一種燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的生態(tài)修復(fù)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的生態(tài)修復(fù)方法，包括步驟：整理坡面、鋪設(shè)復(fù)合隔離層、鋪設(shè)生態(tài)棒、鋪設(shè)雙向土工格柵、基材層的噴射、種子層的噴射和鋪設(shè)保護(hù)層。本發(fā)明所提供的一種適于燒結(jié)法赤泥堆場邊坡生態(tài)修復(fù)方法，以邊坡和植物恢復(fù)生態(tài)的存在形式以及相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境和景觀效果為依據(jù)，以現(xiàn)代客土噴播技術(shù)為手段，優(yōu)先恢復(fù)燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的土壤生態(tài)環(huán)境，提供植物根莖繁衍的生長環(huán)境，能夠很好實(shí)現(xiàn)赤泥堆場綠化，有效的減少赤泥堆場造成的環(huán)境污染問題，營造良好的生態(tài)環(huán)境。
【專利說明】一種燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的生態(tài)修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬生態(tài)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來說涉及一種邊坡的生態(tài)修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中鋁土礦經(jīng)強(qiáng)堿浸潰后所產(chǎn)生的廢礦渣，屬強(qiáng)堿性有害殘?jiān)?，因其富含氧化鐵呈紅褐色而稱之為赤泥。目前大量赤泥廢棄物主要采用露天筑壩濕法堆存，赤泥的自然堆存不僅占用大量土地，而且強(qiáng)堿性、高鹽度的赤泥廢棄物長期堆存，滲漏滲透，造成土壤嚴(yán)重堿化，污染地表、地下水源，另外，赤泥堆場表面風(fēng)干的赤泥揚(yáng)塵則造成空氣懸浮顆粒污染，直接影響區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量。對生態(tài)環(huán)境、人類生活環(huán)境造成直接或間接的危害，因此，我國鋁工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量赤泥礦渣的堆存已成為新的環(huán)境污染源。
[0003]目前在工業(yè)上氧化鋁主要采用堿法生產(chǎn)，堿法生產(chǎn)又分為拜耳法和燒結(jié)法兩種。這兩種不同方法由于適應(yīng)于不同品味的鋁土礦，因此生產(chǎn)的赤泥組成與性質(zhì)各異。燒結(jié)法赤泥除含有硅、鐵等主要元素外，氧化鈣的含量較高，包含硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣等水泥的有效礦物成分，在水中能凝結(jié)固化，即具有所謂的“水硬性”，有“水泥”之稱。在赤泥堆存I?3年后即膠結(jié)成硬塑或堅(jiān)硬的整體，在這種硬度下的坡面上無法生長任何植物；使燒結(jié)法赤泥堆場生態(tài)修復(fù)成為一道世界性環(huán)保難題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)燒結(jié)法赤泥堆場邊坡建立植被層，固著地表，防止粉塵飛揚(yáng)的目的，本發(fā)明提供一種適于燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的生態(tài)修復(fù)方法，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤的耐雨水沖刷性能，解決了目前燒結(jié)法赤泥堆場邊坡植被恢復(fù)的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對本領(lǐng)域存在的問題，本發(fā)明目的是提供一種燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的生態(tài)修復(fù)方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案為:
[0007]一種燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的生態(tài)修復(fù)方法，包括步驟:
[0008](I)整理坡面:清除坡面表面風(fēng)化層，適度平整坡面，保證基材和坡面能緊密結(jié)合；
[0009](2)鋪設(shè)復(fù)合隔離層:在步驟(I)后鋪設(shè)復(fù)合隔離層，并采用錨桿方式固定在坡面上，所述復(fù)合隔離層包含下層的土壤改良層和上層的鈉基膨潤土防水毯；
[0010](3)鋪設(shè)生態(tài)棒:在步驟(2)鋪設(shè)的復(fù)合隔離層上鋪設(shè)生態(tài)棒，并采用錨桿方式固定;
[0011](4)鋪設(shè)雙向土工格柵:步驟(3)后鋪設(shè)雙向土工格柵，并采用錨桿方式固定；
[0012](5)基材層的噴射:步驟(4)后噴射基材層，使噴播基材覆蓋整個(gè)生態(tài)棒和雙向土工格柵的外表面；
[0013](6)種子層的噴射:待步驟(5)噴射的基材層基本凝固后，進(jìn)行種子層的噴射，使種子層覆蓋整個(gè)基材層；
[0014](7)鋪設(shè)保護(hù)層:步驟(6)后鋪保護(hù)層，使保護(hù)層覆蓋整個(gè)種子層。
[0015]所述生態(tài)修復(fù)方法應(yīng)用于燒結(jié)法赤泥堆場。通常燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的表層pH值在10?12之間，氧化鐵含量20wt%?50wt%。
[0016]所述的鈉基膨潤土防水毯是由天然鈉基膨潤土顆粒和相應(yīng)的外加劑混合為原材料，經(jīng)針刺工藝及設(shè)備，把膨潤土顆粒固定在土工布和塑料編織布之間而制成的毯狀防水卷材，具有優(yōu)異的防水(滲)性能。步驟(2)通過鋪設(shè)鈉基膨潤土防水毯，有效阻止未來由土壤毛管作用將底層NaOH上移至表土引起返堿現(xiàn)象。
[0017]步驟(2)中，所述土壤改良層的厚度為2?3cm，所述土壤改良層包括壤土、固體有機(jī)廢棄物和粘合劑；所述固體有機(jī)廢棄物為蘑菇渣、糠醛渣、草木灰、葡萄柏中的一種或多種。其中，所述的糠醛渣是生物質(zhì)類物質(zhì)如玉米芯、玉米桿、稻殼、棉籽殼以及農(nóng)副產(chǎn)品加工下腳料中的聚戊糖成分水解生產(chǎn)糠醛(呋喃甲醛)產(chǎn)生的有機(jī)固體廢棄物。其中蘑菇渣來源于蘑菇培養(yǎng)后的廢棄物，主要使用的是農(nóng)作物秸桿等植物性原料，含有豐富的粗蛋白、粗脂肪和氮浸出物，還含有鈣、磷、鉀、硅等礦物質(zhì)，營養(yǎng)豐富。其中，苜蓿渣來源于苜蓿干草粉，在用水提取其中的苜蓿多糖等成分后獲得的副產(chǎn)品，經(jīng)過堆慪晾干得到，含有較豐富的有機(jī)質(zhì)。其中，葡萄柏來源于葡萄酒廠的下腳料，經(jīng)曬干后得到的產(chǎn)物，含有大量有機(jī)質(zhì)和少量氮磷鉀元素。
[0018]構(gòu)建土壤改良層可調(diào)和赤泥的鹽堿性，改良其物理和化學(xué)特性，使其成為可供植物生長的介質(zhì)?？赏ㄟ^干噴機(jī)將土壤改良層噴射于坡面上，土壤改良層厚度優(yōu)選為2?3cm。
[0019]優(yōu)選地，所述壤土與固體有機(jī)廢棄物的體積比為(3?5): (5?7)，所述粘合劑的用量為10?15g/m2。
[0020]步驟(3)中，所述生態(tài)棒和選用高分子聚丙烯材料制成，耐腐蝕性強(qiáng)，能有效保證基材長期穩(wěn)定和合理的厚度。生態(tài)棒鋪設(shè)的縱向間距優(yōu)選為1.5?2.0m。
[0021 ] 其中，步驟(4 )中，所述土工格柵可選雙向土工格柵，其由不可降解塑料材料制成，如聚丙烯類纖維、聚酰胺或錦綸等。土工格柵具有很好的柔韌性和抗拉強(qiáng)度，在工程技術(shù)中起到加筋作用，保證基材層在坡面長期穩(wěn)定附著。
[0022]其中，所述步驟(5)中，基材層噴射厚度為8?10cm。
[0023]其中，所述步驟(6)中，種子層噴射厚度為3?4cm。
[0024]其中，所述基材層包括以下成分:綠化基質(zhì)、壤土、保水劑和粘合劑；其中綠化基質(zhì)與壤土的體積比為(2?3): (7?8)，其他組分均以單位面積來確定用量，具體為粘合劑10?15g/m2、保水劑15?20g/m2。其中，保水劑選用市售的保水劑，例如聚丙烯酸鹽和/或聚丙烯酰胺共聚體保水劑。其中，粘合劑可選用市售的粘合劑，例如高分子聚丙烯酰胺粘合劑。
[0025]其中，所述種子層包括以下成分:綠化基質(zhì)、壤土、保水劑、粘合劑和植物種子；其中綠化基質(zhì)與壤土按照體積比為(3?4):(6?7)，其他組分均以單位面積來確定用量，具體為粘合劑8?12g/m2、保水劑13?18g/m2、植物種子15?20g/m2。
[0026]其中，所述綠化基質(zhì)可采用市售的產(chǎn)品。植物種子采用鄉(xiāng)土適生喬灌木為主、草本植物為輔的組合，可選用苜蓿、胡枝子、榆樹、紫穗槐、酸棗、刺槐、波斯菊、中山杉、落羽杉、欒樹、白蠟、大葉女貞、旱柳、檉柳、無瓣海桑、木麻黃、紫穗槐、海冰木槿、堿蓬、堿茅草、檸條、沙打旺、小冠花、紫花苜蓿、扁穗冰草或馬藺中的一種或多種。
[0027]其中，所述保護(hù)層是由水稻秸桿為原料編織成的草簾。
[0028]本發(fā)明的有益效果在于:
[0029]本發(fā)明所提供的一種適于燒結(jié)法赤泥堆場邊坡生態(tài)修復(fù)方法，以邊坡和植物恢復(fù)生態(tài)的存在形式以及相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境和景觀效果為依據(jù)，以現(xiàn)代客土噴播技術(shù)為手段，優(yōu)先恢復(fù)燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的土壤生態(tài)環(huán)境，提供植物根莖繁衍的生長環(huán)境，能夠很好實(shí)現(xiàn)赤泥堆場綠化，有效的減少赤泥堆場造成的環(huán)境污染問題，營造良好的生態(tài)環(huán)境。本方法施工工藝簡單，易實(shí)施，效率高，效果好適用了大面積的應(yīng)用，具有能優(yōu)化生態(tài)環(huán)境的明顯效果和長遠(yuǎn)意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明生態(tài)修復(fù)方法修復(fù)的邊坡結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中，1、燒結(jié)法赤泥堆場邊坡坡體；2、雙向土工格柵；3、土壤改良層；4、鈉基膨潤土防水毯；5、錨桿；6、生態(tài)棒；7、基材層；8、種子層；9、保護(hù)層。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。以下所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]實(shí)施例中，如無特別說明，所使用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段。
[0034]實(shí)施例1
[0035]山東省淄博市，山東鋁業(yè)公司1#赤泥堆場A試驗(yàn)區(qū)，堆場坡度:65?75°，pH值:12.0。依次進(jìn)行以下步驟(結(jié)合圖1所示的邊坡結(jié)構(gòu)示意圖):
[0036]I)制備土壤改良層:將壤土、糠醛渣和粘合劑(型號(hào)為法國愛森的A30)進(jìn)行均勻混合，其中，壤土與糠醛渣按照體積比為3:7的比例進(jìn)行混合，粘合劑以待噴播的單位面積計(jì)算，具體用量為粘合劑10g/m2。
[0037]2 )制備基材層:將綠化基質(zhì)、壤土、保水劑和粘合劑進(jìn)行均勻混合，其中，綠化基質(zhì)與壤土按照體積比為2:8的比例進(jìn)行混合，保水劑和粘合劑以待噴播的單位面積計(jì)算，具體用量為粘合劑10g/m2、保水劑15g/m2。
[0038]3)制備種子層:將綠化基質(zhì)、壤土、保水劑、粘合劑和植物種子進(jìn)行均勻混合，其中，綠化基質(zhì)與壤土按照體積比為3:7的比例進(jìn)行混合，保水劑(型號(hào)為法國愛森MP3500KM)、粘合劑和植物種子以待噴播的單位面積計(jì)算，具體用量為粘合劑8g/m2、保水劑13g/m2、植物種子 15g/m2。
[0039]4)種子選擇:植物種子采用鄉(xiāng)土適生喬灌木為主、草本植物為輔，本實(shí)施例選用苜蓿、胡枝子、榆樹、紫穗槐、酸棗、刺槐、波斯菊組合。
[0040]再進(jìn)行如下操作:
[0041]I)坡面整理:清除坡體I表面上的風(fēng)化層，適度平整坡面。
[0042]2)復(fù)合隔離層的鋪設(shè):將土壤改良層3用噴播機(jī)噴射到坡體I邊坡表面上，土壤改良層3的噴射厚度為2cm ;然后鋪設(shè)鈉基膨潤土防水毯4，并通過錨桿5將鈉基膨潤土防水毯4 (規(guī)格為4500g/m2)固定在坡體I的坡面上。
[0043]3)生態(tài)棒的鋪設(shè):將生態(tài)棒6呈等高線鋪設(shè)在鈉基膨潤土防水毯4上，生態(tài)棒鋪設(shè)的縱向間距為1.5m，通過錨桿5進(jìn)行固定；
[0044]4)雙向土工格柵的鋪設(shè):將雙向土工格柵2覆蓋整個(gè)坡面，通過錨桿5將雙向土工格柵2固定在坡面上；
[0045]土工格柵選用SS20型雙向土工格柵，網(wǎng)孔尺寸4cmX4cm。
[0046]5)基材層的噴射:利用干噴機(jī)將基材層7噴射到整個(gè)坡體1、生態(tài)棒6和雙向土工格柵2的外表面，基材層7的噴射厚度為8cm。
[0047]6)種子層的噴射:待基層材基本凝固后，利用干噴機(jī)將種子層8噴射到整個(gè)基材層7進(jìn)行覆蓋，種子層8的噴射厚度為3cm。
[0048]7)鋪設(shè)保護(hù)層:通過鋪設(shè)保護(hù)層9全面覆蓋種子層8的外表面。保護(hù)層是由水稻秸桿為原料經(jīng)過簡易的草簾機(jī)編織組成的草簾，厚度為0.5-1.5cm。
[0049]實(shí)施半年后，堆場植被蓋度達(dá)到80%以上，灌木生長高度達(dá)到30-40cm，植被整體生長狀況良好，灌木植物分布均勻。I年后，堆場植被生長旺盛，植被覆蓋度達(dá)到85 %以上，灌木植被生長旺盛，平均高度達(dá)到60-80m左右，少量根系已穿過復(fù)合隔離層，未發(fā)現(xiàn)因堿性對植物生長產(chǎn)生不良影響，植被整體生長良好。
[0050]實(shí)施例2
[0051]山東省淄博市，山東鋁業(yè)公司1#赤泥堆場B試驗(yàn)區(qū)，堆場坡度:65?75°，pH值:12.0。依次進(jìn)行以下步驟:
[0052]I)制備土壤改良層:將壤土、糠醛渣和粘合劑(型號(hào)為法國愛森的A30)進(jìn)行均勻混合，其中，壤土與糠醛渣按照體積比為5:5的比例進(jìn)行混合，粘合劑以待噴播的單位面積計(jì)算，具體用量為粘合劑15g/m2。
[0053]2)制備基材層:將綠化基質(zhì)、壤土、保水劑(型號(hào)為法國愛森MP3500KM)和粘合劑進(jìn)行均勻混合，其中，綠化基質(zhì)與壤土按照體積比為3:7的比例進(jìn)行混合，保水劑和粘合劑以待噴播的單位面積計(jì)算，具體用量為粘合劑15g/m2、保水劑20g/m2。
[0054]3)制備種子層:將綠化基質(zhì)、壤土、保水劑、粘合劑和植物種子進(jìn)行均勻混合，其中，綠化基質(zhì)與壤土按照體積比為4:6的比例進(jìn)行混合，保水劑、粘合劑和植物種子以待噴播的單位面積計(jì)算，具體用量為粘合劑12g/m2、保水劑18g/m2、植物種子20g/m2。
[0055]4)種子選擇:植物種子采用鄉(xiāng)土適生喬灌木為主、草本植物為輔的苜蓿、胡枝子、榆樹、紫穗槐、酸棗、刺槐、波斯菊組合。
[0056]再進(jìn)行如下操作:
[0057]I)坡面整理:清除坡體I表面上的風(fēng)化層，適度平整坡面。
[0058]2)復(fù)合隔離層的鋪設(shè):將土壤改良層3用噴播機(jī)噴射到坡體I邊坡表面上，土壤改良層3的噴射厚度為3cm ;然后鋪設(shè)鈉基膨潤土防水毯4，并通過錨桿5將鈉基膨潤土防水毯4固定在坡體I的坡面上。
[0059]3)生態(tài)棒的鋪設(shè):將生態(tài)棒6呈等高線鋪設(shè)在鈉基膨潤土防水毯4上，生態(tài)棒鋪設(shè)的縱向間距為2.0m，通過錨桿5進(jìn)行固定；
[0060]4)雙向土工格柵的鋪設(shè):將雙向土工格柵2覆蓋整個(gè)坡面，通過錨桿5將雙向土工格柵2固定在坡面上；土工格柵選用SS20型雙向土工格柵，網(wǎng)孔尺寸4cmX4cm。
[0061]5)基材層的噴射:利用干噴機(jī)將基材層7噴射到整個(gè)坡體1、生態(tài)棒6和雙向土工格柵2的外表面，基材層7的噴射厚度為10cm。
[0062]6)種子層的噴射:待基層材基本凝固后，利用干噴機(jī)將種子層8噴射到整個(gè)基材層7進(jìn)行覆蓋，種子層8的噴射厚度為4cm。本實(shí)施例選用苜蓿、胡枝子、榆樹、紫穗槐、酸棗、馬藺的組合。
[0063]7)鋪設(shè)保護(hù)層:通過鋪設(shè)保護(hù)層9全面覆蓋種子層8的外表面。
[0064]實(shí)施I年后，堆場植被蓋度達(dá)到85%以上，灌木生長高度達(dá)到Im左右，植被整體生長狀況良好，各類灌木分布均勻，正常度過了一年中的高溫干旱季節(jié)。灌木植物根系已正常穿透復(fù)合隔離層，且生長良好，未對植被根系生長造成影響，調(diào)查發(fā)現(xiàn)已有周邊鄉(xiāng)土樹種落種并生長的幼苗，整體植被恢復(fù)效果顯著。
[0065]以上所公開或要求的實(shí)施例在不超過現(xiàn)有公開的實(shí)驗(yàn)手段的范圍內(nèi)可以制出或?qū)嵤?。本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式所描述的所有的產(chǎn)物和/或方法，明白地指那些不違反本發(fā)明的概念、范圍和精神的可以用于該產(chǎn)物和/或?qū)嶒?yàn)方法以及接下來的步驟。對所述的工藝中技術(shù)手段的所有的改動(dòng)和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明權(quán)利要求定義的概念、范圍和精神。
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)法赤泥堆場邊坡的生態(tài)修復(fù)方法，包括步驟: (1)整理坡面:清除坡面表面風(fēng)化層，適度平整坡面，保證基材和坡面能緊密結(jié)合； (2)鋪設(shè)復(fù)合隔離層:在步驟(I)后鋪設(shè)復(fù)合隔離層，并采用錨桿方式固定在坡面上，所述復(fù)合隔離層包含下層的土壤改良層和上層的鈉基膨潤土防水毯； (3)鋪設(shè)生態(tài)棒:在步驟(2)鋪設(shè)的復(fù)合隔離層上鋪設(shè)生態(tài)棒，并采用錨桿方式固定； (4)鋪設(shè)雙向土工格柵:步驟(3)后鋪設(shè)雙向土工格柵，并采用錨桿方式固定； (5)基材層的噴射:步驟(4)后噴射基材層，使噴播基材覆蓋整個(gè)生態(tài)棒和雙向土工格柵的外表面； (6)種子層的噴射:待步驟(5)噴射的基材層基本凝固后，進(jìn)行種子層的噴射，使種子層覆蓋整個(gè)基材層； (7)鋪設(shè)保護(hù)層:步驟(6)后鋪保護(hù)層，使保護(hù)層覆蓋整個(gè)種子層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，步驟(2)中，所述土壤改良層的厚度為2?3cm，所述土壤改良層包括壤土、固體有機(jī)廢棄物和粘合劑；所述固體有機(jī)廢棄物為蘑菇渣、糠醛渣、草木灰、葡萄柏中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述壤土與固體有機(jī)廢棄物的體積比為(3?5): (5?7)，所述粘合劑的用量為10?15g/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(3)中，生態(tài)棒鋪設(shè)的縱向間距為1.5?2.0m0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(5)中，基材層噴射厚度為8?IOcm0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(6)中，種子層噴射厚度為3?4cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述基材層包括以下成分:綠化基質(zhì)、壤土、保水劑和粘合劑；其中綠化基質(zhì)與壤土的體積比為(2?3): (7?8)，其他組分均以單位面積來確定用量，具體為粘合劑10?15g/m2、保水劑15?20g/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述種子層包括以下成分:綠化基質(zhì)、壤土、保水劑、粘合劑和植物種子；其中綠化基質(zhì)與壤土按照體積比為(3?4):(6?7)，其他組分均以單位面積來確定用量，具體為粘合劑8?12g/m2、保水劑13?18g/m2、植物種子 15 ?20g/m2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述綠化基質(zhì)為牛糞和秸桿發(fā)酵所得。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?6任一所述的生態(tài)修復(fù)方法，其特征在于，所述保護(hù)層是由水稻秸桿為原料編織成的草簾。
【文檔編號(hào)】E02D3/00GK103821154SQ201410049200
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】王瓊, 吳亮亮, 張華 , 張望, 周連碧 申請人:北京礦冶研究總院