CN110692307A - 一种生产建设项目的土体构型及其改良方法 - Google Patents

一种生产建设项目的土体构型及其改良方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生产建设项目的土体构型及其改良方法。所述生产建设项目的土体构型从上而下依次为：表土层、岩石碎屑层、砾石层和基岩；其中，所述表土层的厚度为10~90 cm，岩石碎屑层的厚度为40~70 cm，砾石层的厚度大于20 cm。所述土体构型改良方法为将生产建设项目的松散堆积物分成砾石、岩石碎屑和土壤，并根据待恢复的植物类型将砾石层、岩石碎屑层和表土层依次堆垫在基岩上，形成适宜植物生长的土体构型。本发明能够有效保持生产建设项目区植被立地条件，有利于植被快速恢复，提高生产建设项目区植被恢复效果及植被稳定性，及早发挥植被的水土保持效应。

Description

一种生产建设项目的土体构型及其改良方法
技术领域
本发明涉及水土保持领域，具体涉及一种生产建设项目的土体构型及其改良方法。
背景技术
随着社会的发展，生产建设项目不断增加，由此产生了大量松散堆积物。生产建设项目产生的松散堆积物具有土质疏松、地面组成物质复杂、堆积面较陡等特点。由于这些松散堆积物失去了原生的土壤结构，使得植被不容易生长，呈现出裸露状态，容易发生严重的人为水土流失。具体表现为：一方面，堆积物堆放时土石物质混合，孔隙分布不均，保水性能差，不利于植被的生长；另一方面，堆积物未能根据后续植被恢复进行合理的土体构型设计，不能恢复原生土壤层次。
生产建设项目所在地区植被恢复和生态重建的主要障碍就是土壤因子，生产建设项目堆积物特殊的、复杂的物质组成和理化性质成为了限制植被恢复的关键。国内外学者对生产建设项目土体重构进行了很多研究。目前，对生产建设项目土体重构主要采用在松散堆积物上覆盖一层表土的方式。虽然单一地对生产建设项目松散堆积物进行表土覆盖取得了一定的效果，但这类土体构型保水保肥性能差，植被不易存活，不能最大程度恢复土地利用价值。而通过“分层剥离，交错回填”的土壤剖面重构原理虽然能恢复原生土体构型层次，但是实际操作复杂，耗时费力，不能满足生产实际的需要。
因此，急需设计一种生产建设项目的土体构型，以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的生产建设项目土体重构后水土保持效果差、植被不易存活，不能最大程度恢复土地利用价值的问题，提供一种生产建设项目的土体构型，能够有效保持能够有效保持生产建设项目区植被立地条件，有利于植被快速恢复，提高生产建设项目区植被恢复效果及植被稳定性，及早发挥植被的水土保持效应。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：
一种生产建设项目的土体构型，从上而下依次为：表土层、岩石碎屑层、砾石层和基岩；其中，所述砾石层的厚度大于20 cm，岩石碎屑层的厚度为40 ~70 cm，表土层的厚度为10 ~90 cm。
本发明中的生产建设项目的土体构型，采用在基岩上充填砾石层和岩石碎屑层，增加了土体的透气能力，利于根系的生长；在上层覆盖表土，恢复整个土体生产性能。由下至上依次建立了立体式的基岩、砾石层、岩石碎屑层和表土层的土体构型，使得改良后的土体构型具有良好的物理、化学和力学条件，可显著提高土体保水、保土、透气能力，有利于生产建设项目所在地区的植被恢复。
本发明还公开一种生产建设项目的土体构型改良方法，将生产建设项目的松散堆积物分成砾石、岩石碎屑和土壤，并根据待恢复的植物类型将砾石层、岩石碎屑层和表土层依次堆垫在基岩上，形成土体构型。
进一步，具体包括如下步骤：
（1）对生产建设项目所在地区进行地貌特征调查，确定适合在该生产建设项目所在地区生长的植物类型；
（2）根据确定的植物类型确定砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度；
（3）将生产建设项目的松散堆积物进行筛分，分离出砾石、岩石碎屑和土壤；
（4）根据（2）中确定的砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度，在基岩上依次堆垫砾石、岩石碎屑和表土，形成该植物类型适生的土体构型。
进一步，所述步骤（1）中的植物类型为乔木植物、灌木植物或草本植物。
进一步，所述植物类型为乔木植物时，砾石层的厚度大于30 cm、岩石碎屑层的厚度为55~65 cm、表土层的厚度为75~85 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.3 ~ 1.5g/cm3，含水量为10.69 ~ 27.13 %。
进一步，所述植物类型为灌木植物时，砾石层的厚度大于20 cm、岩石碎屑层的厚度为45~55 cm、表土层的厚度为35~45 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.2~1.4g /cm3，含水量为16.15 ~ 23.16 %。
进一步，所述植物类型为草本植物时，砾石层的厚度大于20 cm、岩石碎屑层的厚度为45~55 cm、表土层的厚度为10~30 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.2 ~ 1.3g/cm3，含水量为12.16 ~ 17.85%。
进一步，还包括在所述表土层中施加生物炭的步骤，所述植物类型为乔木植物时，施加生物炭的量为80t/hm2；所述植物类型为灌木植物时，施加生物炭的量为30t/hm2；所述植物类型为草本植物时，施加生物炭的量为6t/hm2。
进一步，在所述表土层中使用保水剂；所述保水剂为树脂型钾盐保水剂、树脂型钠盐保水剂或聚丙烯酰胺类保水剂。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明中的生产建设项目的土体构型，采用在基岩上充填砾石层和岩石碎屑层，增加了土体的透气能力，利于根系的生长；在上层覆盖表土，提供作物生长所需的营养物质，恢复整个土体生产性能。由下至上依次建立了立体式的基岩、砾石层、岩石碎屑层和表土层的土体构型，使得改良后的土体构型具有良好的物理、化学和力学条件，可显著提高土体保水、保土、透气能力，有利于生产建设项目所在地区的植被恢复。
2、本发明提供的生产建设项目的土体构型改良方法操作简单、方便高效、设计合理且改良效果好，适于在生产建设项目所在地区广泛推广。
3、对生产建设项目立地条件的差异的分析选择适生性植物，并根据植被恢复需要进行合理的土体构型设计，不仅使得在改造后的土体上容易进行植物恢复，提高生产建设项目所在地区绿化水平，而且有效的利用了生产建设项目所产生的松散堆积物，解决了松散堆积物上植被恢复的土壤和土体问题，有效保持生产建设项目区植被立地条件，有利于植被快速恢复，提高生产建设项目区植被恢复效果及植被稳定性，及早发挥植被的水土保持效应。
附图说明
图1为本发明中生产建设项目的土体构型改良方法的流程图。
图2为不同植物类型的土体构型示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，所述生产建设项目的土体构型改良方法具体步骤为：
（1）对生产建设项目所在地区进行地貌特征调查，确定适合在该生产建设项目所在地区生长的植物类型。所述植物类型为乔木植物、灌木植物或草本植物。
（2）根据确定的植物类型确定砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度。参见图2，具体实施时，所述植物类型为乔木植物时，砾石层的厚度大于30 cm、岩石碎屑层的厚度为55~65cm、表土层的厚度为75~85 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.3~1.5 g/cm3，含水量为10.69 ~ 27.13 %。所述植物类型为灌木植物时，砾石层的厚度大于20 cm、岩石碎屑层的厚度为45~55 cm、表土层的厚度为35~45 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.2~1.4g/cm3，含水量为16.15 ~ 23.16 %。所述植物类型为草本植物时，砾石层的厚度大于20 cm、岩石碎屑层的厚度为45~55 cm、表土层的厚度为10~30 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.2~1.3 g/cm3，含水量为12.16 ~ 17.85%。
（3）将生产建设项目的松散堆积物进行筛分，分离出砾石、岩石碎屑和土壤。筛分时采用移动式筛分站，通过堆积物粒径存在的差异将砾石、岩石碎屑和土壤筛分成不同的物料堆。
（4）根据（2）中确定的砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度，在基岩上依次堆垫砾石、岩石碎屑和表土，形成该植物类型适生的土体构型。
具体实施时，还包括在所述表土层中施加生物炭的步骤。所述植物类型为乔木植物时，施加生物炭的量为80t/hm2；所述植物类型为灌木植物时，施加生物炭的量为30t/hm2；所述植物类型为草本植物时，施加生物炭的量为6t/hm2。生物炭能起到保水保肥的作用，还能吸附生产建设项目堆积物中的重金属，减少重金属毒害作用。还包括在所述表土层中使用保水剂。所述保水剂为树脂型钾盐保水剂、树脂型钠盐保水剂或聚丙烯酰胺类保水剂。保水剂能够提高土壤活性和土体抵御季节性干旱胁迫的能力，使改良后的生产建设项目土体上更容易生长植被，减少生产建设项目土体的水土流失。
实施例1：乔木植物适生的土体构型，所述乔木为黄葛树。
（1）对生产建设项目所在地区进行地貌特征调查，确定适合在该生产建设项目所在地区生长的植物类型为乔木植物。
（2）根据乔木植物的生长需要设计砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度分别为40cm、60cm、80cm。
（3）将生产建设项目的松散堆积物进行筛分，分离出砾石、岩石碎屑和土壤。
（4）根据设计的厚度，在基岩上依次堆垫砾石、岩石碎屑和表土，形成乔木植物适生的土体构型。
在该乔木植物适生的土体上栽种黄葛树等，能有效减少径流量32.6%~64.3%，水土流失得到控制。
实施例2：灌木植物适生的土体构型
（1）对生产建设项目所在地区进行地貌特征调查，确定适合在该生产建设项目所在地区生长的植物类型为灌木植物。
（2）根据灌木植物的生长需要设计砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度分别为30cm、50cm和40cm。
（3）将生产建设项目的松散堆积物进行筛分，分离出砾石、岩石碎屑和土壤。
（4）根据设计的厚度，在基岩上依次堆垫砾石、岩石碎屑和表土，形成灌木植物适生的土体构型。
在该灌木植物适生的土体上栽种紫穗槐等，能有效减少径流量61.7%~~80.6%，水土流失得到控制。
实施例3：草本植物适生的土体构型
（1）对生产建设项目所在地区进行地貌特征调查，确定适合在该生产建设项目所在地区生长的植物类型为草本植物。
（2）根据草本植物的生长需要设计砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度分别为30cm、50cm和20cm。
（3）将生产建设项目的松散堆积物进行筛分，分离出砾石、岩石碎屑和土壤。
（4）根据设计的厚度，在基岩上依次堆垫砾石、岩石碎屑和表土，形成草本植物适生的土体构型。
在该草本植物适生的土体上栽种紫花苜蓿等，能有效减少径流量40.6%~99.1%，水土流失得到控制。
由此可见，通过本发明中提供的生产建设项目的土体构型改良方法构建的土体构型，水土流失得到控制，水、土、肥能更好地留存，植被更容易存活，生态环境进入良性循环。本发明采用在基岩上充填砾石层和岩石碎屑层，增加了土体的透气能力，利于根系的生长；在上层覆盖表土，恢复整个土体生产性能。由下至上依次建立了立体式的基岩、砾石层、岩石碎屑层和表土层的土体构型，使得改良后的土体构型具有良好的物理、化学和力学条件，可显著提高土体保水、保土、透气能力，有利于生产建设项目所在地区的植被恢复。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种生产建设项目的土体构型，其特征在于，从上而下依次为：表土层、岩石碎屑层、砾石层和基岩；其中，所述表土层的厚度为10 ~ 90 cm，岩石碎屑层的厚度为40 ~70 cm，砾石层的厚度大于20 cm。
2.一种生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，将生产建设项目的松散堆积物分成砾石、岩石碎屑和土壤，并根据待恢复的植物类型将砾石层、岩石碎屑层和表土层依次堆垫在基岩上，形成土体构型。
3.根据权利要求2所述的生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
（1）对生产建设项目所在地区进行地貌特征调查，确定适合在该生产建设项目所在地区生长的植物类型；
（2）根据确定的植物类型确定砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度；
（3）将生产建设项目的松散堆积物进行筛分，分离出砾石、岩石碎屑和土壤；
（4）根据（2）中确定的砾石层、岩石碎屑层和表土层的厚度，在基岩上依次堆垫砾石、岩石碎屑和表土，形成该植物类型适生的土体构型。
4.根据权利要求3所述的生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，所述步骤（1）中的植物类型为乔木植物、灌木植物或草本植物。
5.根据权利要求4所述的生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，所述植物类型为乔木植物时，砾石层的厚度大于30 cm、岩石碎屑层的厚度为55~65 cm、表土层的厚度为75~85 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.3~1.5 g/cm3，含水量为10.69 ~ 27.13%。
6.根据权利要求4所述的生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，所述植物类型为灌木植物时，砾石层的厚度大于20 cm、岩石碎屑层的厚度为45~55 cm、表土层的厚度为35~45 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.2~1.4g /cm3，含水量为16.15 ~ 23.16%。
7.根据权利要求4所述的生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，所述植物类型为草本植物时，砾石层的厚度大于20 cm、岩石碎屑层的厚度为45~55 cm、表土层的厚度为10~30 cm，通过压实将土壤的容重范围控制在1.2~1.3 g/cm3，含水量为12.16 ~17.85%。
8.根据权利要求5-7任一项所述的生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，还包括在所述表土层中施加生物炭的步骤，所述植物类型为乔木植物时，施加生物炭的量为80t/hm2；所述植物类型为灌木植物时，施加生物炭的量为30t/hm2；所述植物类型为草本植物时，施加生物炭的量为6t/hm2。
9.根据权利要求5-7任一项所述的生产建设项目的生产建设项目的土体构型改良方法，其特征在于，在所述表土层中使用保水剂；所述保水剂为树脂型钾盐保水剂、树脂型钠盐保水剂或聚丙烯酰胺类保水剂。
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