基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统及方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统及方法

【技术实现步骤摘要】
基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统及方法


[0001]本专利技术属于荒漠戈壁生态环境治理
，具体涉及一种基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统及方法
。

技术介绍

[0002]砾质
、
沙砾质戈壁往往含有较多的砾石，且表面之下
20
‑
40cm
的地层中，常有坚硬的芒硝层，使得植物很难在这种地表生存；而一般流沙质地表，因为存在湿沙层，非常适合一些沙生灌木的生长，例如梭梭
、
沙拐枣等植物，它们的根系可以到达沙面下2‑
3m
深度，从而防止风沙侵蚀
、
固结流沙地表
。
因此，具有湿沙层的流沙地表，较沙砾质戈壁，更适宜沙生植物的生长，以及相关防风固沙和生态修复工作的开展
。
[0003]戈壁地区风力强劲
、
下垫面坚实，目前在风沙防治方面主要以机械工程措施为主
。
例如其阻沙措施主要包括冲孔钢板
、
芦苇帘
、
水泥板
、HDPE
网
、HDPE
板阻沙障等；固沙措施包括石方格
、
镁水泥板方格等
。
上述这些措施均为固定设施，不可移动，且根据环境风况差异，其两侧均有可能积沙，这些弊端导致现有措施仅能实现条带状积沙，无法使戈壁面形成大面积的片状积沙，从而无法为建立植被创造较好的土壤条件
。
[0004]目前的相关生态治理工程，也主要集中在一些低砾石含量的戈壁地区
。
一般使用车载钻孔法或挖掘机设置种植穴，然后利用水罐车或铺设滴灌带的方式进行灌溉造林；而高砾石含量戈壁，因地表砾石含量较高，常规植苗造林，成活率不高，且后期会因为根系发育差而导致大面积死亡
。
[0005]另外，我们在敦煌二台子的高砾石含量戈壁，及新华乡
、
三道泉等盐碱荒漠地区的生态实践中发现，干旱区沙地
、
盐碱地和沙砾质戈壁进行植苗造林时，当树窝灌满水后，地下水份的干湿交界面呈碟形，水份大部分向四周渗漏，即使补充灌水后，向底部的渗透最深也只能达到三十厘米左右，因此，灌溉用水难以下渗到土壤深层，不能保障苗木的成活和生长；另外，相关文献表明干旱区植苗造林，苗木死亡的主要原因是，茎干与高温沙面相接触，导致与之接触的韧皮部受损
。
因此采取遮阴措施，对苗木接触地面部位进行防护，避免高温沙面的烫伤是保证苗木成活的关键
。
然而，目前尚没有有效手段解决这一问题
。
[0006]综合以上分析，如果我们能够利用自然之力，并从大自然中取材，将高砾石含量的戈壁地表改造为流沙质地表，就能够为植被的建立提供较好的沙质土壤条件
。
基于这一点，我们专利技术了一种移动式单向阻沙障，目的是利用它的单侧积沙功能及可移动布设的特征，借助风沙传输的自然过程，在戈壁地表实现大面积积沙；然后，在此基础上开展喷播表土改良和喷淋灌溉作业；同时建立了一种促进水份下渗的戈壁植苗方法
。
以上措施通过合理配置，共同形成条带状间隔分布的戈壁生态治理体系，最终实现高砾石含量戈壁的风沙防治和生态治理目的
。
[0007]我国西北部戈壁的分布面积广
、
类型多样，戈壁地区的铁路
、
公路
、
风光电等工程设施，大部分都遭遇着严重的风沙危害，因此必须考虑施工运维期的风沙防护及生态保护问题
。
目前很多相关工程都位于高砾石含量的戈壁地区，例如兰新高铁
、
格库铁路
、
酒额铁
路
、
临哈铁路
、
柳格高速，以及很多大型的风
、
光电项目等
。
本专利技术将对这些工程区的风沙治理和生态恢复起到重要的借鉴和支撑作用，有利于巩固提升设施区的防风固沙效果
、
加快自然植被恢复
、
遏制荒漠化扩展
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供一种基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统及方法，以克服现有技术中存在的不足
。
[0009]为实现前述专利技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案包括：
[0010]本专利技术提供了一种基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统，包括移动式单向阻沙障
、
半圆型草方格
、
喷播灌溉系统和促进水份下渗的戈壁植苗系统；
[0011]所述移动式单向阻沙障用于使戈壁地表形成积沙面，并包括倾斜设置的沙障和可移动支撑机构，所述沙障连接于可移动支撑机构上，且所述沙障的迎风侧的高度低于背风侧的高度；
[0012]所述半圆型草方格用于固定所述积沙面，并包括草绳和多个植物秸秆束，多个植物秸秆束沿所述草绳的长度方向依次分布，其中所述植物秸秆束具有以所述草绳对多根植物秸秆于中部进行缠绕式捆扎形成的半圆形结构；
[0013]所述喷播灌溉系统，包括喷播单元和灌溉单元，所述喷播单元用于在所述积沙面上喷播基质，所述基质中至少混有沙生灌木
、
草本的种子或者油料作物的块根；所述灌溉单元包括气球悬挂式喷淋装置，所述气球悬挂式喷淋装置包括多个气球和喷淋机构，所述喷淋机构由所述多个气球悬挂于所述积沙面上方，并能在驱动装置的驱使下沿指定方向移动，同时所述喷淋机构还与供水装置连通，用于对所述积沙面进行灌溉；
[0014]所述促进水份下渗的戈壁植苗系统用于在积沙带之间植苗造林，并包括围护桶
、
具有环形结构的集水膜和膜边沿密封固定楔片，所述围护桶包括由草帘卷曲形成的桶装结构，至少所述桶装结构的下部设于地下，其余部分位于地表上方，所述桶装结构内分布有种植穴和苗木；所述集水膜套设在围护桶上，且内圈与围护桶外壁紧贴，外圈四个边的边缘分别粘贴在所述膜边沿密封固定楔片上，所述膜边沿密封固定楔片垂直插入地表，使所述集水膜平铺在地表，并保持集水膜的四周密封和固定
。
[0015]进一步地，所述移动支撑机构包括至少一组第一支撑柱
、
至少一组第二支撑柱
、
多个滚轮和多个限位桩，该至少一组第一支撑柱和至少一组第二支撑柱沿风向依次设置，所述第二支撑柱的高度高于第一支撑柱的高度，所述第一支撑柱及第二支撑柱的顶部均与沙障固定连接，底端均连接有滚轮，所述滚轮设置在地面上，所述限位桩用于将所述滚轮固定在地面上的选定位置处
。
[0016]进一步地，所述植物秸秆束经带有树叶的树枝固定在所述积沙面上，且所述植物秸秆束的半圆形面垂直于地面设置
。
[0017]进一步地，所述的基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统，还包括灌草植被，所述灌草植被包括生长在所述积沙面上的灌木和草本
。
[0018]进一步地，所述草帘是经亲水性胶粘剂浸泡处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统，其特征在于包括移动式单向阻沙障
、
半圆型草方格
、
喷播灌溉系统和促进水份下渗的戈壁植苗系统；所述移动式单向阻沙障用于使戈壁地表形成积沙面，并包括倾斜设置的沙障和可移动支撑机构，所述沙障连接于可移动支撑机构上，且所述沙障的迎风侧的高度低于背风侧的高度；所述半圆型草方格用于固定所述积沙面，并包括草绳和多个植物秸秆束，多个植物秸秆束沿所述草绳的长度方向依次分布，其中所述植物秸秆束具有以所述草绳对多根植物秸秆于中部进行缠绕式捆扎形成的半圆形结构；所述喷播灌溉系统，包括喷播单元和灌溉单元，所述喷播单元用于在所述积沙面上喷播基质，所述基质中至少混有沙生灌木
、
草本的种子或者油料作物的块根；所述灌溉单元包括气球悬挂式喷淋装置，所述气球悬挂式喷淋装置包括多个气球和喷淋机构，所述喷淋机构由所述多个气球悬挂于所述积沙面上方，并能在驱动装置的驱使下沿指定方向移动，同时所述喷淋机构还与供水装置连通，用于对所述积沙面进行灌溉；所述促进水份下渗的戈壁植苗系统用于在积沙带之间植苗造林，并包括围护桶
、
具有环形结构的集水膜和膜边沿密封固定楔片，所述围护桶包括由草帘卷曲形成的桶装结构，至少所述桶装结构的下部设于地下，其余部分位于地表上方，所述桶装结构内分布有种植穴和苗木；所述集水膜套设在围护桶上，且内圈与围护桶外壁紧贴，外圈四个边的边缘分别粘贴在所述膜边沿密封固定楔片上，所述膜边沿密封固定楔片垂直插入地表，使所述集水膜平铺在地表，并保持集水膜的四周密封和固定
。2.
根据权利要求1所述的基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统，其特征在于：所述可移动支撑机构包括至少一组第一支撑柱
、
至少一组第二支撑柱
、
多个滚轮和多个限位桩，该至少一组第一支撑柱和至少一组第二支撑柱沿风向依次设置，所述第二支撑柱的高度高于第一支撑柱的高度，所述第一支撑柱及第二支撑柱的顶部均与沙障固定连接，底端均连接有滚轮，所述滚轮设置在地面上，所述限位桩用于将所述滚轮固定在地面上的选定位置处
。3.
根据权利要求2所述的基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统，其特征在于：所述第一支撑柱和第二支撑柱包括角铁材质的空心圆柱；和
/
或，所述滚轮采用胎宽为
10
‑
20cm
的宽胎轮
。4.
根据权利要求1或2所述的基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统，其特征在于：所述沙障包括框架本体以及设置在框架本体内的连接网，且所述连接网的边缘缠绕包裹并捆绑在所述框架本体上
。5.
根据权利要求4所述的基于自然力的高砾石含量戈壁生态治理系统，其特征在于：所述框架本体为矩形圆钢管框架；和
/
或，所述框架本体的长度为
2.5
‑
3.5m
，宽度为
1.5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆杰，
申请(专利权)人：中国科学院西北生态环境资源研究院，
类型：发明
国别省市：