CN110832964A - 一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，包括：设施修缮；冲沟回填；排土坡面防护；原位改良：将混合制备好的改良材料撒覆到排土场表面，进行松耙混合；原位绿化：按照株距2‑4m的间距，在改良土层栽植乔木树种；后采用喷播车喷洒含混合草灌木种子的粘结浆液，对扰动后的表层进行浅层固结；浅层固结结束后，表面铺撒秸秆覆盖；养护管理：包括补种、补苗、施肥、病虫害防治。本发明的有益效果是：在科学确定植物种类及合理配置的基础上，基本能够满足全国干旱半干旱、暖温带、亚热带及热带大部分地区骨料矿山排土场植被恢复，如在合理增加防渗隔离、污染防治等措施，亦能够满足有色金属矿山废石场、垃圾填埋场等特殊场地植被恢复。

Description

一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法

技术领域

本发明涉及骨料领域，主要是一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法。

背景技术

建筑骨料是重要的资源型产品之一，是建设工程应用最广、数量最大、不可替代的大宗基础性建筑材料。随着我国经济社会的发展，生态文明建设上升为国家战略，生态环境保护与恢复已成为建筑骨料行业发展的中心工作之一。当前，我国砂石矿山正处在由“小散危、脏乱低”的传统矿山，向规模化、工业化、现代化、环保化、和谐化的绿色骨料矿山转型的关键时期。排土场是建筑骨料矿山损毁土地、破坏生态最严重，恢复治理难度最大的功能单元之一，主要排弃风化岩石、坡积土等，因排弃物不存在酸碱浸渗、重金属、毒害物等环境污染源，植被恢复基础条件相对较好。

目前建筑骨料矿山排土场植被恢复主要方法有自然封育、客土造林、喷播绿化，因排土场土层贫瘠，结构松散，水土流失严重，蓄水保墒能力低，普遍存在植被恢复成本高、效果差、速度慢、保存难等突出问题。其中，自然封育是成本最低较为常用的方法，但植被恢复时间长、无法有效防止水土流失、植被稀疏效果较差；客土造林为应用范围最广较为普及的方法，但人工成本高、施工效率低，因缺少地被植物，也无法有效防止水土流失；客土喷播是近20年逐步推广且植被恢复效果较好的方法，但人力、设备、材料等综合成本高，且需要专业施工队伍。

发明内容

针对骨料矿山排土场的特点和现有排土场植被恢复技术水平，本发明的目的是提供一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，通过边坡防护、原位改良、播种绿化、植苗绿化、水力喷播、表层固结、覆盖保墒等系统性技术方法实现。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，该方法包括：

(1)、设施修缮：排土场关闭后，按照排土场主体设计要求，对截排水沟、消能尘沙池、拦石坝设施进行检查和修缮，确保排土场排水通畅和安全稳定；

(2)、冲沟回填：排土场关闭后，受降雨径流冲蚀，植被恢复前需对冲沟进行回填平整；

(3)、排土坡面防护：排土坡面采用竹木栅栏和生态袋水平阶护坡，对坡面进行分割形成微地形；

(4)、原位改良：将混合制备好的改良材料撒覆到排土场表面，进行松耙混合；

(5)、原位绿化：按照株距2-4m的间距，在改良土层栽植乔木树种；后采用喷播车喷洒含混合草灌木种子的粘结浆液，对扰动后的表层进行浅层固结；浅层固结结束后，表面铺撒秸秆覆盖；

(6)、养护管理：包括补种、补苗、施肥、病虫害防治。

更进一步的，冲沟回填后新坡面线和沟口夯实基础，植被恢复前需对其进行回填平整，并沿沟顶边缘，采取削顶回填，顺坡堆积，使得原“V”型冲沟能与周边坡面圆润衔接。

更进一步的，生态袋水平阶护坡，沿夯实基础上顺坡脚布设生态袋，生态袋长边顺坡脚错缝磊叠，高度24-60cm，每隔2-5m采用木桩加固，木桩刺穿生态袋中心进入夯实基础，木桩顶部与顶部第二层生态袋齐平。

更进一步的，坡面防护措施完成后形成原位改良层，将混合制备好的改良材料撒覆到排土场表面，进行松耙混合，翻耙深度10-20cm。

更进一步的，原位绿化：首先，待排土场表面风化岩土改良后，按照株距2-4m的间距，于竹木栅栏、生态袋水平阶防护坡内侧改良土层栽植乔木树种；然后，采用喷播车喷洒含混合草灌木种子的粘结浆液，对扰动后的表层进行浅层固结，最后，待浅层固结层固结结束后，表面铺撒秸秆覆盖，形成农作物秸秆覆盖层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明在科学确定植物种类及合理配置的基础上，基本能够满足全国干旱半干旱、暖温带、亚热带及热带大部分地区骨料矿山排土场植被恢复，如在合理增加防渗隔离、污染防治等措施，亦能够满足有色金属矿山废石场、垃圾填埋场等特殊场地植被恢复；

(2)本发明在干旱半干旱区，排土场能恢复成疏林草灌植物群落，植被盖度60-80％，在暖温带、亚热带及热带地区，排土场能恢复成乔、灌、草相结合的复合型森林植物群落，植被盖度85-95％；

(3)本发明植被恢复效果优于自然封育及客土造林，在同等恢复效果的前提下，能较泥浆喷播和客土喷播降低成本约20-35％。

附图说明

图1为本发明的结构示意图1。

图2为本发明的结构示意图2。

图3为本发明的结构示意图3。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

本发明提供一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，通过撒覆改良材料，翻混改良，有效改善草灌植物根系层土壤结构，保障草灌植物健康生长；通过设置坡面防护措施，提高排土坡面的稳定性，同时在边坡防护措施内侧，加深土壤改良深度，增强蓄水保墒效能，营造适宜乔木生长的生境条件，以改善提升排土场植被恢复整体效果；通过水力喷播表层固结，增强了植被恢复初期排土场表层抗冲刷能力，有效防止水土流失造成植被恢复所需营养流失和植物种子及幼苗的损伤；通过表层覆盖植物秸秆，开辟农业废弃物综合利用的新途径，并进一步增强植被恢复初期表层保水保墒能力，提高人工重建植被的成活率和保存率。

Step1设施修缮

排土场关闭后，需按照排土场主体设计要求，对截排水沟、消能尘沙池、拦石坝等设施进行检查和修缮，确保排土场排水通畅和安全稳定。排土场表层机械覆土，土源为采矿剥离独立堆存的坡积土或表土，根据土源数量，覆土厚度10cm-30cm。根据排土场设计的排土顺序，顶层排弃的为强风化岩土、第四系松散堆积物的，则无需覆土。

Step2冲沟回填

排土场关闭后，受降雨径流冲蚀，多在边坡中下部形成“V”型冲沟，如图1所示，原始排土坡面线101、V型冲沟冲蚀区102、V型冲沟沟底线103、冲沟回填开挖区104、冲沟回填区105、冲沟回填后新坡面线106和沟口夯实基础107，植被恢复前需对其进行回填平整，并沿沟顶边缘，采取削顶回填，顺坡堆积，使得原“V”型冲沟能与周边坡面圆润衔接。

Step3排土坡面防护

排土坡面采用竹木栅栏和生态袋水平阶护坡，对坡面进行分割形成微地形，充分发挥护坡措施的拦、蓄功能，缓解坡面径流对坡面冲蚀，增强竹木栅栏和生态水平阶内侧土体的厚度和蓄水保墒能力，为后期乔木类苗木栽植提供有利微地形。

如图2所示，其中，竹木栅栏护坡，竹木栅栏201立柱选用直径5-8cm原木桩202，长度60-100cm，编织条选择3-5cm宽的竹条或2-3cm的杨柳条、树枝等，优先就地取材。原木桩202沿等高线布设，间距30-50cm，竹木栅栏高度30-40cm，入土深度为原木桩202高度的50％-60％，采用经纬编织法编织条与木桩交叉编织固定，竹木栅栏内侧填入改良土层，填土与栅栏顶部齐平，便于后期乔木类苗木栽植。

生态袋水平阶护坡，沿夯实基础上顺坡脚布设生态袋203，达到新填土方围挡保护坡脚的作用，其中，所用生态袋203采用110-135g/m2的聚酯长丝针刺无纺土工布缝制而成，填充后规格为12-15cm*30-35cm*65-70cm；生态袋203长边顺坡脚错缝磊叠，高度24-60cm(2-4层)，每隔2-5m采用木桩加固，木桩刺穿生态袋203中心进入夯实基础，木桩采用直径4-10cm原木桩202，长40-100cm，木桩顶部与顶部第二层生态袋203齐平，确保顶层生态袋203未被木桩刺破，预防生态袋203撕裂风化；

生态袋203填充改良后土壤和植物种子，填充改良后土壤质量比为：风化岩土85-95％、有机肥5-10％、砻糠1-2％、复合肥0.1-0.3％、保水剂0.1-0.5％；其中，风化岩土含石率小于5％，最大粒径小于5cm；植物种子选用单一或混合草种，每只生态袋203内混配植物种子10-15g，干旱区半干旱区和寒温带地区可选择高羊茅、野牛草、披碱草、早熟禾、扁穗冰草一种或多种，暖温带、亚热带及热带地区可选择高羊茅、黑麦、狗牙根、百喜草、早熟禾一种或多种。

Step4原位改良

如图3所示，坡面防护措施完成后形成原位改良层301，将混合制备好的改良材料撒覆到排土场表面303，进行松耙混合，翻耙深度10-20cm；改良材料由无机类、有机类和生化类改良材料中的多种材料混合而成，混合改良材料平均每平米用量如下：

无机类改良剂：膨润土50-200g、蛭石100-300g、珍珠岩100-300g、岩棉100-500g；

有机类改良剂：椰糠200-600g、砻糠1000-2500、秸秆屑(长度0-5cm)1000-2000g、泥炭土500-1000g、生物有机肥1000-3000g；

生化类改良剂：亲水性吸水聚氨酯泡沫颗粒50-150g、保水剂50-200g、复合肥30-50g、微生物土壤改良剂5-15g、生物发酵菌剂5-15g。

Step5原位绿化

如图2、图3所示，首先，待排土场表面303风化岩土改良后，按照株距2-4m的间距，于竹木栅栏、生态袋水平阶防护坡内侧改良土层栽植乔木树种(常绿乔木204、落叶乔木205)，选择树种3-8种，针叶阔叶、落叶常绿混交，苗木规格2-3年生容器苗，应选择雨季前栽植苗木。坡面上随机配置栽植灌木苗木206，株行距2-5m，苗木选择1-2年生容器苗。

干旱半干旱及寒温带地区，宜选择乔木树种类：侧柏、樟子松、油松、白榆、刺槐、栾树、构树、白蜡、臭椿、柳树等；灌木类：柠条、沙棘、紫穗槐、火炬树、紫叶小檗、连翘、迎春、黄刺玫等；

暖温带、亚热带及热带地区，宜选择乔木树种类：黑松、湿地松、火炬松、马尾松、香樟、青冈栎、苦槠、苦楝、黄连木、臭椿、麻栎、旱冬瓜、任豆、肥牛树、木麻黄等；灌木类：盐肤木、女贞、海桐、云南黄馨、红叶石楠、黄荆、绣线菊、六道木、火棘、杜鹃等。

然后，采用喷播车喷洒含混合草灌木种子的粘结浆液，对扰动后的表层进行浅层固结,浅层固结层302用于提高保水保墒能力。按照每100平米用熟石灰0.5-2kg、废报纸屑3-5kg、粘合剂3-8kg、混合草灌种子1.5-2.5kg、水6-8m³制备混合浆液，植物种子选择耐旱耐瘠的花草灌木种子。

干旱半干旱、寒温带，宜选择灌木种子：刺槐50-200g、紫穗槐50-2g00、荆条100-300g、柠条100-250g、小叶锦鸡儿100-250g、小冠花100-300g、荆条100-300g、山杏100-500g、山桃100-500g、火炬树100-2g00、披碱草100-300g、早熟禾100-250g、高羊茅100-300g、紫花苜蓿100-300g、波斯菊25-100g等。

暖温带、亚热带及热带，宜选择草灌种子：刺槐25-150g、紫穗槐25-100g、马棘25-150g、胡枝子50-250g、黄荆100-300g、多花木蓝50-105g、黄花决明100-250g、盐肤木100-250g、构树100-300g、合欢50-150g、高羊茅100-500g、黑麦50-150g、紫花苜蓿50-250g、波斯菊25-100g、金鸡菊25-100g、月见草25-100g等。

最后，待浅层固结层302固结结束后，表面铺撒稻草、麦草等秸秆覆盖，形成农作物秸秆覆盖层304，每100平方米秸秆量50-200kg，秸秆稀疏自然交错成网状，实现保温保湿、防止冲刷的作用，营造出适宜微生物活动的温湿环境，加速浅层土壤的改良，秸秆降解后可为坡面植物提供有效养分。

Step6养护管理

后期养护管理周期为一个完整生长季，主要内容为补种、补苗、施肥、病虫害防治等。充分利用当地降雨天气，根据出苗情况和苗木成活率进行撒种补苗，春季撒施复合肥3-5g每平方米，秋季追肥5-10g每平方米。连续干旱需采用洒水车浇水湿润，促进苗木生长，提高苗木保存率。

具体实施例一

以浙江富阳某骨料矿山为例，排土场内完成了5000平米示范工程，坡度36°，坡长20m，堆积为弱风化废石，表层已覆盖采矿剥离的第四系坡积土，厚度20cm，自然封育1年后草本盖度25％左右，因自然恢复效果不理想，坡面细沟侵蚀剧烈，坡脚处形成“V”型冲蚀沟1处，沟长7.4m、深2.2m、沟口顶宽3.9m、底宽1.7m，有贯穿坡顶的趋势。采用本发明提出的方法进行原位改良及绿化。

(1)沿“V”型冲沟沟口人工平整夯实基础，基础宽0.8m，长8m，在夯实基础上沿沟口顺坡脚布设生态袋，生态袋填充后规格为12cm*30cm*70cm；生态袋长边顺坡脚错缝磊叠，高度36cm(3层)，每隔3m采用木桩加固，木桩刺穿生态袋中心进入夯实基础，木桩采用直径5cm原木桩，长80cm；生态袋填充改良后土壤和植物种子，填充物质量比为：风化岩土85％、有机肥6％、砻糠1％、复合肥0.1％、保水剂0.3％，每只生态袋内混配高羊茅和狗牙根均匀混合种子12g；沿沟顶边缘，采取人工方式削顶回填，顺坡堆积，使得原“V”型冲沟能与周边坡面圆润衔接。

(2)排土坡面采用竹木栅栏和生态袋水平阶护坡措施，竹木栅栏和生态袋水平阶交错布置，自坡顶线向下5m布设，间距为5m。其中，竹木栅栏护坡立柱选用直径5cm原木木桩，长度80cm，编织条为5cm宽的竹板。木桩沿等高线布设，间距40cm，栅栏高度35cm，木桩入土深度45cm，编制条经纬编织与木桩交叉固定，栅栏内侧填入改良土层；生态袋水平阶护坡，坡面沿等高线开挖反坡水平阶，水平阶宽度30cm，布设生态袋，长边沿等高线错缝磊叠。

(3)坡面防护措施完成后，将混合制备好的改良材料撒覆到排土场表面，人工松耙混合，翻耙深度10cm。

混合改良材料平均每平米用量如下：

无机类改良剂：膨润土50g、蛭石100g；

有机类改良剂：椰糠500g、砻糠2000g、秸秆屑(长度0-5cm)1000g、有机肥1500g；

生化类改良剂：亲水性吸水聚氨酯泡沫颗粒50g、保水剂50g、复合肥35g、微生物土壤改良剂5g、生物发酵菌剂5g。

(4)表层风化岩土改良后，按照株距3m的间距，于竹木栅栏、生态袋水平阶内侧改良土层栽植湿地松、香樟、臭椿、青冈栎各63株，苗木选择2年生容器苗。坡面上随机配置栽植盐肤木、女贞、红叶石楠、杜鹃各315株，株行距2m。

(5)采用喷播车喷洒含混合草灌木种子的粘结浆液，对扰动后的表层进行浅层固结。按照每100平米用熟石灰1.5kg、废报纸屑3kg、粘合剂3kg、混合草灌种子2kg、水6-8m³制备混合浆液。植物种子每平米刺槐0.25g、紫穗槐0.25g、马棘0.25g、胡枝子1g、黄花决明2.5g、盐肤木1g、高羊茅3g、紫花苜蓿1.5g、波斯菊0.25g、金鸡菊0.25g。

(6)浅层固结结束后，表面铺撒稻草秸秆覆盖，每平米秸秆量1.5kg，秸秆稀疏自然交错成网状，实现保温保湿、防止冲刷的作用，营造出适宜微生物活动的温湿环境，加速浅层土壤的改良，秸秆降解后可为坡面植物提供有效养分。

(7)后期养护管理周期为一个完整生长季，充分利用当地降雨天气，根据出苗情况和苗木成活率进行撒种补苗，春季撒施复合肥5g每平方米，秋季追肥5g每平方米。

植被恢复一年后，栽植乔灌木成活率90％，植被盖度95％以上，10种乔灌木植物高频分布，长势良好，有效控制了排土场水土流失和坡面冲蚀滑塌等灾害隐患，较客土喷播恢复植被综合成本降低近25％，同时避免了因缺少专业喷播施工队伍，造成不良市场竞争。该方法实施过程中，当地普工经技术交底后均能合格完成，大大提高了矿山原位改良和绿化方法的操作性和推广前景。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (5)

1.一种建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，其特征在于：该方法包括：

(1)、设施修缮：排土场关闭后，按照排土场主体设计要求，对截排水沟、消能尘沙池、拦石坝设施进行检查和修缮，确保排土场排水通畅和安全稳定；

(2)、冲沟回填：排土场关闭后，受降雨径流冲蚀，植被恢复前需对冲沟进行回填平整；

(3)、排土坡面防护：排土坡面采用竹木栅栏和生态袋水平阶护坡，对坡面进行分割形成微地形；

(4)、原位改良：将混合制备好的改良材料撒覆到排土场表面，进行松耙混合；

(5)、原位绿化：按照株距2-4m的间距，在改良土层栽植乔木树种；后采用喷播车喷洒含混合草灌木种子的粘结浆液，对扰动后的表层进行浅层固结；浅层固结结束后，表面铺撒秸秆覆盖；

(6)、养护管理：包括补种、补苗、施肥、病虫害防治。

2.根据权利要求1所述的建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，其特征在于：冲沟回填后新坡面线和沟口夯实基础，植被恢复前需对其进行回填平整，并沿沟顶边缘，采取削顶回填，顺坡堆积，使得原“V”型冲沟能与周边坡面圆润衔接。

3.根据权利要求1所述的建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，其特征在于：生态袋水平阶护坡，沿夯实基础上顺坡脚布设生态袋，生态袋长边顺坡脚错缝磊叠，高度24-60cm，每隔2-5m采用木桩加固，木桩刺穿生态袋中心进入夯实基础，木桩顶部与顶部第二层生态袋齐平。

4.根据权利要求1所述的建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，其特征在于：坡面防护措施完成后形成原位改良层，将混合制备好的改良材料撒覆到排土场表面，进行松耙混合，翻耙深度10-20cm。

5.根据权利要求1所述的建筑骨料矿山原位土壤改良及绿化方法，其特征在于：原位绿化：首先，待排土场表面风化岩土改良后，按照株距2-4m的间距，于竹木栅栏、生态袋水平阶防护坡内侧改良土层栽植乔木树种；然后，采用喷播车喷洒含混合草灌木种子的粘结浆液，对扰动后的表层进行浅层固结，最后，待浅层固结层固结结束后，表面铺撒秸秆覆盖，形成农作物秸秆覆盖层。

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