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固化法治理沙尘源的方法

阅读：150发布：2023-12-30

专利汇可以提供固化法治理沙尘源的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种固化法治理沙尘源的方法，属于沙尘源防护治理领域，以解决现有方法存在的治理材料浪费问题以及不利于复垦的问题。本方法包括如下步骤：（1）压实：在需治理沙尘源表面覆上一层黄土，进行碾压，压实度大于0.65；（2）微喷灌：采用微喷灌系统，模拟大雨的降雨强度，使被治理土体含水率达到固限含水率18%-24%，（3）放置：在高温下晾晒，表层土体干结成标准泥壳。本发明既可保护土体下部沙尘源不产生扬沙问题，也防止土面发生风沙，快速治理人工沙尘源和自然沙尘源。，下面是固化法治理沙尘源的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种固化法治理沙尘源的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）压实：在需治理沙尘源表面覆上一层黄土，进行碾压，压实度大于0.65；
（2）微喷灌：采用微喷灌系统，模拟大雨的降雨强度，使被治理土体含水率达到固限含水率18%-24%，
（3）放置：在高温下晾晒，表层土体干结成标准泥壳。
2.一种固化法治理沙尘源的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）播种：在需治理的土体表面撒上草种；
（2）微喷灌：采用微喷灌系统，模拟大雨的降雨强度，使被治理土体含水率达到固限含水率18%-24%；
（3）放置：在高温下放置，同时等待草种发芽；被治理土体形成标准泥壳，当标准泥壳形成一段时间后出现网纹状龟裂破坏形成裂缝，裂缝有利于草的生长。
3.根据权利要求1或2所述的固化法治理沙尘源的方法，其特征在于：所述微喷灌步骤模拟大雨的降雨强度为28.9mm/12h，降雨时间为6h。
4.根据权利要求3所述的固化法治理沙尘源的方法，其特征在于：所述微喷灌步骤土层中雨水的入渗深度为4.0-6.0cm。
5.根据权利要求4所述的固化法治理沙尘源的方法，其特征在于：所述放置步骤中在大于20的温度条件下，经过3-5天晾晒，标准泥壳。
6.根据权利要求5所述的固化法治理沙尘源的方法，其特征在于：所述标准泥壳参数确定为：泥壳厚度16.0～24.9mm，泥壳硬度为6.0～14.7kg/cm3，容重为1176kg/m3～1470kg/m3。

说明书全文

固化法治理沙尘源的方法

技术领域

[0001] 本发明属于沙尘源防护治理领域，具体涉及一种固化法治理沙尘源的方法。

背景技术

[0002] 现有工业固废堆场，工业废液库及尾矿库坝体及库区都存在大量散粒状人工堆积体，其在风力作用下变成一个个污染环境的沙尘源。而传统方法，即坝面护坡的一般方法，如铺设土工膜，干砌石护坡，浆砌石护坡，碎石护坡，草皮护坡等代价巨大，施工困难，且有一定局限性，最终难以达到被损国土的有效修复。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种固化法治理沙尘源的方法，以解决现有方法存在的治理材料浪费问题以及不利于复垦的问题。

[0004] 本发明技术方案如下：作为本发明第一种实施方式，一种固化法治理沙尘源的方法，包括如下步骤：
（1）压实：在需治理沙尘源表面覆上一层黄土，进行碾压，压实度大于0.65；
（2）微喷灌：采用微喷灌系统，模拟大雨的降雨强度，使被治理土体含水率达到固限含水率18%-24%，
（3）放置：在高温下晾晒，表层土体干结成标准泥壳。

[0005] 作为本发明另一种实施方式，一种固化法治理沙尘源的方法，包括如下步骤：（1）播种：在需治理的土体表面撒上草种；
（2）微喷灌：采用微喷灌系统，模拟大雨的降雨强度，使被治理土体含水率达到固限含水率18%-24%；
（3）放置：在高温下放置，同时等待草种发芽；被治理土体形成标准泥壳，当标准泥壳形成一段时间后出现网纹状龟裂破坏形成裂缝，裂缝有利于草的生长。

[0006] 进一步地，所述微喷灌步骤模拟大雨的降雨强度为28.9mm/12h，降雨时间为6h。

[0007] 进一步地，所述微喷灌步骤土层中雨水的入渗深度为4.0-6.0cm。

[0008] 进一步地，所述放置步骤中在大于20的温度条件下，经过3-5天晾晒，标准泥壳。

[0009] 进一步地，所述标准泥壳参数确定为：泥壳厚度16.0～24.9mm，泥壳硬度为6.0～14.7kg/cm3，容重为1176kg/m3～1470kg/m3。（在自身重力和其与周边土体之间的摩擦力共同作用下，具有一定的稳定性和抗风能力。在8级风作用下，泥壳表面不会发生破坏。）为了节约建设成本，提高适用性，本发明采用在沙尘源表面或表面覆土后，采用微喷灌系统模拟人工降雨，使土体表层达到固限含水率、再失水干结形成一种标准泥壳的方法来防治沙尘源。

[0010] 本发明可以在沙尘源表面直接进行，也可在沙尘源表面铺设一定厚度的土表面上进行，土体首先经过碾压达到一定的压实度，用微喷灌技术模拟人工降雨，通过试验确定土体所需降雨强度及降雨历时，使土体达到固限含水率状态，然后在一定环境条件下，经过一定时间，土体中水分、气体散失，孔隙变小，土体结构达到紧密在土表面干结形成固化薄壳状整体标准泥壳。

[0011] 土体受水经过干结过程变成一定质量、厚度的标准泥壳，它可以在自身不起扬尘的同时保护下层土体不受流水和风雨的侵蚀，在土体表面形成一层保护层，起到防治沙尘源的作用。可以应用于工业固废堆场，工业废液库及尾矿库坝体等人工沙尘源的大面积土体的防护治理，也可用于某些自然沙尘源地区的治理。在这个操作过程中，首先需要控制人工降雨强度，选择合适的降雨强度，而且不同沙尘源因压实度不同，而它的固限含水率也不同，这是初期生成泥壳的控制因素，当受水土体经过干结过程后，得到标准泥壳，标准泥壳可以通过它的硬度，厚度，质量，体积以及裂隙宽度，深度，和泥壳的抗风等级等数据来确定。

[0012] 本发明泥壳的可控性在于，当其发生裂隙过大，或土壳破碎等变化时，可将泥壳通过微喷灌系统使其重新含水（即人工降雨过程），使被损泥壳达到固限含水率，在长时间高温（大于20℃）条件下放置3-5天，再次形成土的干结，重新形成标准泥壳，可反复循环对泥壳进行修复。

[0013] 本发明方法主要用于防治人工沙尘源如工业固废堆场，工业废液库及尾矿库等表面的扬沙，也可用于自然沙尘源的治理，是一种简单、环保、易于操作控制且经济耐久的沙尘源防治方法。

[0014] 作为发明的另一种实施方式是针对边坡治理中一种常见方法即草皮护坡，但草皮护坡存在有的土壤中不易成活，以及冬春季节草难以生存无法达到护坡的目的。将草皮与泥壳相结合形成壳草共生体即可解决这个问题。附图说明

[0015] 图1是本发明第一种实施方式中泥壳的结构示意图；图2是本发明第二种实施方式中泥壳的结构示意图。

具体实施方式

[0016] 下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。

[0017] 实施例中沙尘源表层覆土经微喷灌系统使土体含水，通过试验我们可以确定不同土样能够形成泥壳的含水率，将之称为固限含水率。

[0018] 根据试验可以在不同雨强及试验条件制造出不同的泥壳厚度，根据所需场地所要抵抗的最大风级，根据风级所能吹起的最小重量，可以确定所需要泥壳的厚度，将其确定为治理区所需要的标准泥壳。标准泥壳是指具有一定的硬度、厚度、质量和体积，在自身重力和其与周边土体之间的摩擦力共同作用下，具有一定的稳定性和抗风能力。在风力作用下，被干结固化的标准泥壳对其它土体起到保护作用，防止风力形成扬沙。

[0019] 实施例1压实：被治理土体经过碾压，达到一定的压实度，经试验确定大于0.65；
微喷灌：在被治理土体表面采用微喷灌技术模拟人工降雨通过控制喷水量及喷灌时间模拟不同降雨强度；模拟的雨强可为中雨也可为大雨，不同雨强需要不同的降雨历时使土体含水率达到固限含水率，例如模拟大雨雨强(18.9mm/12h)降雨6h，土体的固限含水率一般在18%-24%，土层中雨水的入渗深度为4.0-6.0cm；
放置：在一定条件下搁置一定时间，因雨水的入渗深度不同需要的搁置时间也不相同。
在大于20℃的温度条件下经过3-5天晾晒，夏天最高温一般为40度，表层土体干结成泥壳，参见图1沙尘源表面泥壳的结构，在沙尘源土体5上形成标准泥壳3，经过一段时间后标准泥壳出现网纹状龟裂破坏，出现壳缝2，龟裂块尺寸8.0～30.0cm、裂缝宽度约0.2～2.0mm。

[0020] 检测：检测泥壳的硬度、厚度、体积、质量及抗风能力是否达到标准，标准泥壳参数确定为：泥壳厚度4为16.0～24.9mm，泥壳硬度为6.0～14.7kg/cm3，容重（γ=ρg）为1176kg/3 3
m～1470kg/m。

[0021] 修复：如果标准泥壳发生破坏，可再次重复上述过程进行修复，控制形成标准泥壳所需要的参数，雨强为大雨28.9mm/12h，降雨历时为6h，使土体含水率达到18%-24%，搁置3-5天时间，即可再次形成标准泥壳。

[0022] 本方法结成的泥壳在坝坡表面形成整体，经高温日晒表面上面会有一些不规则裂隙，但基本表面光滑，可以抵抗风雨的侵蚀。

[0023] 实施例2播种：在需治理的土体表面撒上适宜生长的草种；
微喷灌：采用微喷灌系统模拟大雨的降雨强度28.9mm/12h，经6h人工降雨，使被治理土体含水率达到固限含水率，一般在18%-24%；
放置：在大于20℃的温度条件下经过3-5天晾晒，夏天最高温一般为40度，表层土体干结成泥壳，同时等待草种发芽；
参见图2沙尘源表面泥壳的结构，在沙尘源土体5上形成标准泥壳3，经过一段时间后标准泥壳出现网纹状龟裂破坏，出现壳缝2，龟裂块尺寸8.0～30.0cm、裂缝宽度约0.2～
2.0mm。裂缝有利于草的生长。标准泥壳上和壳缝中都生长有草。

[0024] 形成：被治理土体形成标准泥壳，观察草的生长状况，若草的生长缺少水分，可以采用微喷灌系统喷水，此过程虽会破坏泥壳，但在进行喷灌时可以注意形成泥壳所需的雨强，降雨历时，监测土体含水率达到固限含水率，喷灌结束后经过一段时间又可再次形成泥壳；检测：检测泥壳的硬度，厚度及抗风能力，观察泥壳与草所占的百分比；标准泥壳参数确定为：泥壳厚度4为16.0～24.9mm，泥壳硬度为6.0～14.7kg/cm3，容重（γ=ρg）为1176kg/m3～1470kg/m3。

[0025] 修复：若标准泥壳因草的生长或其它原因发生破坏，可以使用微喷灌系统重新使被治理土体受水干结形成标准泥壳。

[0026] 草本植物的根，本身就有固定土壤的作用，泥壳可在操作初期就防治沙尘源，防止其底层的坝体材料起风沙，而且这种方法本身用于草不易成活的地方，泥壳为草的生长提供了土壤，而草的生长变化过程中，其根系的生长可起到固定泥壳的作用。早期草可能会起到固定泥壳的作用，而后期草的根系继续发展壮大，又有可能会破坏泥壳结构，壳草的不同占比代表了不同的表面状态和防治沙尘源的不同效果。夏秋季节对防治沙尘源起作用更大的是草，而冬春季节更多要依靠泥壳来防治沙尘源。将草在泥壳上的不同占比分为5类：（1）只有泥壳（没有草）；指草未发芽，主要由泥壳起作用；（2）草(覆盖率≤20%)；指草刚发芽或冬季草都枯死，还是主要由泥壳起固化作用；（3）草(20%<覆盖率≤50%)；指春秋季节草的覆盖率较高，泥壳和草一起起到固化作用；（4）草(50%<覆盖率≤60%)；指草灌结合生长多年后，多年生灌木占比较大，起到表面固化作用；（5）草(60%<覆盖率≤85%)，指夏季草木生长茂盛由草起主要固化作用。经过多年养护，使用第（4）类占比能够起到较好的固化作用。

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