基于有机复合材料的化学固沙绿化技术的沙漠治理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于有机复合材料的化学固沙绿化技术的沙漠治理方法，其特征在于：在撒播植生用绿化物的沙或土层上，喷洒亲水性聚氨酯树脂固化剂溶液，形成多孔质固化沙层。本发明专利技术方法形成的固化沙层具有适宜的厚度、强度和良好的耐久性、抗冻融性能，且具有保水、保温、透气和植生等功能。根据本发明专利技术的方法，即使在没有丰富的地下水源、强风蚀的沙漠特有环境下，可以对沙进行稳定、有效的固化，并可实现植生绿化之目的。本发明专利技术方法具有规模化施工特性和良好的经济性能，可以适应于广阔沙漠的大规模化学固沙和植生绿化，实现植物绿化功能和对荒漠化土地的生态恢复及治理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种沙漠治理方法，尤其是特别涉及一种化学固沙绿化技术的沙漠治理方 法，可用于荒漠化上地的环境治理和生态恢复。
技术介绍
世界陆地上的荒漠化土地约占陆地总面积的30%左右，而且荒漠化面积伴随着环境的 不断破坏和人类频繁的活动而不断扩大。另一方面，世界人口不断增加，人均占地面积不 断减少，人类将会面临严重的粮食危机。为了避免这种危机的出现，人类非常有必要保护 好土地，并对受到破坏逐渐荒漠化的土地进行治理，以恢复其生态系统和土地的功能。沙漠化指的是千燥地带、半千燥地带以及半干燥半湿润地带由于气候变化、人类的破 坏活动等多种自然和人为原因引起的土地劣化。伴随着常年强烈风蚀，出现沙漠化现象的 上地地表逐渐荒漠化，荒漠化的沙上容易随风扬起形成飞沙，随强风形成的飞沙可以掩埋 地面的村庄、田地和植物，严重的情况下会形成影响范围更广、破坏力更大的沙尘暴。这 种风蚀现象严重阻碍植物的生长发育，成为阻碍沙漠植生的最重要因素。为了防止风蚀和对沙漠进行植生，通常有以下几种方法-1) 植树造林固沙，在沙丘迎风面水分条件相对良好的地方进行植树(如插红柳等)， 树木生根之后，根周围沙土的流动性就会逐渐降低，沙土的扬尘量和整个沙丘的高度也会 随之降低。经过4-5年这样的反复，可以有效阻止沙上的流动。2) 草方格法，属于沙丘的面固定治理方法，将麦蒿或稻草等埋入沙中，做成边长为1m 左右的方格，甚至可以在方格的下面撒播植物种子，从而抑制沙的流动。3) 将基于疏水性粒子的疏水层从地表开始按一定深度埋入到沙或土壤中，从而抑制沙 上的流动和控制水分的蒸发。而且，还可以在疏水层上面铺设一定厚度含保水剂的保水层(特开平6-113673号公报)。4) 化学固化技术，将化学药剂喷洒在沙上层表面，经过化学反应生成固化沙层，从而 抑制沙的流动。上述1)的方法只能在地下水资源丰富的地方进行施工，由于该方法的沙层表面没有保 水防护层，所以在地下水源不丰富的地方所种植的植物很难成活。2)和3)的方法在风蚀 比较强烈的地区很难彻底防治土壤的风蚀灾害；而旦2)和3)这两种方法在广阔沙漠中进 行施工时，在施工性能及经济性能方面还存在比较突出的问题，这些方法的耐久性和抗紫外线性能也是比较受关注的问题。对于方法4)，目甜虽然化学固化剂配方众多，但大多处 于试验室研究阶段，没有得到规模化推广和应用。而且当前所用的化学固化剂抗紫外线、 耐久性和抗老化能力差，固化层作用单一，没有保水、保温、透气和植生功能，因而不能 可持续用于沙漠化防治和环境生态系统的治理及恢复。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于有机复合材料的化学固沙绿化方法， 即使在没有丰富地下水源的强风蚀区域也可以有效防止风蚀灾害和进行植生绿化，本专利技术 方法形成的固化层具有的抗紫外线、耐久性和抗老化能力增强，具有保水、保温、透气和 植生等功能。简而言之，本专利技术方法通过在沙层或沙化土层上喷洒有机复合材料组成的固化剂，在 沙或土层的表面形成具有多孔质的固化沙土层，并撒播植生用绿化物，从而达到植生绿化 和对沙漠进行生态治理'之目的。本专利技术采用的技术方案是，，其特征在于在撒播植生用绿化物的沙或土层上，喷洒亲水性聚氨酯树脂固化剂溶液，形 成多孔质固化沙层。更具体来说，本专利技术的方法，包含以下步骤1) 在沙或土层中撒播植生用绿化物；2) 将撒播植生用绿化物后的沙或土层进行平整处理，喷洒亲水性聚氨酯树脂固化剂的水溶液，从沙或土层表面开始向内部形成多孔质固化沙层。本专利技术方法在撒播有植生用绿化物的沙层表面喷洒含有亲水性聚氨酯树脂的固化剂溶液，短时间内从沙土层表面开始向内部形成一定厚度的多孔质固化沙层，从而抑制了沙的流动。另一方面，所述的多孔质固化沙层具有适宜的厚度、强度和良好的耐久性、抗冻融性能。由于固化沙层具有多孔质的结构特征，如网状积层结构或橡胶积层结构等，即具有透水性、保温性、保肥性和抑制水分蒸发等功能，所以固化沙层具有植生绿化等功能。所述的亲水性聚氨酯树脂为无色 淡黄色液体，化学式如下式所示-<formula>formula see original document page 4</formula>该树脂中含有甲苯二异氰酸酯TDI ( 和甲基乙基酮MEK (3 I 2HS)等官能团，其分子量为4000~600000。该聚氨酯树脂极易溶于水，含聚氨酯树脂的固化剂溶液具有优良的渗透性。所述的亲水性聚氨酯树脂，可以通过下述方法进行制造。分子量在1000-20000之间且 具有聚氧乙烯链和末端有两个以上煞氧基的化合物(通称聚氧化乙烯化合物)与同等摩尔 数以上的带有相等的氢氧基团数的聚异氰酸酯化合物，在30-12(TC的温度下经过30分钟 至7天的反应，，通过在聚氧化乙烯化合物的两端导入异氰酸酯基而生成。在必要的条件下 可以添加少量的二丁基甘油桂酸酯或三乙撑二胺作为催化剂。所得到的亲水性聚氨酯树脂 在常温下呈液状至糊状，该亲水性聚氨酯树脂极易溶解于水，如制成质量百分比浓度为 2-15%的水溶液，可在20秒-2小时内形成具有较高强度和不再溶于水的抱水性弹性体。所述的固化沙层的厚度可以控制在5 50mm范围之内，以获得良好的施工性能。通过 调整固化剂溶液的浓度和喷洒量，上述多孔质固化沙层的厚度可在5 50mm范围之内设 计。即使在风蚀显著的区域，5mm以上的固化沙层便具有比较高的阻止沙的流动能力；对 于厚度在50mm以下的固化沙层，所使用固化剂溶液中亲水性聚氨酯树脂含量比较少、渗 透性好和固化性能(速度)适度，具有良好的经济性和施工性。所述的固化剂溶液中聚氨酯树脂的重量百分比浓度优选控制在2 7%范围之内。2%以 上的固化剂溶液的固化可以在短时间内迅速完成，多孔质固化沙层具有较高的强度，可以 阻止强风蚀区域的沙的流动，风洞试验表明可以抗8级以上强度的风蚀。7%以下的多孔质 固化沙层可以确保具有植物生长所必需的孔隙率和孔径分布，具有良好的植生绿化促进功 能。上述多孔质固化沙层的表面硬度在0.5 1.5MPa范围之内，拉伸强度0.2 1.0MPa范 围之内，孔隙率在20 25%范围之内。具有上述范围内性能的固化沙层，具有良好的植生 绿化促进效果。通过调整固化剂溶液中亲水性聚氨酯树脂的浓度可以得到上述范围内的性 能，而且各种物性可以通过调整聚氨酯树脂的浓度进行调整。上述固化剂水溶液的主剂可以为液体、胶体或颗粒状固体等形态。亲水性聚氨酯树脂 可以与水在短时间内迅速进行固化反应，将沙粒或其他固体粒子固结成网状结构，形成多孔质i化沙层。在喷洒固化剂溶液前，将包括种子在内的植生用绿化物撒播在沙层或沙丘内。 所述的植生用绿化物，包括植物种子，根据具体施工条件和沙土状况还可以包含水和 肥料以及保水、保肥剂等。根据不同的工况条件，植生用绿化物可包括多种不同成分，如 最好含有一定量的肥料，以便促进种子的发芽和植物的初期生长性能。此外，植生用绿化物中还可以包含一定量的水；这样植生用绿化物可以渗透到沙层的深处。由于多孔质固沙层具有良好的保水性，可以为植物提供必要的发芽和初期生长条件。植生用绿化物中所含的肥料可以为动物(牛、羊等)粪便、化肥等。植生用绿化物中所包含的种子可以为具有耐候性、耐盐和耐干燥性本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于有机复合材料的化学固沙绿化技术的沙漠治理方法，其特征在于：在撒播植生用绿化物的沙或土层上，喷洒亲水性聚氨酯树脂固化剂溶液，形成多孔质固化沙层。

【技术特征摘要】
1、基于有机复合材料的化学固沙绿化技术的沙漠治理方法，其特征在于在撒播植生用绿化物的沙或土层上，喷洒亲水性聚氨酯树脂固化剂溶液，形成多孔质固化沙层。2、 根据权利要求1所述的沙漠治理方法，其特征在于该方法包含以下步骤1) 在沙或上层中撒播植生用绿化物；2) 将撒播植生用绿化物后的沙或土层进行平整处理，喷洒亲水性聚氨酯树脂固化剂的 水溶液，从沙或土层表面开始向内部形成多孔质固化沙层。3、 根据权利要求1或2所述的沙漠治理方法，其特征在于所述的亲水性聚氨酯树脂具有如下式所示的结构，其分子量为4,000~600，000。4、 根据权利要求1或2所述的沙漠治理方法，其特征在于所述的固化沙层的厚度在5 50mm范围之内。5、 根据权利要求1或2所述的沙漠治理方法，其特征在于所述的亲水性聚氨酯树脂的重 量百分比浓度在2 7%范围之内。6、 根据权利要求1或2所述的沙漠治理方法，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴智仁，吴智深，杨才千，
申请(专利权)人：JCK株式会社，江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]