草层、有机肥层，第二稻草层；
(7)将经过生态化培养的表土，覆盖在第二稻草层上；
(8)覆土完毕后，将生物质混合液喷洒于表土上；
(9)在喷洒完毕后，在表土上铺设三维植被土工垫，保持5～7个月后揭开；
所述生物质混合液包括草籽混合物、附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水。
在本发明步骤(1)中，地块表土剥离，剥离表土的厚度优选为≤50cm。
在本发明步骤(1)中，生态化培养优选为将肥料、生长素和粘固剂的混合物施于剥离表土表层；所述肥料、生长素和粘固剂的混合物与剥离表土的质量比优选为1:8000～9000，进一步优选为1:8200～8800，再进一步优选为1:8600；肥料中步骤(1)中，所述肥料优选为氮：磷：钾＝10～15：8～15：7～15的氮磷钾复合肥或含N有机质，进一步优选为氮：磷：钾＝11～14：9～14：8～14的氮磷钾复合肥或含N有机质，再进一步优选为氮：磷：钾＝12～13：10～13：9～13的氮磷钾复合肥或含N有机质；肥量用量优选为30～50g/m3，进一步优选为35～45g/m3，再进一步优选为38～42g/m3。
在本发明步骤(2)中，将剥离表土后的地表整理平坦，陡坡坡面倾斜度保持相同，保持坡面平顺。
在本发明步骤(3)中，地面≤10cm的裂缝优选的采用无溶剂树脂填缝处理，进一步优选为无挥发性，填充后体积不会收缩的无溶剂树脂，采用无溶剂树脂起环保作用。
在本发明步骤(4)中，铺设无砂砼基础垫层，基础垫层厚度优选为6～10cm，进一步优选为7～9cm，再进一步优选为8cm；所述基础垫层包括平面基础垫层和坡面基础垫层；平面基础垫层优选为现浇C15带孔砼，坡面基础垫层优选为现浇含沙量为5％～10％的少砂砼，进一步优选为含沙量为6％～9％的少砂砼，再进一步优选为含沙量为7％～8％的少砂砼。
在本发明步骤(5)中，在基础垫层上铺设防渗层，厚度优选为2～4mm，进一步优选为3mm，防渗层优选为由膨润土复合防水毯或复合土工膜；为避免防渗层接触部分有缝隙，每张防水毯或土工膜与相邻的重叠10cm，其中水平与垂直连接处的重叠部分为30cm。
在本发明步骤(6)中，在所述防渗层上依次铺设第一稻草层、有机肥层，第二稻草层，第一稻草层和第二稻草层的厚度分别优选为5～10cm，进一步优选为6～9cm，再进一步优选为7～8cm，所述有机肥层优选为铺设牛粪，所述有机肥层的厚度优选为15～30cm，进一步优选为18～27cm，再进一步优选为22～23cm。
在本发明步骤(7)中，将经过生态化培养的表土，覆盖在第二稻草层上。
在本发明步骤(8)中，覆土完毕后，将得到生物质混合液喷洒于表土上，生物质混合液优选的的包括草籽混合物，附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水，所述草籽混合物优选的包括紫花苜蓿、非洲狗尾草和鸭茅的种子；所述紫花苜蓿种子：非洲狗尾草种子：鸭茅种子的质量比优选为1.5～2.5：0.5～1.5:0.5～1.5，所述紫花苜蓿种子：非洲狗尾草种子：鸭茅种子为1.8～2.2：0.8～1.2:0.8～1.2，所述紫花苜蓿种子：非洲狗尾草种子：鸭茅种子为2：1:1；所述草籽混合物用量优选为20～30g/m2，进一步优选为22～28g/m2，再进一步优选为24～26g/m2。
在本发明步骤(9)中，在喷洒完毕后，在表土上铺设三维植被土工垫，保持5～7个月后揭开，三维植被土工垫厚度优选为14～25mm，进一步优选为18～21mm，再进一步优选为19～20mm，优选的保持5～7个月揭开，进一步优选为6个月。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
曲靖市马龙县旧县土地整治实验基地，地块厚度≤50cm表土剥离，剥离后的表土堆放并进行生态化培养，生态化培养为将肥料、生长素和粘固剂的混合物施于剥离表土表层，其中肥料、生长素和粘固剂的混合物与剥离表土的质量比为1:8600，所述肥料为氮：磷：钾＝13：12：11的氮磷钾复合肥，肥量用量为40g/m3。将剥离表土后的地表整理平坦，陡坡坡面倾斜度保持相同，地面≤10cm的裂缝采用无溶剂树脂填缝处理，铺设无砂砼基础垫层，基础垫层厚度为8cm，所述基础垫层包括平面基础垫层和坡面基础垫层，平面基础垫层为现浇C15带孔砼，坡面基础垫层为现浇含沙量为8％的少砂砼；在基础垫层上铺设厚度为3mm防渗层，为膨润土复合防水毯；在所述防渗层上依次铺设第一稻草层、有机肥层，第二稻草层；第一稻草层和第二稻草层的厚度分别为8cm，所述有机肥层铺设牛粪，厚度为20cm；将经过生态化培养的表土，覆盖在第二稻草层上；覆土完毕后，将生物质混合液喷洒于表土上；生物质混合液包括紫花苜蓿、非洲狗尾草和鸭茅草籽混合物，附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水，所述紫花苜蓿种子：非洲狗尾草种子：鸭茅种子的质量比为2：1：1，紫花苜蓿、非洲狗尾草和鸭茅草籽混合物用量为25g/m2，在喷洒完毕后，在表土上铺设厚度为20mm三维植被土工垫，保持6个月后揭开。
实施例2
云南农业大学后山农场，地块厚度≤50cm表土剥离，剥离后的表土堆放并进行生态化培养，生态化培养为将肥料、生长素和粘固剂的混合物施于剥离表土表层，其中肥料、生长素和粘固剂的混合物与剥离表土的质量比为1:8500，所述肥料为氮：磷：钾＝10：8：的含N有机质，肥量用量为30g/m3。将剥离表土后的地表整理平坦，陡坡坡面倾斜度保持相同，地面≤10cm的裂缝采用无溶剂树脂填缝处理，铺设无砂砼基础垫层，基础垫层厚度为10cm，所述基础垫层包括平面基础垫层和坡面基础垫层，平面基础垫层为现浇C15带孔砼，坡面基础垫层为现浇含沙量为5％的少砂砼；在基础垫层上铺设厚度为2mm防渗层，为由复合土工膜；在所述防渗层上依次铺设第一稻草层、有机肥层，第二稻草层；第一稻草层和第二稻草层的厚度分别为10cm，所述有机肥层铺设牛粪，厚度为30cm；将经过生态化培养的表土，覆盖在第二稻草层上；覆土完毕后，将生物质混合液喷洒于表土上；生物质混合液包括紫花苜蓿、非洲狗尾草和鸭茅草籽混合物，附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水，所述紫花苜蓿种子：非洲狗尾草种子：鸭茅种子的质量比为1.5：0.5：0.5，紫花苜蓿、非洲狗尾草和鸭茅草籽混合物用量为30g/m2，在喷洒完毕后，在表土上铺设厚度为19mm三维植被土工垫，保持5个月后揭开。
实验例1
草本植物根系研究
准备长51cm、规格为Φ110×3.2mm的PVC管40根，每根切割为两半，对合后用橡皮筋箍紧，再用塑料膜作底面。土料取自云南农业大学后山试验农场，为旱地红粘土，其粘粒<0.01mm为58.13％，粘粒1～0.01mm为41.87％，土粒比重Gs＝2.80。将土料过5mm筛，搅拌均匀，装入准备好的PVC管中，每管装入土样高度为50cm，边装边均匀压实，管中土的含水量为28.31％，干密度为0.78g/cm3，和田间疏松的土壤干密度相当。装好的土柱立放于露天平地上。在PVC管中播种鸭茅、非洲狗尾草、紫花苜蓿，加上对照的素土柱，共4个处理，每个处理10个重复，共计40个样品。为了消除种植密度和种植间距的影响，每个柱体内种植12株植物，并均匀的种植在以柱体中点为中心，半径为30mm的圆周上，具体如图2-A和图2-B所示。
在云南农业大学后山农场各种植1m2的鸭茅、非洲狗尾草、紫花苜蓿，用于测定植物根系的抗拉强度和根系特征分析。
(1)无侧限抗压强度的测定：
试验采用南京土壤仪器厂生产的SJ-1A型应变控制式三轴仪，试验操作步骤按照土工试验规程进行。
在种草的三个处理中各选7个植株长势良好的土柱、再随机选取7个素土土柱，共28个土柱立放在水面下浸泡24h使其充分饱和后取出，剪开PVC管的橡皮筋，取出柱体，沿土面剪去植株地上层分。用钢锯慢速平稳的将柱体从中间锯开分为两节，每节的高度为25.0cm，截取中间20.0cm为试样，截面直径为10.36cm，分别称重后计算柱体的饱和密度。每个柱体取截下的土样10g，放入铝盒，称重后用烘干法测定土样的饱和含水量。
撤去三轴压缩仪的压力室、周围压力系统和试样变形量测系统，将柱体直接放置在轴向加压系统的平台上，直接给土柱加压，剪切速率为4.14mm/min，用百分表测定柱体的垂直向变形和量力环的变形，相当于不固结排水剪。记录应力应变过程，直至试样被压坏或者轴向应变达到22％，试验结束。对于应变达到22％仍未破坏的柱体，抗剪强度值取应变为15％对应的值，粘聚力计算公式如下：
Figure BDA0003765286240000071
式中，C-柱体粘聚力，kPa；σ-施加在柱体上的应力，kPa；
按公式(2)计算，
Figure BDA0003765286240000072
式中，Lv-测力计率定系数，N/0.01mm，本实验中率定系数为7.238N/0.01mm；R-测力计读书，0.01mm；A-校正后试样面积，cm2。
(2)根系特征值测定：
无侧限抗压强度实验结束后，将破坏的土柱放入细筛，筛子置于水中，松开土柱，在水中洗出根系，用吸水纸将根系表面水分擦净，备用。将根系样本放置在玻璃皿内展开，加适量水浸没后，将玻璃皿放置在Epson Perfection V850 Pro A4幅面影响扫描仪上，用竹签将重叠或交叉的根系分离，点击EPSON SCANN系统的扫描预览，检查呈像的清晰度及完整性，选择扫描范围，若检查无误，即可点击扫描；最后采用2013WinRHIZO根系分析系统分析扫描图片中根系的长度、表面积、体积、投影面积等。
每一节柱体有大量根系，扫描仪及盛水容器内根系铺展面积有限，因此分批扫描，每节柱体扫描出的图片有几张(紫花苜蓿)到上百张(非洲狗尾草和鸭茅)不等，将每张图片中根系的长度、表面积、体积、投影面积进行叠加，得出每节柱体中所有根系的总长度、总表面积、总体积、总投影面积，利用公式(3)～(6)分别计算根长密度、根表面积密度、根体积密度、平均直径。
Figure BDA0003765286240000081
Figure BDA0003765286240000082
Figure BDA0003765286240000083
Figure BDA0003765286240000084
式中，ρLen、ρSA、ρRV、Da分别为柱体内根的根长密度cm/cm3、根表面积密度cm2/cm3、根体积密度cm3/cm3、根系平均直径mm；L为根系总长度cm；V土柱为土柱体积cm3；ASA为总根表面积cm2；V根系为根系总体积cm3；P为总的投影面积mm2。
根系扫描结束后，用烘干法测定根系的生物量，用式(7)计算含根量；
Q＝100×MR/M (7)
式中，Q为含根量％；MR为柱体内根系烘干后的质量g，M为饱和柱体的质量g。
数据的处理与统计分析
采用Excel2010软件对测定数据进行处理分析和作图，并用SPSS19.0软件进行相关分析和回归分析。
(3)单根抗拉强度测定：
挖取种在云南农业大学后山的非洲狗尾草、鸭茅、紫花苜蓿根系，洗净擦干。用电子卡尺测量根系的直径，用量程为100N、精度为0.05N的山度牌SN100数显拉力试验机测定单根抗拉强度。紫花苜蓿粗根抗拉力可能超出100N的量程，采用万能试验机进行拉伸。拟合根系直径-抗拉强度关系函数。试验时尽可能选择不同直径的根，尤其是极细或者极粗的根，保证单根抗拉强度-直径关系函数的可靠性。根系抗拉强度计算如下：
Figure BDA0003765286240000091
式中，Tr-单根抗拉强度，MPa；F-单根抗拉力，N；D-单根直径，mm。
(4)草本植物根系柱体的粘聚力增量
无侧限受压试验柱体的饱和密度、饱和含水量见表1。
表1受压柱体的饱和密度、饱和含水量及粘聚力
Figure BDA0003765286240000092
Figure BDA0003765286240000101
经方差分析，不同植物柱体的饱和含水量、饱和密度间无显著差异，但它们与素土间的差异均达极显著。有根柱体的饱和含水量明显低于素土柱体，其原因应是有根柱体的植物根系填充了土壤颗粒间的空隙，柱体空隙减少，浸泡吸收的水量少。由于根的密度小于水的密度，因此有根柱体的饱和密度小于素土柱体的饱和密度。
素土柱体的粘聚力，根据库伦公式粘性土的抗剪强度
Figure BDA0003765286240000102
式中：c为土的粘聚力，σ为破坏面上的法向应力，
Figure BDA0003765286240000103
为土的内摩擦角。粘聚力可分为原始粘聚力和固化粘聚力。原始粘聚力来源于土体颗粒间的静电力和范得华力，当颗粒间相互离开一定距离以后，原始粘聚力会完全丧失。固化粘聚力决定于颗粒之间的胶结物质的胶结作用，粘性土受到扰动发生膨胀以后，固化粘聚力也会消失。本研究中PVC管中的土为重塑土且密度较低，素土柱体PVC管拆开后成散状，说明其原始粘聚力和固化粘聚力均消失，其粘聚力值为0。但若土体受力，由土粒间相互移动和咬合作用所引起的摩擦强度依然存在，即内摩擦角不为0，此时土体的受力性质类似于粗粒土。
由表1可知，非洲狗尾草、鸭茅、紫花苜蓿可将0-25cm深度范围内土体的粘聚力C分别提高4.65kPa，4.00kPa，1.40kPa；将25-50cm深度范围内土体的凝聚力C分别提高3.08kPa，2.42kPa，0.76kPa。
实验例2
水土保持效应研究
(1)采集水土流失动态监测试验数据
试验基地每个小区底部有一个1m×1m×1m的混凝土蓄水池，内置体积为80ml的塑料桶，以收集径流和泥沙。降雨期内，观测坡面产流产沙量；降雨结束后，采用测尺法对径流场内侵蚀沟条数、最大长、最大宽、最大深等形态特征进行测量和记录。
在研究区域内埂坎坡度45°，土壤平均含水量14.2％的情况下，自然降雨条件下，产流产沙情况进行记录如表2所示：
表2不同处理模式下产流、产沙及侵蚀沟特征
Figure BDA0003765286240000111
不同大写字母表示不同配置模式差异显著(P<0.05)，由表2记载可知，未处理坡面的水土流失程度较处理后的坡面更为明显，水土保持效果明显，侵蚀沟最大长和宽未表现显著差异。
(2)不同部位水分保持测定
通过控制外部环境主要是土壤对比分析集蓄水效果。根据作物种植要求开展田间试验，布设实验组，在不同深度、不同间距控制下，在田面以下铺设土工毯，与对照组进行比较分析。
试验组A：平面设置4个试验小区，每个试验小区内土工毯铺设间距控制在50cm，铺设土工毯数量为6条。其中，试验小区A1铺设深度分别为30cm，试验小区A2铺设深度分别为40cm，试验小区A3铺设深度分别为50cm，试验小区A4组合，铺设深度依次为30cm、40cm、50cm各2条，同等深度土工毯相邻布设。
试验组B：坡面设置4个试验小区，每个试验小区内土工毯铺设间距控制在75cm，铺设土工毯数量为6条。其中，试验小区B1铺设深度分别为30cm，试验小区B2铺设深度分别为40cm，试验小区B3铺设深度分别为50cm，试验小区B4组合，铺设深度依次为30cm、40cm、50cm各2条，同等深度土工毯相邻布设。
对照组：在试验田内各选取1组对照组分别为D1(30cm)、D2(40cm)、D3(50cm)、D4(30-50cm)，不铺设土工毯，对比分析。
表3试验组A～B和对照组初始土壤含水率
Figure BDA0003765286240000121
表4实施例1处理后样地不同土层土壤养分特征
Figure BDA0003765286240000122
Figure BDA0003765286240000131
Figure BDA0003765286240000141
由以上实施例可知，本发明提供了一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，土壤重构后具有保水保肥的特性，相比于未经处理的地块，重构后的土壤在保水保肥方面有着明显的提升。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)地块表土剥离，剥离后的表土堆放并进行生态化培养；
(2)将剥离表土后的地表整理平坦，陡坡坡面倾斜度保持相同；
(3)地面≤10cm的裂缝采用无溶剂树脂填缝处理；
(4)铺设无砂砼基础垫层；
(5)在基础垫层上铺设厚度为2～4mm防渗层；
(6)在所述防渗层上依次铺设第一稻草层、有机肥层，第二稻草层；
(7)将经过生态化培养的表土，覆盖在第二稻草层上；
(8)覆土完毕后，将生物质混合液喷洒于表土上；
(9)在喷洒完毕后，在表土上铺设三维植被土工垫，保持5～7个月后揭开；
所述生物质混合液包括草籽混合物、附着剂、木纤维、肥料、生长素、保湿剂及水。
2.如权利要求1所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，步骤(1)中剥离表土的厚度为≤50cm。
3.如权利要求2所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，步骤(1)中所述生态化培养为将肥料、生长素和粘固剂的混合物施于剥离表土表层。
4.如权利要求3所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，步骤(1)中所述肥料、生长素和粘固剂的混合物与剥离表土的质量比为1:8000～9000。
5.如权利要求4所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，步骤(1)中，所述肥料中氮：磷：钾＝10～15：8～15：7～15，肥量用量为30～50g/m3。
6.如权利要求1所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，步骤(4)所述基础垫层厚度为6～10cm，所述基础垫层包括平面基础垫层和坡面基础垫层；平面基础垫层为现浇C15带孔砼，坡面基础垫层为现浇含沙量为5％～10％的少砂砼。
7.如权利要求1所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，所述(5)防渗层为由膨润土复合防水毯或复合土工膜。
8.如权利要求1所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，步骤(6)中第一稻草层和第二稻草层的厚度分别为5～10cm，所述有机肥层铺设牛粪，所述有机肥层的厚度为15～30cm。
9.如权利要求1所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，步骤(8)中，所述草籽混合物包括紫花苜蓿、非洲狗尾草和鸭茅的种子；所述紫花苜蓿种子：非洲狗尾草种子：鸭茅种子的质量比为1.5～2.5：0.5～1.5:0.5～1.5；所述草籽混合物的用量为20～30g/m2。
10.如权利要求1所述一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法，其特征在于，所述(9)中三维植被土工垫厚度为14～25mm。
CN202210883855.8A 2022-07-26 2022-07-26 一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法 Active CN115094925B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210883855.8A CN115094925B (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210883855.8A CN115094925B (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115094925A true CN115094925A (zh) 2022-09-23
CN115094925B CN115094925B (zh) 2023-07-14

Family

ID=83298810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210883855.8A Active CN115094925B (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115094925B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000001857A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Ryoji Tatewana 緑化パネルを用いた緑化工法
WO2002014612A1 (en) * 2000-08-16 2002-02-21 Kwong Cheung Lo System and method for slope stabilization
CN102839679A (zh) * 2012-09-26 2012-12-26 贵州科农生态环保科技有限责任公司 混凝土坡面植被防护方法
CN107135802A (zh) * 2017-07-10 2017-09-08 张家港市绿森环境生态技术有限公司 一种混凝土坡面绿化方法以及混凝土坡面绿化种植毯
CN109024623A (zh) * 2018-07-25 2018-12-18 中国十七冶集团有限公司 一种边坡覆绿结构及施工方法
CN109943301A (zh) * 2019-03-28 2019-06-28 中国石油大学(华东) 树脂乳液堵漏剂组合物及其制备方法以及在裂缝地层中的应用
CN110984188A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 安徽师范大学 一种矸石山综合治理工艺
CN111802183A (zh) * 2020-08-06 2020-10-23 河北林江环境科技发展有限公司 生态护坡及垂直绿化工艺
CN113678665A (zh) * 2021-09-18 2021-11-23 贵州中贵环保科技有限公司 岩溶地区酸性矸石山生态修复方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000001857A (ja) * 1998-06-16 2000-01-07 Ryoji Tatewana 緑化パネルを用いた緑化工法
WO2002014612A1 (en) * 2000-08-16 2002-02-21 Kwong Cheung Lo System and method for slope stabilization
CN102839679A (zh) * 2012-09-26 2012-12-26 贵州科农生态环保科技有限责任公司 混凝土坡面植被防护方法
CN107135802A (zh) * 2017-07-10 2017-09-08 张家港市绿森环境生态技术有限公司 一种混凝土坡面绿化方法以及混凝土坡面绿化种植毯
CN109024623A (zh) * 2018-07-25 2018-12-18 中国十七冶集团有限公司 一种边坡覆绿结构及施工方法
CN109943301A (zh) * 2019-03-28 2019-06-28 中国石油大学(华东) 树脂乳液堵漏剂组合物及其制备方法以及在裂缝地层中的应用
CN110984188A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 安徽师范大学 一种矸石山综合治理工艺
CN111802183A (zh) * 2020-08-06 2020-10-23 河北林江环境科技发展有限公司 生态护坡及垂直绿化工艺
CN113678665A (zh) * 2021-09-18 2021-11-23 贵州中贵环保科技有限公司 岩溶地区酸性矸石山生态修复方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
袁清超;牛首业;赵廷华;牛晓繁;郭红超;: "石质边坡防护中生态植被毯水土保持效果研究", 人民长江 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115094925B (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mahannopkul et al. Influences of root concentration and suction on Chrysopogon zizanioides reinforcement of soil
Shashidhar et al. Methodologies for root drought studies in rice
HRP20160028T1 (hr) Mješoviti travnjak i postupak njegove izrade
CN113804860B (zh) 石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型和试验方法
CN105862889A (zh) 一种土质边坡护坡方法
CN111727797A (zh) 一种干旱荒漠区砂铁矿山迹地的生态修复方法
Li et al. Response of soil properties and vegetation to reclamation period using drip irrigation in coastal saline soils of the Bohai Gulf
Valentín Sealing, crusting and hardsetting soils in Sahelian agriculture
CN105766118A (zh) 一种用于水稻种植的沙洲土体重构方法
Song et al. Erosion control treatment using geocell and wheat straw for slope protection
CN101385433B (zh) 一种荒漠植物幼苗根系生长的潜水埋深诱导技术方法
Jia et al. Performance test and effect evaluation of guar gum-stabilized loess as a sustainable slope protection material
CN113170705B (zh) 一种水热平衡的退化高寒草甸修复材料
CN108990458B (zh) 大规模处置利用煤矸石等废弃物并治理石漠化的方法
CN107905208B (zh) 一种加速石漠化区岩石风化的水土保持结构及其构建方法
Solé-Benet et al. Why most agricultural terraces in steep slopes in semiarid SE Spain remain well preserved since their abandonment 50 years go?
CN115094925B (zh) 一种岩溶区陡坡固化-稳定型土体生态重构方法
KR101289694B1 (ko) 식생복원용 생육기반재 및 생육보조재를 이용한 훼손지 식생복원공법
CN106007590A (zh) 一种植物水泥土及其制备方法
Xue et al. Erosion characteristics of ecological sludge evapotranspiration cover slopes for landfill closure
CN114215003B (zh) 一种入海口地区景观地形营造时水土涵养生态系统的施工方法
Jain Study on shear strength of soil in relation to plant roots as a combind matrix
CN114031338A (zh) 一种水泥改性膨胀土及其制备方法和水泥改性膨胀土生态基材
JPH08308376A (ja) 岩盤法面の植生生育基盤の造成工法
Zhan Moisture and gas flow properties of compacted loess final covers for MSW landfills in Northwest China

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant