CN104782374A一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复技术

CN104782374ACN104782374A一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修 复技术复技术 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请号xx10193503 X 22 申请日xx 04 14A01G1 00 xx 01 E02D17 20 xx 01 71 申请人中山大学地址510275广东省广州市新港西路135号 72 发明人周翠英何韶渺刘镇 54 发明名称一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复技术 57 摘要本发明涉及一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复 技术 该技术所需材料及配比如下纳米水性粘合剂10 15g m 2 高吸水性树脂60 80g m 2 植物种子40g m 2 复合肥颗粒35 40g m 2 木纤维225 250g m 2 无纺布13g m2 其步骤是使用液压喷播工艺 将草本植物种子 树脂 复合肥 木 纤维搅拌均匀喷播到坡面后 再配置乔灌植物种子 复合肥 木纤 维等进行定点式喷播 然后喷播纳米水性粘合剂溶液 最后盖无纺 布并养护 其特点是所用原材料广 环保无污染 价格低廉 操作简单 所使用的两种功能材料具有良好的固土培根效果 所采用的植被喷播施工工艺能有效节约植物喷播成本 增强植物水 土保持和生态修复效益 51 Int Cl 19 中华人民共和国国家知识产权局 12 发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页 10 申请公布号104782374A 43 申请公布日xx 07 22104782374A1 1页21 一种基于功能材料的 边坡水土保持和生态修复技术 其特征在于按单位面积使用量计算 各材料配比如下纳米水性粘合剂10 15g m 2 高吸水性树脂60 80g m 2 植物种子40g m 2 复合肥颗粒35 40g m 2 木纤维225 250g m 2 无纺布13g m2 2 根据权利要求1所述的一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修 复技术 其特征在于所述边坡水土保持和生态修复技术具体包括以 下步骤 1 坡面平整及清理施工前对边坡进行清理和平整 清除浮根 碎石 等杂物 2 配制喷播材料根据配比称量相应材料 喷播前对植物种子进行预 处理 将纳米水性粘合剂按剂水质量比为1 10 1 15的比例兑水搅拌均 匀 配制纳米水性粘合剂水溶液 3 喷播基材第一步 均匀喷播草本植物种子 木纤维 高吸水性树 脂和复合肥料 按照配比为草本植物种子28g m2 高吸水性树脂60 80g m2 复合肥料30g m2 木纤维200g m2 使用搅拌机将喷播材料混 合搅拌均匀后喷播到坡面上 第二步 定点式喷播乔木和灌木植物 种子 木纤维及复合肥料 按照配比为乔木和灌木植物种子12g m2 复合肥料5 10g m2 木纤维25 50g m2 使用搅拌机将喷播材料混 合搅拌均匀后喷播到坡面上 喷播施工方式为定点式喷播 乔木和 灌木植物种子三个相邻的喷播点连线呈等腰三角形 喷播点上下错 开 每两个喷播点横向间距50cm 垂直距离50cm 平均每个喷播点 喷播乔灌植物种子3g 喷播顺序采用 之 字形由左至右 由上至 下定点式喷播 第三步 使用液压喷播机在坡面均匀喷播纳米水性 粘合剂水溶液 第四步 对前三步施工中喷射不均匀的地方进行补 喷 4 覆盖无纺布喷播施工后加盖无纺布 覆盖时用U型钉或细铁丝固 定 覆盖后对种子发芽和生长情况进行监测 待植株长度达5 6cm 揭掉无纺布 5 养护管理播种后第一个月内 每天8 00am前和16 00pm后使用雾 化喷头各灌溉一次 同时进行一次补肥 肥料施加浓度以30g m2为宜 肥料施加方式采 用兑水溶解浇灌的方式 一个月之后 根据植物生长状况和降水情况调整灌溉次数 并根据 植被生长状况对其适时施予肥和防治病虫害 对生长 不均匀的位 置予以补喷 权利要求书104782374A21 4页3一种基于功能材料的边坡水土保持和 生态修复技术技术领域 0001 本发明属于边坡水土保持和生态修复 领域 具体涉及一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复技术 属于新兴的高效环保边坡生态防护技术 背景技术 0002 目前 我国正处于大兴土木时期 大量的水利 交 通 市政 采矿等工程大规模建设 涉及到大量的边坡工程防护问 题 由于裸露边坡表层土壤结构脆弱 缺乏植被覆盖 极易遭受雨水冲 刷 常导致边坡水土流失和失稳 甚至引发地质灾害 威胁主体工 程的安全 因此 如何高效快速地恢复裸露边坡植被 实现边坡的水土保持和 生态修复 是近年来国内外边坡工程建设的研究热点之一 传统的边坡防护技术主要以植被培育和工程支护为主 存在植物生 长不稳定 长期养护效果不明显以及造价高等缺点 近些年 业内兴起一种利用高分子材料改良和加固边坡土体的边坡 生态防护技术 该技术对土体改良和促进植被生长具有明显的效果 但这一类高分子材料如聚乙烯醇 聚丙烯酰胺 沥青等成本高 属 于不可再生资源 在自然界降解过程中容易造成环境的二次破坏或 污染 导致边坡生态环境的二次失衡 寻求新型环保功能材料来替代此类高分子材料 符合未来发展绿色 环保边坡防护施工技术的需要 0003 目前 业内通常采用液压喷播 厚层基材喷射植被护坡等施 工技术喷播植物种子 此类常规边坡建植施工技术在喷播植物种子时 通常将草本 灌木 和乔木植物种子混合搅拌均匀喷射 因而植物种类在边坡表面的分 布具有一定的随机性 由于不同种类植物具有不同的水土保持作用范围 而植物的随机分 布容易导致边坡表面水土保持效果存在不均匀性 因此 采用科学合理的施工方式进行喷播 有利于管理调控不同植 物的分布搭配 既能满足边坡水土保持需求 又能减少损耗 节约 成本 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种基于功能材料的边坡水 土保持和生态修复技术 用于解决目前南方赤红壤地区土质边坡生 态防护中土壤物化性质差 不适宜植被生长 土壤改良材料成本高 且存在污染以及植被喷播分布不合理等问题 0005 为达到本发明的目的 采用技术方案如下 0006 1 所需材料及其配比为纳米水性粘合剂和高吸水性树脂两种功能材 料及其它辅助配比材料 按单位面积使用量计算 各材料配比如下 纳米水性粘合剂10 15g m 2 高吸水性树脂60 80g m 2 植物种子40g m 2 复合肥颗粒35 40g m 2 木纤维225 250g m 2 无纺布13g m2 0007 其中 纳米水性粘合剂主要成分为聚乳酸和聚酯 常温下为 水溶性白色液态 能粘合土壤微粒 促使土壤微粒团聚形成团粒结 构 改良土壤结构 提高土壤孔隙率和改良透气性质 促进植被生 长 通常配制成水溶液使用 其水溶液可渗入土壤深部 改良边坡深层 土壤 另外 该材料在土壤中能自行降解 降解周期为24个月 最终降解 产物为CO2和H2O 环说明书104782374A32 4页4保且无污染 0008 高吸水性树脂 其主要成分为聚丙烯酸偏钠盐 吸水率达250 g g 将高吸水性树脂与肥料 种子等喷播材料混合搅拌喷播后 能有效 吸收土壤表面径流 改善土壤水理性质 提高土壤水分渗透能力 提高土壤田间含水率 涵养土壤水分供植被生长使用 同时高吸水性树脂可重复利用 其重复吸水膨胀和释水收缩的过程 能有效蓬松土壤 降低土壤进密实度 有利于植被根系生长 0009 植被的选择充分考虑乔灌草搭配 以草本为主 以乔木和灌 木为辅 优先使用本土常用水土保持植被品种 其中草本植物与乔 灌木植物重量份比为7 3 同时 在植物种子喷播前 进行必要的预处理有利于提高植被发芽 率和成活率 考虑到草本 灌木和乔木三种植被对边坡的水土保持影响范围不同 本发明采用先进行草本植被混播 乔木和灌木植被定点喷播的施 工工艺 有利于调控不同植被分布方式 增强植被对边坡水土保持 和生态修复的效果 同时提高植被群落生态资源利用率 节约材料 使用和降低后期养护成本 0010 复合肥颗粒 主要为符合国家DB15063 94标准的氮 磷 钾复合肥 水溶性磷含量 40 水分子含量低 于5 为白色 粉白色颗粒状 粒径为1 2mm 具较强水溶性 0011 木纤维 主要为植被碎屑或木屑 使用木纤维作为辅助喷播 基材 有利于为土壤后期形成大粒径团粒提高骨架支撑 提高基材 的团粒性和透气性 增强基材自身的抗冲刷能力 且木纤维腐烂后 又是非常好的有机肥料 通常将木纤维机械粉碎 过5目土工筛后与其他材料混合搅拌喷播 0012 2 施工机械 包括粉碎机和空压机 小铲车湿式喷射机 液压喷播 机 养护车等 0013 所述一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复技术 具 体包括以下步骤 0014 1 坡面平整及清理施工前对边坡进行清理和平整 清除浮根 碎石 等杂物 0015 2 配制喷播材料根据配比称量相应材料 喷播前对植物种子进行预 处理 将纳米水性粘合剂按剂水质量比为1 10 1 15的比例兑水搅拌均 匀 配制纳米水性粘合剂水溶液 0016 3 喷播基材 0017 第一步 喷播草本植物种子 木纤维 高吸水性 树脂和复合肥料 喷播材料配比为草本植物种子28g m2 高吸水性树 脂60 80g m2 复合肥料30g m2 木纤维200g m2 0018 第二步 定 点式喷播乔木和灌木植物种子 木纤维及复合肥料 喷播材料配比 为乔木和灌木植物种子12g m2 复合肥料5 10g m2 木纤维25 50g m2 喷播施工方式为定点式喷播 如图2所示 乔木和灌木植物种子 三个相邻的喷播点连线呈等腰三角形 喷播点上下错开 每两个喷 播点横向间距50cm 垂直距离50cm 平均每个喷播点喷播乔灌植物 种子3g 喷播顺序采用 之 字形由左至右 由上至下定点式喷播 0019 第三步 使用液压喷播机在坡面均匀喷播纳米水性粘合剂 水溶液 0020 第四步 对前三步施工中喷射不均匀的地方进行补 喷 0021 4 覆盖无纺布 0022 喷播施工后加盖无纺布 覆盖时用U型钉或细 铁丝固定 覆盖后对种子发芽和生长情况进行监测 待植株长度达5 6cm揭掉无纺布 0023 5 养护管理 0024 播种后第一个月内 每天800am前和1600pm后使 用雾化喷头各灌溉一次 同时说明书104782374A43 4页5进行一次补肥 肥料施加浓度以30g m2为宜 肥料施加方式采用兑水溶解浇灌的方式 一个月之后 根据植物生长状况和降水情况调整灌溉次数 并根据 植被生长状况对其适时施予肥和防治病虫害 对生长 不均匀的位 置予以补喷 0025 本发明的优点为 0026 1 所用材料广 环保无污染 价格低廉 易于购买 0027 2 使用方法简单 易于操作 无需特殊培训 施工过程中不对环境 造成任何污染 且施工造价低廉 0028 3 所使用的纳米水性粘合剂和高吸水性树脂两种功能材料具有良好 的固土培根效果 0029 4 充分考虑植被种类搭配以及植被分布方式对边坡水土保持和生态 修复效果的影响 根据不同植物保持水土的作用范围 科学合理地 喷播不同植被 有效降低后期植被养护成本 0030 说明书附图 0031 图1为施工工艺流程 0032 图2为乔灌植物种子定点式喷播施工示意图 0033 图2中1 草本植被 2 乔木和灌木植被混播 具体实施方式 0034 以下实施例仅用于更加详细地说明本发明的技 术方案 而不能以此来限制本发明的保护范围 0035 实施例1 0036 一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复 技术 所需材料及其配比为纳米水性粘合剂和高吸水性树脂两种功 能材料及其它辅助配比材料 按单位面积使用量计算 各材料配比 如下纳米水性粘合剂15g m 2 高吸水性树脂60g m 2 植物种子40g m 2 复合肥颗粒35g m 2 木纤维225g m 2 无纺布13g m2 0037 所述一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复技术 具 体包括以下步骤 0038 1 坡面平整及清理施工前对边坡进行清理和平整 清除浮根 碎石 等杂物 0039 2 配制喷播材料根据配比称量相应材料 喷播前对植物种子进行预 处理 将纳米水性粘合剂按剂水质量比为1 15的比例兑水搅拌均匀 配制 纳米水性粘合剂水溶液 0040 3 喷播基材第一步 均匀喷播草本植物种子 木纤维 高吸水性树 脂和复合肥料 按照配比为草本植物种子28g m2 高吸水性树脂60 80g m2 复合肥料30g m2 木纤维200g m2 使用搅拌机将喷播材料混 合搅拌均匀后喷播到坡面上 0041 第二步 定点式喷播乔木和灌 木植物种子 木纤维及复合肥料 按照配比为乔木和灌木植物种子1 2g m2 复合肥料5 10g m2 木纤维25 50g m2 使用搅拌机将喷播 材料混合搅拌均匀后喷播到坡面上 喷播施工方式为定点式喷播 乔木和灌木植物种子三个相邻的喷播点连线呈等腰三角形 喷播点 上下错开 每两个喷播点横向间距50cm 垂直距离50cm 平均每个 喷播点喷播乔灌植物种子3g 喷播顺序采用 之 字形由左至右 由上至下定点式喷播 0042 第三步 使用液压喷播机在坡面均匀 喷播纳米水性粘合剂水溶液 说明书104782374A54 4页6 0043 第四 步 对前三步施工中喷射不均匀的地方进行补喷 0044 4 覆盖无纺布 0045 喷播施工后加盖无纺布 覆盖时用U型钉或细 铁丝固定 覆盖后对种子发芽和生长情况进行监测 待植株长度达5 6cm揭掉无纺布 0046 5 养护管理 0047 播种后第一个月内 每天800am前和1600pm后使 用雾化喷头各灌溉一次 同时进行一次补肥 肥料施加浓度以30g m2为宜 肥料施加方式采 用兑水溶解浇灌的方式 一个月之后 根据植物生长状况和降水情况调整灌溉次数 并根据 植被生长状况对其适时施予肥和防治病虫害 对生长 不均匀的位 置予以补喷 0048 实施例2 0049 一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复 技术 所需材料及其配比为纳米水性粘合剂和高吸水性树脂两种功 能材料及其它辅助配比材料 按单位面积使用量计算 各材料配比 如下纳米水性粘合剂10g m 2 高吸水性树脂80g m 2 植物种子40g m 2 复合肥颗粒40g m 2 木纤维250g m 2 无纺布13g m2 0050 所述一种基于功能材料的边坡水土保持和生态修复技术 具 体包括以下步骤 0051 1 坡面平整及清理施工前对边坡进行清理和平整 清除浮根 碎石 等杂物 0052 2 配制喷播材料根据配比称量相应材料 喷播前对植物种子进行预 处理 将纳米水性粘合剂按剂水质量比为1 10的比例兑水搅拌均匀 配制 纳米水性粘合剂水溶液 0053 3 喷播基材第一步 均匀喷播草本植物种子 木纤维