一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构及方法技术

本发明专利技术提供了一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构及方法，属于生态修复技术领域。本发明专利技术提供的离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，包括生态截水池、生态截水沟、铺设于待修复边坡区域表面的改良土壤层和设置于改良土壤层上的土壤修复生态网；所述改良土壤层、生态截水池和生态截水沟均配置有组合植物层片体系。采用本发明专利技术提供的修复结构能够有效改善离子型稀土废弃矿区因尾矿废弃地所造成的极度退化的生态环境、恢复因稀土矿毁山开采所致的退化或污染的矿区土壤与环境。

A three-dimensional structure and method of slope soil restoration in ion type rare earth abandoned mining area

【技术实现步骤摘要】
一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构及方法
本专利技术涉及生态修复
，尤其涉及一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构及方法。
技术介绍
稀土被称为“工业黄金”，是高新
所需的重要材料。20世纪70年代开始，赣南离子型稀土矿的开采，先后经历了池浸、堆浸和原地浸矿三种不同的工艺技术；三种工艺技术均存在破坏植被、造成水土流失、稀土浸出率低、稀土资源利用率低等缺点，前两种工艺破坏地表植被极为突出，称为“搬山运动”，还因在稀土提取过程中会有大量NH4+和SO42-残留在矿区土壤中，导致盐化酸化土壤的现象非常明显，进而出现“南方沙漠”式废迹地。离子型稀土矿区由于无序开采以及产业经营方式粗放等原因，造成了大范围的环境污染和生态破坏，在浪费大量稀土资源的同时，还使得大量稀土金属进入矿区土壤环境，在自然现象和人类活动的双重作用下发生迁移、累积、转化和扩散，对矿区周边大气、植物、水生态系统和周边居民造成影响和潜在危害。因此，针对南方离子型稀土矿开采对周边环境的破坏，开展废弃地土壤修复和矿山生态恢复对于保护环境和人类健康具有重要的现实意义。由于离子型稀土废弃矿区的土壤基质极度贫瘠、有机质含量低、黏粒含量少、质地差、土壤酸化、盐类大量残留、缺少团聚体、结构差、保肥持水能力差等原因，导致在南方暴雨季节，赣南稀土废弃矿山极易发生水土流失，由此产生大量废弃边坡，坡体不稳、地表裸露以及植被缺乏引起塌陷、崩塌、滑坡等严重地质灾害。目前尚未有专门的技术能够有效实现赣南离子型稀土废弃矿区边坡修复，且这类边坡修复存在较大的技术瓶颈，工程实践上易于失败。目前，其他类型矿区边坡的修复技术或仅单纯的利用植物，方法相对单一，或多适用于干旱及半干旱地区。如公开号为CN103875481A的中国专利公开了一种矿山边坡的修复构件及修复方法，通过网状框架和包含种子、基质、基肥的修复包对地形复杂的矿山边坡具有较好的修复效果；公开号为CN103650968A的中国专利公开了一种边坡穴植植物装置，包括保育蓝和基础包，在干旱半干旱区裸露地表具有较好的生态恢复效果；公开号为CN105961120A的中国专利公开了一种适用于干旱区矿山生态修复边坡植被快速恢复方法，主要是基于坡面防护、集水装置、土壤改良和植物配置等方面对干旱区矿山进行生态修复。然而上述方法并不适用于南方离子型稀土废弃矿区，不能从根本上解决南方多雨地区离子型稀土废弃矿区边坡修复问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构及方法，采用本专利技术提供的修复结构能够有效改善离子型稀土废弃矿区因尾矿废弃地所造成的极度退化的生态环境、提高因稀土矿毁山开采所导致的矿区土壤退化与环境污染。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，包括生态截水池、生态截水沟、铺设于待修复边坡区域表面的改良土壤层和嵌入改良土壤层的土壤修复生态网；所述改良土壤层、生态截水池和生态截水沟均配置有组合植物层片体系；所述待修复边坡区域呈台阶状，包括若干级平台面和若干级坡面；所述生态截水沟包括第一坡面生态截水沟、第二坡面生态截水沟和平台面生态截水沟，其中，所述第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟分别设置于所述坡面的两侧，所述平台面生态截水沟设置于最低处平台面的靠坡脚内侧和外侧以及其余平台面的靠坡脚内侧，所述平台面生态截水沟的两端分别与第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟连接，所述第一坡面生态截水沟或第二坡面生态截水沟的底端与生态截水池连接。优选地，所述平台面的宽为40～60cm，所述平台面的内倾坡率为3～8％；所述坡面的长为2～3m。优选地，所述土壤修复生态网由若干固土装置构成，所述固土装置呈矩形框状，每条框的宽度为3～8cm；所述土壤修复生态网由农业废弃物制备的生物固土材料形成。优选地，所述改良土壤层的厚度为20～30cm。优选地，所述改良土壤层由改良剂对待修复边坡区域表面的土壤层进行改良得到。优选地，所述组合植物层片体系包括坡面组合植物层片体系、平台面组合植物层片体系、生态截水沟组合植物层片体系和生态截水池组合植物层片体系。优选地，所述坡面组合植物层片体系采用乔-藤-灌-草组合层片体系，所述平台面组合植物层片体系采用乔-灌-草组合层片体系，所述生态截水沟组合植物层片体系采用藻-藓-蕨组合层片体系，所述生态截水池组合植物层片体系采用氧化塘水生植物体系。优选地，所述第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟的宽为18～22cm，深为28～32cm；所述平台面生态截水沟的宽为6～8cm，深为28～32cm。本专利技术提供了一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复方法，包括以下步骤：修整待修复边坡区域，使其呈包括若干级平台面和若干级坡面的台阶状，在所述坡面的两侧分别设置第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟，最低处平台面的靠坡脚内侧和外侧以及其余平台面的靠坡脚内侧均设置平台面生态截水沟，所述平台面生态截水沟的两端分别与第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟连接，所述第一坡面生态截水沟或第二坡面生态截水沟的底端与生态截水池连接；在所述待修复边坡区域表面铺设改良土壤层并在所述改良土壤层中嵌入土壤修复生态网；在所述生态截水池、生态截水沟和改良土壤层中种植植物形成组合植物层片体系。优选地，在所述改良土壤层中种植植物后还包括田间水分和施肥管理。本专利技术提供了一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，包括生态截水池、生态截水沟、铺设于待修复边坡区域表面的改良土壤层和设置于改良土壤层上的土壤修复生态网；所述改良土壤层、生态截水池和生态截水沟均配置有组合植物层片体系；所述待修复边坡区域呈台阶状，包括若干级平台面和若干级坡面；所述生态截水沟包括第一坡面生态截水沟、第二坡面生态截水沟和平台面生态截水沟，其中，所述第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟分别设置于所述坡面的两侧，所述平台面生态截水沟设置于最低处平台面的靠坡脚内侧和外侧以及其余平台面的靠坡脚内侧，所述平台面生态截水沟的两端分别与第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟连接，所述第一坡面生态截水沟或第二坡面生态截水沟的底端与生态截水池连接。采用本专利技术提供的修复结构能够有效改善离子型稀土废弃矿区因尾矿废弃地所造成的极度退化的生态环境、恢复因稀土矿毁山开采所致的退化或污染的矿区土壤与环境。进一步地，本专利技术从土壤改良、坡面防护、植物配置、采用生物质固土材料进行固土以防止二次污染等角度解决南方多雨地区离子型稀土废弃矿山边坡水土流失极为严重亟待生态修复的问题；具体的，向贫瘠土壤中添加改良剂进行土壤化学改良，能够逐步恢复土壤功能，增强植物在离子型稀土废弃矿区土壤中的定植存活和生长，提高植物存活率；采用耐高铵抗性“藻-藓-蕨-乔-灌-藤-草”组合植被，形成一种以立体修复技术为核心的离子型稀土废弃矿山受损边坡植被恢复技术体系，解决南方多雨季节，因为暴雨冲刷导致的水土流失、植物难以存活的问本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，其特征在于，包括生态截水池、生态截水沟、铺设于待修复边坡区域表面的改良土壤层和嵌入改良土壤层的土壤修复生态网；/n所述改良土壤层、生态截水池和生态截水沟均配置有组合植物层片体系；/n所述待修复边坡区域呈台阶状，包括若干级平台面和若干级坡面；/n所述生态截水沟包括第一坡面生态截水沟、第二坡面生态截水沟和平台面生态截水沟，其中，所述第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟分别设置于所述坡面的两侧，所述平台面生态截水沟设置于最低处平台面的靠坡脚内侧和外侧以及其余平台面的靠坡脚内侧，所述平台面生态截水沟的两端分别与第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟连接，所述第一坡面生态截水沟或第二坡面生态截水沟的底端与生态截水池连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，其特征在于，包括生态截水池、生态截水沟、铺设于待修复边坡区域表面的改良土壤层和嵌入改良土壤层的土壤修复生态网；
所述改良土壤层、生态截水池和生态截水沟均配置有组合植物层片体系；
所述待修复边坡区域呈台阶状，包括若干级平台面和若干级坡面；
所述生态截水沟包括第一坡面生态截水沟、第二坡面生态截水沟和平台面生态截水沟，其中，所述第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟分别设置于所述坡面的两侧，所述平台面生态截水沟设置于最低处平台面的靠坡脚内侧和外侧以及其余平台面的靠坡脚内侧，所述平台面生态截水沟的两端分别与第一坡面生态截水沟和第二坡面生态截水沟连接，所述第一坡面生态截水沟或第二坡面生态截水沟的底端与生态截水池连接。


2.根据权利要求1所述的离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，其特征在于，所述平台面的宽为40～60cm，所述平台面的内倾坡率为3～8％；所述坡面的长为2～3m。


3.根据权利要求1或2所述的离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，其特征在于，所述土壤修复生态网由若干固土装置构成，所述固土装置呈矩形框状，每条框的宽度为3～8cm；所述土壤修复生态网由农业废弃物制备的生物固土材料形成。


4.根据权利要求1所述的离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，其特征在于，所述改良土壤层的厚度为20～30cm。


5.根据权利要求1或4所述的离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构，其特征在于，所述改良土壤层由改良剂对待修复边坡区域表面的土壤层进行改良得到。


6.根据权利要求1所述的离子型稀土废弃矿区边坡土壤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌，姚娜，吴俊伟，朱佳琪，万禀颢，周慜，王涛，冯兵，刘足根，倪旺珍，
申请(专利权)人：江西省环境保护科学研究院，
类型：发明
国别省市：江西;36