一种缓释型生物碳生态护坡系统及构建方法技术方案

本发明专利技术提供了一种缓释型生物碳生态护坡系统及构建方法，所述系统包括生物炭防护系统、植物群落防护系统；所述生物炭防护系统包括固定保护槽、胶囊存储槽、蒙脱石存储槽；固定保护槽位于边坡土层之下，为中空结构；所述固定保护槽内部插入渗水过滤网，所述渗水过滤网内部包裹形成胶囊存储槽；所述胶囊存储槽内部承装生物炭肥料缓释胶囊；蒙脱石存储槽设置于胶囊存储槽内部侧壁；所述植物群落防护系统包括植被侧向防护栏、固坡防护条；植被侧向防护栏设置于固定保护槽侧面上部；固坡防护条设置于固定保护槽内部四周。本发明专利技术有效解决了污染边坡修复过程中边坡植物群落构建难题，多重深度锚固相结合，强化生态修复植物生长载体稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种缓释型生物碳生态护坡系统及构建方法


[0001]本专利技术属于生态修复
，尤其是涉及一种缓释型生物碳生态护坡系统及构建方法。

技术介绍

[0002]生态护坡是将工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的部分知识结合后对裸露边坡进行的修复措施，由工程和植物所组成的综合系统修复技术，通过植物根系与岩土的相互作用(根系锚固作用)对边坡表层进行防护与加固，既有传统护坡工程的护坡能力，还保证了边坡的景观性，效果显著，是目前边坡生态修复最常用的方式之一。但当前华南地区生态护坡建设过程中，受到重金属污染、干旱胁迫以及滨海沿岸水力侵蚀等多重复杂影响因素，致使边坡植物群落稳定性不足，成活率低，景观效果差，管养成本高等问题难以有效解决。
[0003]生物炭是一种富含碳的多孔材料，国际上将生物炭定义为“生物质在限氧气条件下通过热化学转化过程获得的固体材料”。相较于传统土壤调理剂，生物炭作为一种新型炭基调理剂不仅能降低土壤中重金属的生物有效性，还能在一定程度上促进植物生长，具有修复重金属污染土壤的潜力。但有研究表明生物炭的不合理施用会导致土壤总孔隙度增加，促进径流产生，显著增加土壤总流失量和细沟间侵蚀，且在强降雨、陡坡等条件下，生物炭的施用会引发土壤侵蚀，加剧水土流失风险。生物炭的施用易引入多环芳烃(PAHs)等潜在污染物，相关研究表明生物炭施用会抑制植物初期生长，降雨初期径流污染物浓度高，在生物炭多环芳烃与径流污染多重胁迫作用下，先锋植物初期生长抑制难题未得到有效解决。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种缓释型生物碳生态护坡系统及构建方法，以克服现有技术中的不足。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种缓释型生物碳生态护坡系统，包括生物炭防护系统、植物群落防护系统；
[0007]所述生物炭防护系统包括固定保护槽、胶囊存储槽、蒙脱石存储槽；固定保护槽位于边坡土层之下，为中空结构；所述固定保护槽内部插入渗水过滤网，所述渗水过滤网内部包裹形成胶囊存储槽；所述胶囊存储槽内部承装生物炭肥料缓释胶囊；蒙脱石存储槽设置于胶囊存储槽内部侧壁；
[0008]所述植物群落防护系统包括植被侧向防护栏、固坡防护条；
[0009]植被侧向防护栏设置于固定保护槽侧面上部；固坡防护条设置于固定保护槽内部四周。固坡防护条呈流线形，后期覆盖的表层种植土层坡面形状与固坡防护条流线形一致。
[0010]所述生物炭肥料缓释胶囊吸湿后可逐渐溶解，所述生物炭肥料缓释胶囊中装载的生物炭为园林废弃物烧制而成，并经过营养成分改性。生物炭选用符合植物种植要求且市
面可采购的生物炭即可。
[0011]进一步的，所述胶囊存储槽由多个存储槽缓释隔膜分隔，形成若干独立的封闭空间，所述存储槽缓释隔膜吸湿后可逐渐溶解，释放上层生物炭肥料缓释胶囊；所述固定保护槽侧面底部设有若干固定保护槽进水孔，固定保护槽进水孔在同一水平线；且固定保护槽进水孔低于最底部的存储槽缓释隔膜；最底层胶囊存储槽不设置蒙脱石存储槽；所述蒙脱石存储槽内部承装其体积1/3的蒙脱石粉末，并设有蒙脱石存储槽透气孔。
[0012]进一步的，所述固定保护槽顶部通过盖板滑道可滑动连接有存储槽盖板，所述存储槽盖板沿盖板滑道滑动，实现胶囊存储槽的开启与闭合；所述存储槽盖板顶部设有存储槽提柄，打开存储槽盖板后，抽提整个渗水过滤网与胶囊存储槽。
[0013]进一步的，固定保护槽内设有保护槽支撑杆，保护槽支撑杆与植被侧向防护栏上下设置；固定保护槽内与胶囊存储槽位置对应处设有存储槽支撑杆，支撑保护固定保护槽；所述固定保护槽上部两侧设有保护槽防护格挡，保护槽防护格挡沿固定保护槽的长边延伸，具有加固防冲刷功能；所述植被侧向防护栏上设有防护栏透气孔。
[0014]进一步的，与固定保护槽的槽体相连的两条固坡防护条上设有土壤纵向切割刀滑道，所述植被吸附区土壤纵向切割刀可穿过土壤纵向切割刀滑道，横向以及纵向移动；所述植被吸附区土壤纵向切割刀分别与土壤切割刀移动柄、植被吸附区土壤底面切割刀相连，移动土壤切割刀移动柄，实现吸附区植被层的切割与提取。
[0015]进一步的，固定保护槽上坡阶段和下坡阶段埋设有护坡固定锥，且护坡固定锥穿过固坡防护条，可加固灌木栽植区坡体土壤；所述护坡固定锥侧面设有固定锥透水孔，内部设有固体颗粒过滤网，所述固体颗粒过滤网内部装载生物炭颗粒，所述生物炭颗粒由园林废弃物烧制而成，市面可采购；所述固体颗粒过滤网顶部设有过滤网盖，所述过滤网盖与横向连接条、纵向连接条可拆卸连接。
[0016]进一步的，横向连接条与纵向连接条之间的边坡区域埋设有栽植穴保护筒，所述栽植穴保护筒侧面设有根系延伸孔；所述栽植穴保护筒装纳横向环刀、纵向环刀，所述横向环刀与纵向环刀相连，所述纵向环刀顶部设有环刀提柄。
[0017]进一步的，栽植穴保护筒的顶端设有灌木栽植保护环，灌木栽植保护环设有纵向环刀轨道，通过环刀提柄在纵向环刀轨道内移动纵向环刀，切割土壤，通过提起环刀提柄，提取切割后的土球；所述灌木栽植保护环顶部设有灌木栽植槽提柄，可通过灌木栽植槽提柄，提取整个携带保护装置的土球；灌木栽植纵向保护条分别与灌木栽植横向保护条、灌木栽植保护环相连。
[0018]本专利技术同时公开一种构建如上所述的缓释型生物碳生态护坡系统的方法，包括以下步骤，
[0019]先沿着边坡开凿一定深度的横向沟槽，确保沟槽深度与拟覆土厚度之和等于固定保护槽的深度；固定保护槽固定好后，对固定保护槽中间区域及上下游装填种植土至一定深度，并进行土壤压实；然后将生物炭防护系统、植物群落防护系统的除栽植穴保护筒以外的其他结构安装完成，覆土后，表层种植土层坡面形状与固坡防护条流线形一致；随后，在灌木种植区域埋入栽植穴保护筒，栽植灌木树种，完成生态护坡的构建。
[0020]进一步的，还包括以下步骤，待生物炭防护系统运行一段时间后，需更换生物炭时，横向移动存储槽盖板，开启胶囊存储槽，提拉存储槽提柄，提取渗水过滤网、胶囊存储
槽，更换渗水过滤网、生物炭肥料缓释胶囊与蒙脱石粉末；更换护坡固定锥中的生物炭时，开启过滤网盖，提取固体颗粒过滤网，即可完成固体颗粒过滤网的清洗及内部生物炭颗粒的更换。
[0021]相对于现有技术，本专利技术所述的缓释型生物碳生态护坡系统及构建方法，具有以下优势：
[0022](1)本专利技术有效解决了污染边坡修复过程中边坡植物群落构建难题，多重深度锚固相结合，强化生态修复植物生长载体稳定性；
[0023](2)本专利技术所述系统承载缓释型生物炭肥料胶囊，构建生物炭+肥料复合修复配方，逐级长效释放养分，有效解决生态修复植物幼苗初期生长受限问题，实现持续性养分供给，有效降低养分淋失与富营养化；
[0024](3)本专利技术所述系统构建了流线型防护网格，有效缓冲降雨径流，增加污染径流的水力停留时间，降低水力对边坡的冲刷强度，增加生物炭、生态修复植物与污染物质的接触时间与接触面积，强化污染物吸附效果；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓释型生物碳生态护坡系统，其特征在于：包括生物炭防护系统、植物群落防护系统；所述生物炭防护系统包括固定保护槽(1)、胶囊存储槽(4)、蒙脱石存储槽(10)；固定保护槽(1)位于边坡土层之下，为中空结构；所述固定保护槽(1)内部插入渗水过滤网(3)，所述渗水过滤网(3)内部包裹形成胶囊存储槽(4)；所述胶囊存储槽(4)内部承装生物炭肥料缓释胶囊(5)；蒙脱石存储槽(10)设置于胶囊存储槽(4)内部侧壁；所述植物群落防护系统包括植被侧向防护栏(12)、固坡防护条(14)；植被侧向防护栏(12)设置于固定保护槽(1)侧面上部；固坡防护条(14)设置于固定保护槽(1)内部四周。2.根据权利要求1所述的缓释型生物碳生态护坡系统，其特征在于：所述胶囊存储槽(4)由多个存储槽缓释隔膜(6)分隔，形成若干独立的封闭空间；所述固定保护槽(1)侧面底部设有若干固定保护槽进水孔(2)，固定保护槽进水孔(2)在同一水平线；且固定保护槽进水孔(2)低于最底部的存储槽缓释隔膜(6)；最底层胶囊存储槽(4)不设置蒙脱石存储槽(10)；所述蒙脱石存储槽(10)内部承装其体积1/3的蒙脱石粉末(9)，并设有蒙脱石存储槽透气孔(8)。3.根据权利要求1所述的缓释型生物碳生态护坡系统，其特征在于：所述固定保护槽(1)顶部通过盖板滑道(15)可滑动连接有存储槽盖板(16)，所述存储槽盖板(16)沿盖板滑道(15)滑动，实现胶囊存储槽(4)的开启与闭合；所述存储槽盖板(16)顶部设有存储槽提柄(21)。4.根据权利要求1所述的缓释型生物碳生态护坡系统，其特征在于：固定保护槽(1)内设有保护槽支撑杆(11)，保护槽支撑杆(11)与植被侧向防护栏(12)上下设置；固定保护槽(1)内与胶囊存储槽(4)位置对应处设有存储槽支撑杆(7)；所述固定保护槽(1)上部两侧设有保护槽防护格挡(37)，保护槽防护格挡(37)沿固定保护槽(1)的长边延伸；所述植被侧向防护栏(12)上设有防护栏透气孔(13)。5.根据权利要求1所述的缓释型生物碳生态护坡系统，其特征在于：与固定保护槽(1)的槽体相连的两条固坡防护条(14)上设有土壤纵向切割刀滑道(38)，所述植被吸附区土壤纵向切割刀(19)可穿过土壤纵向切割刀滑道(38)，横向以及纵向移动；所述植被吸附区土壤纵向切割刀(19)分别与土壤切割刀移动柄(20)、植被吸附区土壤底面切割刀(18)相连。6.根据权利要求1所述的缓释型生物碳生态护坡系统，其特征在于：固定保护槽(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志远，赵秀芳，李建彬，胡晓龙，唐文艺，周荫庭，娄金秀，
申请(专利权)人：岭南生态文旅股份有限公司，
类型：发明
国别省市：