沙石质建筑垃圾砾石固沙结构及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，包括沙障，该沙障为方格状、带状或均匀平铺状，以粒径10-50mm的碎建筑垃圾砾石构成；及其制作方法。本发明可与天然砾石沙障固沙效果相当，实施后也能达到一劳永逸的固沙成效，既可实现无污染、无降雨径流、不耗水、不影响天然植物的生长,又能持续有效的发挥防风固沙效能。
【专利说明】沙石质建筑垃圾砾石固沙结构及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及荒漠化防治【技术领域】，特别是涉及干旱区沙漠治理方法，尤其是一种沙石质建筑垃圾碌石固沙结构，及其制作方法。
【背景技术】
[0002]我国目前有沙漠和沙化土地面积173.11万km2，占我国国土总面积的18.03%。全国因包括沙漠化在内的土地沙漠化经济损失约为4700亿元。在现有的技术、经济及自然环境条件下，近几十年内可治理的沙化土地约为50万km2。根据1998年国务院颁布的《全国生态环境建设规划》，在治理沙漠化方面，提出近期目标(2010年)是22万km2，中期目标(2030 年)是 40 万 km2。
[0003]我国沙漠化最严重和最集中的地区主要是西北地区，即贺兰山以西、祁连山和阿尔金山、昆仑山以北的西北干旱区。仅甘、新、蒙、青、藏5省(区)沙化土地面积占全国沙化土地总面积的93.69%，约占全国陆地面积的1/4，4亿多人受到沙化危害。该区域在国家安全、生态文明以及社会经济发展中都据与重要地位，但同时也是我国生态环境最为严酷和脆弱的地区。随着人口增加、沙化治理，绿洲扩大，引发包括荒漠化在内的一系列生态环境问题，如河道断流、植被退化、土壤侵蚀、湖泊萎缩、沙尘暴频发，既危及干旱区人民的生存安全，也危及东部地区的生态安全，并使我国的国际形象受到不利影响。生态环境的退化不仅危及当地人民的生存发展，加重贫困程度，而且对我国生态安全和社会经济发展构成严重威胁。
[0004]因此，防沙治沙，遏制生态环境恶化已成为西北干旱区生存发展无法逾越的障碍。而治理沙漠化问题首先要考虑治理区水资源的情况。该区域内分布有塔克拉玛干、古尔班通古特、库姆塔格、巴丹吉林、腾格里等7大沙漠，全区可治理的沙化土地约24万km2，约占全国可治理面积的一半。同时，该区干旱少雨，风大沙多，植被稀少，生态环境极为脆弱，治理难度非常大，年降水量多在200mm以下，水资源严重缺乏，单靠成本低、效果好的生物治沙，难以奏效。必须以机械沙障为主，或以机械沙障+适当的植物措施相结合的综合治沙才可行。而且由于该区域环境严酷，生态脆弱，治沙成本高、周期长、治理效果易反复。
[0005]一千多年前，我们的祖先就用柴草“插风墙”防风固沙，也就是我们现在所称的机械固沙方法中的“柴草沙障”。上世纪50年代，我国又从前苏联引进了麦草沙障固沙技术，后经我国的科技人员改进创新，形成了目前广泛应用的草方格沙障。后来又各地科技人员根据当地的资源状况，先后试验研究成功了适应不同的气候、风沙区的带状和格状粘土沙障、砾石、柴草沙障、尼龙沙障等多种材料、多种规格的机械沙障。为了克服柴草沙障寿命短的问题，又将草方格沙障和沙生灌木造林结合，形成了快速持久的综合固沙技术。
[0006]几十年来，国内外已有的治沙技术主要有生物治沙、机械(工程)治沙和化学治沙三类。其中生物固沙是最有效、最持久和本效比最高的一种，但我国沙漠化广布的西北地区，因地表水缺乏，降水量少，沙丘、沙地水分稀少，生物治沙难以奏效；化学固沙多用乳化浙青乳液、高分子聚合物乳液、水溶液等喷覆于流沙表面固定流沙，达到固结的目的，但因其乳化浙青有化学污染，其他高分子有机物成本高，施工繁杂，寿命短等亦应用较少；应用最多、最普遍的是机械(工程)固沙和机械与植物相结合的综合固沙技术。机械固沙是将柴、草、尼龙网、砾石、粘土等物料以一定的高度(0.2-1.0m)、规格(带、格状)铺设于流沙表面，以降低沙面风速，增加沙面粗糙度和抗风蚀性，减少沙粒流动，达到固沙目的。综合固沙是在机械固沙的基础上栽植适宜的草树种，在植物与机械沙障的共同防护作用下达到固沙作用。因此机械固沙和综合固沙是我国干旱区防沙治沙的首选与应用最广的固沙技术。
[0007]机械固沙既可以单独用以固沙，又是综合固沙的前提和基础。因此机械固沙是干旱区应用最广泛的固沙技术措施。而最常用的柴草、粘土、尼龙、砾石四种机械沙障中，前三种虽应用较多，但都分别存在寿命短、资源缺、成本高、有污染等弊端；而砾石沙障虽受沙漠区砾石资源缺乏的制约，但从防护寿命和效果上是最好的。从自然界的存在的戈壁、假戈壁看，它是干旱荒漠区地表最稳定、风蚀量最小、风沙危害最少的地貌形态；从多年的人工砾石沙障固沙实践看，虽然初次设置成本较高，但它无污染、寿面长，保水性好、性价比最高，一次铺设，可一劳永逸，而且铺设后，随着时间的延长，砾石沙障间还可因阻滞降尘等逐渐形成粘土结皮，甚至荒漠草场，可使沙漠、沙地生态彻底改善。因此，解决沙漠区砾石资源短缺，扩大砾石固沙技术应用，是干旱沙区急需解决的固沙难题。
[0008]在机械固沙技术中，应用最多的是柴草沙障、粘土沙障和尼龙网、砾石沙障四种。柴草沙障因原料不足、寿命短(4-5年)受到限制；粘土沙障因其寿命在20年甚至永久固结，且无污染而有较广的应用，但因受材料制约，部分沙区就近无粘土，人工铺设费工费力，其还已形成沙表面粘土层影响降水入渗而减少土壤水分和植被、形成地表径流等不能普遍使用；近年来，尼龙(或塑料)网沙障随然初次投入较高，但相对于柴草沙障其寿命长、施工不受当地资源、季节制约，固沙效果较好，得到了一定的推广；但已有的尼龙(或塑料)网沙障因多以石油为原料，不仅消耗了宝贵的石油资源，沙障失效后对环境有污染，设置沙障工序复杂，成本高，而且在流动性大的沙区易遭风蚀失效，不宜使用，因而影响了广泛应用。
[0009]目前应用最广、本效比高、效果好的是以草方格沙障固沙后，再在方格中栽植适宜的固沙灌木，当4-5年草方格失效后，障间灌木成林，再持续发挥防风固沙效能。但在干旱沙区天然降水量小，地下水位深，栽植的林木难以成活并持续发挥防风固沙作用；粘土沙障因其寿命在20年甚至永久固结，且无污染而有较广的应用，但因受材料制约，部分沙区就近无粘土，且铺设后还易在沙表面形成粘土结皮影响降水入渗而减少土壤水分和植被、形成地表径流等；尼龙(或塑料)网沙障初次投入较高，相对于柴草沙障其寿命较长、固沙效果也较好，但尼龙(或塑料)网沙障主要以石油为原料，不仅消耗了宝贵的石油资源，沙障失效后对环境有污染，且在流动性大的沙区易遭风蚀失效，不宜使用。天然砾石沙障虽然初次费工较多，但可实现无污染、无径流、不耗水永久固沙，但因固沙区缺乏天然砾石资源而无法实现。
[0010]目前根据应用实践看，副作用最小、本效比最高、效果最最持久的是砾石沙障，制约其应用的唯一因素就是砾石资源问题。由于大多数河流中下游或古河床、湖底都是沙地、沙漠，天然砾石很少，因此，可用于治沙的天然砾石资源奇缺。
[0011]建筑垃圾是一种与天然砾石近似的人工石材，随着我国城镇化、棚户区改造以及新农村建设地快速发展，建筑物更新步伐的加快，建筑垃圾大量产生，除极少量的被利用夕卜，绝大部分以填埋的方式存放，它既是一种废物垃圾和灾害、也可以破碎作为一种砾石资源用以固沙，变废、变害为宝。
[0012]据有关资料显示:我国建筑垃圾再生利用率仅为5%左右，与发达国家90%以上的利用率相比极低。事实上，建筑垃圾堆放与填埋，同样给环境和居民生活带来危害和恶劣影响。首先是侵占土地，I亿吨建筑垃圾即使按堆高5米测算，也需占地2.5万亩，而根据推算，全国2006年到2008年建筑垃圾平均每年生产总量约15.5亿吨；即使经再生利用后，还有14.7亿多吨需要填埋，如按上述方法填埋，要占地36.8万亩，而且建筑垃圾填埋几乎是永久性占地。另外，建筑垃圾还严重影响市容和环境卫生。
【发明内容】
[0013]本发明针对现有技术的不足，提出一种沙石质建筑垃圾砾石固沙结构,材料来源广，使用操作简便。
[0014]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案:一种沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，包括沙障，该沙障为方格状、带状或均匀平铺状，该沙障以粒径10-50mm的碎建筑垃圾砾石构成。
[0015]进一步地，所述方格状沙障为边长的l-2m的方形，该方形的边为底宽30_40cm、高15-20cm的三角形埂状。
[0016]进一步地，所述带状沙障为底宽40cm，高20cm的三角形埂状，且其走向与当地主风向垂直设置。
[0017]进一步地，所述埂状设有若干个，且相互平行，间距为2m。
[0018]进一步地,所述均勻平铺状为均勻覆盖在沙丘,覆盖率为40-60%。
[0019]进一步地，该沙障的障间种植有灌木或多年生草本植物。
[0020]一种沙石建筑垃圾砾石固沙结构的制作方法，包括以下过程:将沙石建筑垃圾碎成10-50mm的碎砾石；用碎砾石制成方格状、带状或均匀平铺状沙障铺设在沙丘表面。
[0021]进一步地，在该沙障的障间种植有灌木或多年生草本植物。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下优点:可与天然砾石固沙技术相当，实施后都能达到一劳永逸的固沙效果，既可实现无污染、无降雨径流、不耗水、不影响天然植物的生长，又能持续有效的发挥防风固沙效能。
[0023]其有益的效果:
1、可解决垃圾围城的困惑，改善城市与周边环境生态；
2、每年全国仅建筑垃圾堆放要占地约36.8万亩，因此，利用建筑垃圾砾石固沙，可节约大量的堆放占地；
3、我国每年仅城市垃圾造成的经济损失高达300亿元，利用建筑垃圾砾石固沙，可给国家减少大量的经济损失；
4、变害为宝，用建筑垃圾砾石固沙，近似于天然砾石固沙，既无化学污染，又可永久的发挥防风固沙效能；
5、设备和技术简单，易于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明方格状沙障的结构示意图； 图2为本发明带状沙障结构示意图；
图3为本发明均匀平铺状沙障的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0026]实施例1
如图1所不的一种沙石质建筑垃圾碌石固沙结构，包括方格状沙障I，该方格状沙障I是由建筑垃圾破碎成10-50mm的碎粒石构成的，其边长为1.5m，每一边均为底宽34cm、高17cm的三角形埂状。
[0027]其中，沙障的边长取值范围可在l_2m之间，并且三角形埂状的尺寸范围为底宽30_40cm、高 15_20cm。
[0028]该建筑垃圾砾石固沙结构的制作，将附近城镇拆迁形成的大量沙石质建筑垃圾用节能型颚式破碎机破碎成10-50mm的碎砾石，将碎砾石制成以底宽30-40cm、高15-20cm的三角形埂状，边长l-2m的方格状沙障。
[0029]实施例2
如图2所示的一种沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，包括带状沙障2，该带状沙障2是由建筑垃圾破碎成10-50mm的碎粒石构成的，底宽40cm、高20cm的三角形埂状。其中，该埂状的走向与当地主风向(如图2中箭头指向)垂直，也就是说主风会被该带状沙障2所阻隔而减弱。该埂状设有若干个，且相互平行，间距为2m。
[0030]该建筑垃圾砾石固沙结构的制作，将附近城镇拆迁形成的大量沙石质建筑垃圾用节能型颚式破碎机破碎成10-50mm的碎碌石,将碎碌石制成以底宽40cm、高20cm的三角形埂状。
[0031]实施例3
如图3所示的一种沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，包括均匀平铺状沙障3，该均匀平铺状沙障3是由建筑垃圾破碎成10-50mm的碎粒石构成的，均匀平铺在沙丘上，其中覆盖度在40-60% 之间。
[0032]该沙石质建筑垃圾砾石固沙结构的制作，将附近城镇拆迁形成的大量沙石质建筑垃圾用节能型颚式破碎机破碎成10-50mm的碎碌石,均勻平铺在沙丘上。
[0033]本发明的三种沙障模式相比，格状沙障风蚀较少，但肥料费工较多；带状沙障最经济，固沙后初期障间风蚀量较大，一段时间后就会稳定；平铺式间于前二者之间，且它容易形成平坦的固定表层；总之，这三种建筑垃圾砾石固沙方法，均可与天然砾石固沙技术相当，实施后都能达到一劳永逸的固沙效果，即可实现无污染、无降雨径流、不耗水、不影响天然植物的生长，能持续有效的发挥防风固沙效能。
[0034]上述各实施例中，为增强固沙效果，可以在布设的垃圾砾石沙障间栽植适宜的灌木、种植多年生草本植物，两种方法结合形成更好的综合固沙技术措施。
[0035]我国正处于城镇化建设的高峰期，各类城市、乡镇都有大量的房屋需要拆迁，同时也产生了海量的建筑垃圾。这些建筑垃圾不仅影响了市容市貌，污染了环境，而且还占用了大量的土地。据有关资料显示:我国建筑垃圾再生利用率仅为5%左右，与发达国家90%以上的利用率相比极低。建筑垃圾堆放与填埋，还会给环境和居民生活带来危害和恶劣影响。首先是侵占土地，I亿吨建筑垃圾如按堆高5米测算，也需占地2.5万亩，而根据推算，全国2006年到2008年建筑垃圾平均每年产生总量约15.5亿吨；即使经再生利用后，还有14.7亿多吨需要填埋，如按上述方法填埋，每年仅建筑垃圾要填满占地就达36.8万亩，而且建筑垃圾填埋几乎是永久性占地，建筑垃圾目前全国约2/3的城市处于垃圾包围之中，其中1/4的城市已无填埋场地；每年因此造成的经济损失高达300亿元人民币。另外，建筑垃圾还严重影响市容和环境卫生。
[0036]建筑垃圾是一种质地与天然砾石近似的人工石材，目前，在我国城镇化、棚户区改造以及新农村建设过程中，产生建筑大量垃圾，除极少量的被利用外，绝大部分以填埋的方式存放，它既是一种废物垃圾和灾害，但在短期内我们无法有效提高再利用率的情况下，可以将其破碎作为一种砾石资源用于固沙，变废、变害为宝。
[0037]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，包括沙障，该沙障为方格状、带状或均匀平铺状，其特征在于:该沙障以粒径10-50_的碎沙石质建筑垃圾砾石构成。
2.如权利要求1所述沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，其特征在于:所述方格状沙障为边长的l-2m的方形，该方形的边为底宽30-40cm、高15_20cm的三角形埂状。
3.如权利要求1所述沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，其特征在于:所述带状沙障为底宽40cm，高20cm的三角形埂状，且其走向与当地主风向垂直设置。
4.如权利要求3所述沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，其特征在于:所述埂状设有若干个，且相互平行，间距为2m。
5.如权利要求1所述沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，其特征在于:所述均匀平铺状为均匀覆盖在沙丘，覆盖率为40-60%。
6.如权利要求1所述沙石质建筑垃圾砾石固沙结构，其特征在于:该沙障的障间种植有灌木或多年生草本植物。
7.—种沙石建筑垃圾砾石固沙结构的制作方法，包括以下过程:将沙石建筑垃圾碎成10-50mm的碎砾石；用碎砾石制成方格状、带状或均匀平铺状沙障铺设在沙丘表面。
8.如权利要求7所述制作方法，其特征在于:在该沙障的障间种植有灌木或多年生草本植物。
【文档编号】E02D3/00GK104328779SQ201410585168
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】方峨天, 杨自辉, 张剑挥, 郭树江, 詹科杰, 王强强, 王多泽, 张锦春 申请人:甘肃省治沙研究所