CN103999592A - 一种防止酸性矿区废石场植被退化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其将废石场的坡体修整呈阶梯状，从而形成多个阶梯面，并在阶梯面上设置改良土壤；然后在阶梯面的内则开挖截水沟，并在截水沟的沟壁设置第一衬砌、第二衬砌和第三衬砌，且在第一衬砌的外表面和第二衬砌的内表面均设置防渗的砂浆抹面层，而在第三衬砌设置缝隙或排水管，令第三衬砌可被酸性废水通过；在阶梯面设置与截水沟连通的排水沟以排除酸性废水，酸性废水在下游经无害处理后再排放到天然沟道。故本发明既能排除坡体内酸性废水，又能够有效阻止酸性废水进入被改良土壤，避免破坏改良土壤，防止恢复的植被死亡；同时本发明还可有效防止水土流失。

Description

一种防止酸性矿区废石场植被退化的方法
技术领域
本发明涉及有色金属矿山废石场、尾矿库、开采面等人为强烈扰动造成的特殊立地环境的生态修复技术，具体涉及一种防止酸性矿区废石场植被退化的方法。
背景技术
矿产资源开采产生的环境问题是全球性的问题，不仅造成矿区生态环境恶化，更加严重的是造成矿区周边大气、水体和土壤的严重污染，使河流、森林和农田等生态***功能遭受破坏，甚至重金属通过饮水和食物链危及人类健康，特别是含硫金属矿山开采产生的酸性矿山排水对矿区下游的危害已成为环境“毒瘤”，治理难度非常大。被动的拦截措施和石灰中和等方法不能根治酸性矿山排水问题，只有使矿区恢复了植被，治理了矿区水土流失，才能够从根本上缓解并逐步根治矿区及周边环境问题。
废石场边坡是矿区占地面积大、植被恢复困难的典型微地貌类型。目前，国内外先对废石场的土壤进行改良，再在改良的土壤上种植植被，从而完成植被的恢复工作。但使用目前的植被恢复方法时，在1-2年内会再次出现土壤退化和植被死亡现象，这是因为废石场坡体渗出的酸性废水进入已改良土壤，从而导致土壤再次退化并造成植物逐渐死亡。同时，废石场因降雨造成的水土流失，也是造成恢复植被退化的一个因素。因此，现急需要一种可防止恢复植被退化的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种防止酸性废水影响、提高植被存活率的防止酸性矿区废石场植被退化的方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种防止酸性矿区废石场植被退化的方法，包括以下步骤：
A、将废石场的坡体修整呈多级阶梯状，从而获得多个阶梯面，所述阶梯面自外侧向内侧倾斜，且在阶梯面上设置改良土壤层；
B、在阶梯面的内侧设置截水沟，所述截水沟的沟壁设有第一衬砌、第二衬砌和第三衬砌，所述第二衬砌、第一衬砌和第三衬砌自阶梯面的外侧向内侧方向依次分布，且所述第二衬砌的下端与第三衬砌的下端分别与第一衬砌的两侧连接；所述第三衬砌可根据坡体坡度适当增加高度和厚度，以兼起挡土墙的作用，防止坡体垮塌；而截水沟可以拦截上级坡体渗出的酸性废水，即截水沟防止这些酸性废水进入下级阶梯面上改良土壤层，从而保护下级阶梯面上的改良土壤被酸性废水破坏。
C、在所述第一衬砌的内表面和第二衬砌的内表面均设有防透水的砂浆抹面层，所述第三衬砌设有多个排水孔，所述排水孔连通截水沟与坡体；对于内表面是指朝向截水沟内的表面，这类似于房子的墙壁，朝向屋内的为内壁面；
D、在所述阶梯面上设置有与截水沟连通的排水沟。
为更进一步保证防止植被退化效果及防止水土流失，在所述步骤B和步骤D之间具有以下步骤，在所述第三衬砌与坡体之间设置反滤层，所述反滤层与排水孔正对设置。采用此设计，这既防止坡体下部土壤通过排水孔流出，造成坡体下部被掏空失稳而垮塌，也防止坡体中的土堵塞第三衬砌的排水孔。
作为一种优选，所述反滤层主要由不同大小的粒料构成，所述粒料自远离第三衬砌的方向其粒径逐渐变小；其中，紧靠第三衬砌的粒料的粒径大于排水孔的直径。采用些设计，这既能有效防止坡体的土流失，又可保证酸性废水顺利通过反滤层，同时还防止坡体的泥土堵塞排水孔。
作为一种优选，所述粒料包括砾石、粗砂和细砂，所述砾石、粗砂和细砂自远离第三衬砌的方向依次分布；且所述砾石的粒径大于排水孔的直径。
作为一种优选，所述排水孔由砌筑第三衬砌时所留缝隙或通过设置排水管构成。排水孔用于将坡体内水分快速排出，这防止坡体内产生静水压，从而影响第三衬砌的稳定性，更为重要的是，防止坡体内酸性水分在静水压的作用下通过截水沟底部进入已改良土壤层，造成对土壤和植被的危害。
作为一种优选，所述排水孔均匀分布于第三衬砌的底部。
所述排水沟的数量为一条，且所述排水沟位于阶梯面的一端；所述截水沟自阶梯面的另一端向一端倾斜。截水沟倾斜设置，这可防止酸性废水累积于截水沟，保证酸性废水顺畅的流到排水沟后再排出。
所述排水沟的数量为2条，且2条所述排水沟分别位于阶梯面的两端；所述截水沟自阶梯面的中部向两端倾斜。这可防止酸性废水滞留于截水沟，保证酸性废水顺畅的流到排水沟后再排出。
具体的，排水沟的数量和位置可根据阶梯面两端之间的长度、当地降雨量和坡体的形状等因素决定。如当坡体的等高线呈V形时，即坡体的中部具有沟槽，则阶梯面也呈V形，此时排水沟的数量可为一条，且排水沟位于坡体的中部，即阶梯面的中部，同时截水沟自阶梯面的两端向中部倾斜，从而保证废水的排出；当坡体的等高线呈单边倾斜状时，则阶梯面也向其中一端倾斜，此时所述排水沟的数量为一条，且此条排水沟位于阶梯面高度较低的一端；而当坡体的等高线呈倒V形时，即坡体的中部突，则阶梯面也呈倒V形，此时排水沟的数量可为两条，且两条排水沟分别位于阶梯面的两端，而截水沟自阶梯面的中部向两端倾斜。
作为一种优选，所述阶梯面倾斜的角度为3°～5°。将阶梯面自外侧向内侧稍微倾斜，则阶梯面上的水可汇集至截水沟后再从排水沟排走。故当遭遇较大降雨时不会因阶梯面产生的径流对坡体产生冲刷而造成水土流失，这样保证了改良土壤层的稳定，有利于植被的存活，避免了植被退化。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：本防止酸性矿区废石场植被退化的方法首先采用截水沟拦截坡面渗出的酸性废水，阻止酸性废水直接进入已改良土壤层内；在第一衬砌和第二衬砌均利用砂浆抹面层防渗，这可防止截水沟中的酸性废水渗入阶梯面已改良的土壤中，从而避免酸性废水破坏改良土壤，防止植被退化；而在第三衬砌设置排水孔，这不仅令坡体内的酸性废水顺利排入截水沟，也防止了坡体积累过多的酸性废水，从而避免对第三衬砌产生较大的压力，故提高了第三衬砌的稳定性。本防止酸性矿区废石场植被退化的方法通过设置截水沟和排水沟，这有效的拦截和排除降雨径流、稳定了坡体，从而防止水土流失，提高了恢复植被的存活率。
附图说明
图1是本发明实施例1的废石场的坡体修整及设置截水沟后的结构示意图。
图2是本发明实施例1中第三衬砌的截面局部示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1和图2所示的一种防止酸性矿区废石场植被退化的方法，包括以下步骤：
A、将废石场的坡体1修整呈多级阶梯状，从而获得多个阶梯面2，所述阶梯面2自外侧向内侧倾斜，所述阶梯面2倾斜的角度为4°且在阶梯面2上设置改良土壤层3；植被种植于改良土壤层3；
B、在阶梯面2的内侧设置截水沟4，所述截水沟4的沟壁设有第一衬砌6、第二衬砌5和第三衬砌7，所述第二衬砌5、第一衬砌6和第三衬砌7自阶梯面2的外侧向内侧方向依次分布，且所述第二衬砌5的下端与第三衬砌7的下端分别与第一衬砌6的两侧连接；
C、在所述第一衬砌6的内表面和第二衬砌5的内表面均设有防透水的砂浆抹面层8，所述第三衬砌7设有多个排水孔10，所述排水孔10连通截水沟4与坡体1；同时，所述排水孔10均匀分布于第三衬砌7的底部；
D、在所述阶梯面3上设置有与截水沟4连通的排水沟。
具体的，如图1和图2，第一衬砌6、第二衬砌5和第三衬砌7均采用砖11和水泥砂浆12构成。而排水孔10是相邻两块砖之间预留一定尺寸的缝隙而成。这使用低成本材料制造第一衬砌6、第二衬砌5和第三衬砌7，故不仅经济实惠，且施工方便。
为更进一步保证防止植被退化效果及防止水土流失，在所述步骤B和步骤D之间具有以下步骤，在所述第三衬砌7与坡体1之间设置反滤层9，也即在所述第三衬砌的外表面与截水沟的沟壁之间设置反滤层，所述反滤层9与排水孔10正对设置。采用此设计，这既防止坡体1下部土壤通过排水孔10流出，造成坡体1下部被掏空失稳而垮塌，也防止坡体1中的土堵塞第三衬砌7的排水孔10。所述反滤层9主要由不同大小的粒料构成，所述粒料自远离第三衬砌7的方向逐渐变小；其中，紧靠第三衬砌7的粒料的粒径大于排水孔10的直径。采用些设计，这既能有效防止坡体1的泥土流失，又可保证酸性废水顺利通过反滤层9，同时还防止坡体1的泥土堵塞排水孔10。
所述粒料包括砾石、粗砂和细砂，所述砾石、粗砂和细砂自远离第三衬砌7的方向依次分布；且所述砾石的粒径大于排水孔10的直径。一般情况下，砾石是粒径为2mm～60mm的粒料，而粗砂是粒径为0.5mm～1mm粒料，而细砂为粒径为0.1mm～0.25mm的粒料。
所述排水孔10由砌筑第三衬砌7时所留缝隙构成。为了更好防止坡体1的泥土自排水孔10流进排水沟，避免泥土流失，所述排水孔10内填充有砾石。
所述排水沟的数量为一条，且所述排水沟位于阶梯面2的一端；所述截水沟4自阶梯面2的另一端向一端倾斜。截水沟4倾斜设置，这可防止酸性废水累积于截水沟4，保证酸性废水顺畅的流到排水沟后再排出。
实施例2
本防止酸性矿区废石场植被退化的方法除以下技术特征外同实施例1：所述排水沟的数量为2条，且2条所述排水沟分别位于阶梯面2的两端；所述截水沟4自阶梯2面的中部向两端倾斜。这可防止酸性废水累积于截水沟4，保证酸性废水顺畅的流到排水沟后再排出。
实施例3
本防止酸性矿区废石场植被退化的方法除以下技术特征外同实施例1：所述排水孔10通过设置排水管构成。在砌筑第三衬砌7时，采用排水管构成排水孔10，这减少砌筑第三衬砌时排水孔10被水泥砂浆堵塞的可能，保证排水顺畅。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将废石场的坡体修整呈多级阶梯状，从而获得多个阶梯面，所述阶梯面自外侧向内侧倾斜，且在阶梯面上设置改良土壤层；
B、在阶梯面的内侧设置截水沟，所述截水沟的沟壁设有第一衬砌、第二衬砌和第三衬砌，所述第二衬砌、第一衬砌和第三衬砌自阶梯面的外侧向内侧方向依次分布，且所述第二衬砌的下端与第三衬砌的下端分别与第一衬砌的两侧连接；
C、在所述第一衬砌的内表面和第二衬砌的内表面均设有防透水的砂浆抹面层，所述第三衬砌设有多个排水孔，所述排水孔连通截水沟与坡体；
D、在所述阶梯面上设置有与截水沟连通的排水沟。
2.根据权利要求1所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：在所述步骤B和步骤D之间具有以下步骤，在所述第三衬砌与坡体之间设置反滤层，所述反滤层与排水孔正对设置。
3.根据权利要求2所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：所述反滤层主要由不同大小的粒料构成，所述粒料自远离第三衬砌的方向其粒径逐渐变小；其中，紧靠第三衬砌的粒料的粒径大于排水孔的直径。
4.根据权利要求3所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：所述粒料包括砾石、粗砂和细砂，所述砾石、粗砂和细砂自远离第三衬砌的方向依次分布；且所述砾石的粒径大于排水孔的直径。
5.根据权利要求2所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：所述排水孔由砌筑第三衬砌时所留缝隙或通过设置排水管构成。
6.根据权利要求1所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：所述排水孔均匀分布于第三衬砌的底部。
7.根据权利要求1所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：所述排水沟的数量为一条，且所述排水沟位于阶梯面的一端；所述截水沟自阶梯面的另一端向一端倾斜。
8.根据权利要求1所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：所述排水沟的数量为2条，且2条所述排水沟分别位于阶梯面的两端；所述截水沟自阶梯面的中部向两端倾斜。
9.根据权利要求1所述的防止酸性矿区废石场植被退化的方法，其特征在于：所述阶梯面倾斜的角度为3°～5°。
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