本实用新型涉及一种复垦土壤,本实用新型涉及一种排土场复垦土壤。
背景技术:
排土场(dump,wastedump,wastepile)又称废石场,是指矿山采矿排弃物集中排放的场所。晋陕蒙接壤区是我国重要的煤炭能源基地,煤炭资源大规模的露天开采对地表土地及生态系统造成了极其严重的破坏,并形成了大量急需复垦的排土场,根据国家土地复垦技术标准,复垦土地土层厚度不少于50cm。由于该地区也是我国水土流失严重区,强烈的水土流失导致大部分区域土层较薄,甚至流失殆尽致使砒沙岩出露,造成排土场覆土过程中可利用土壤资源紧张,进而导致大量排土场土层厚度小于50cm。由于用于覆土的主要土壤类型为该地典型的黄土和风沙土,其质地较粗,保水保肥能力较差,透水能力强,同时该地区为半干旱区,降雨时间分布极其不均(主要分布在7-9月份),且多以暴雨形式降雨;以上特点给晋陕蒙地区的煤炭开采的排土场复垦带来极大的问题。
现有技术对晋陕蒙地区的煤炭开采的排土场的复垦土壤主要是给排土场覆盖该地区的黄土或沙土,土层的下层为开采过程中形成的煤矸石等固体废弃物,具有较大的孔隙,当水分养分从上层土体渗漏后很难再被利用而流失。
技术实现要素:
本实用新型的主要目的在于,提供一种新型排土场复垦土壤,所要解决的技术问题是使治理后的排土场能够保持其土壤水分,从而更加适于实用。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种排土场复垦土壤,其包括:从下到上依次为矿区固体废弃物,砒砂岩层,土层。
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的,前述的排土场复垦土壤,其中所述的砒砂岩防渗层的厚度为8-20cm,容重大于1.80g/cm3。
优选的,前述的排土场复垦土壤,其中所述的砒砂岩层中砒砂岩的粒径小于20mm。
优选的,前述的排土场复垦土壤,其中所述的土层的厚度不小于50cm。
优选的,前述的排土场复垦土壤,其中所述的土层为黄土层和/或沙土层。
借由上述技术方案,本实用新型排土场新构土体的构建方法及排土场复垦土壤至少具有下列优点:
1、本实用新型能够保持排土场土壤水分,使水土流失大为减轻,促进矿区生态恢复;
2、本实用新型有效的解决了当前晋陕蒙矿区排土场因所覆土层厚度不足而产生的水肥渗漏问题,弥补了黄土和沙土保水保肥差等缺点;
3、本实用新型就地取材,变废为宝,成本低,适宜大面积推广应用。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是排土场复垦土壤示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本实用新型提出的排土场新构土体的构建方法及排土场复垦土壤其具体实施方式、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示,本实用新型的实施例提出一种排土场复垦土壤,其包括,从下到上依次为矿区固体废弃物,砒砂岩层,土层;其中,由于砒砂岩含有较多的2:1型硅铝酸盐层状矿物蒙脱石,2:1型硅铝酸盐层状矿物蒙脱石具有较高的阳离子代换量和吸水能力,砒砂岩吸水后体积可膨胀至几十倍,可以很好的防止排土场复垦土壤水分渗漏。
作为上述实施例的优选,本实施例中砒砂岩层的厚度为8-20cm,容重大于1.80g/cm3;其中容重大于1.80g/cm3的砒砂岩层吸水能力强,在该范围的砒砂岩层覆盖土层满足了其土层的保水效果。
作为上述实施例的优选,本实施例中排土场复垦土壤的砒砂岩层中砒砂岩的粒径小于20mm;粒径小于20mm的砒砂岩吸水能力强。
作为上述实施例的优选,本实施例中排土场复垦土壤的土层的厚度不小于50cm。
作为上述实施例的优选,本实施例中排土场复垦土壤的土层为黄土层和/或沙土层。该实用新型主要用于晋陕蒙接壤区的排土场,晋陕蒙接壤区是我国重要的煤炭能源基地,同时该地区主要是黄土和沙土,所以用黄土和沙土中的至少一种覆盖砒砂岩层。
在本实施例的排土场复垦土壤上设置土壤水分测量设备及土壤水分蒸发量测量设备,土壤水分测量设备用于土壤水分含量的测量,土壤水分蒸发量设备用于测量土壤水分的蒸发量,通过土壤水分及其蒸发量判断新构排土场土壤水分保持效果
其中,本实施例采用Trime-TDR测量排土场复垦土壤水分,采用小型蒸发测量装置测量其土壤水分的蒸发量。
实施例1
2014年7月,在5m×5m的内蒙古准旗永利煤矿1号排土场小区,先利用粉碎机将砒砂岩进行粉碎,粉碎后的砒砂岩的粒径小于20mm,然后填入砒砂岩,用压路机将砒砂岩碾压实,碾压后的砒砂岩层厚度为8cm,容重大于1.80g/cm3,在砒砂岩层上覆盖51cm的黄土,得到排土场复垦土壤,在排土场复垦土壤上设置Trime-TDR监测管和小型蒸发测量装置,用于土壤水分测量及蒸发量确定。
对比例1
对比例1的排土场小区不填充砒砂岩,其他步骤与实施例1相同。
2014年8月9日-9月20日,对降雨量、实施例1及对比例1的土体含水量及土壤水分蒸发分别进行动态监测,根据水量平衡原理对砒砂岩防渗层防渗效果及对土壤含水量的影响进行了分析。该期间总降雨量为137.6mm,实施例1中砒沙岩防渗处理0-51cm土体含水量增加了44.51mm,比无防渗处理的21.6mm提高了106%。有砒砂岩防渗处理的渗漏量为7.98mm,比无防渗处理的37.0mm减少了29.02mm的渗漏量,由此可知砒砂岩防渗处理后的排土场土壤水分保持效应显著。
实施例2
2014年7月,在8m×10m内蒙古准旗永利煤矿2号排土场小区,先利用粉碎机将砒砂岩进行粉碎,粉碎后的砒砂岩的粒径小于20mm,然后填入砒砂岩,用压路机将砒砂岩碾压实,碾压后的砒砂岩层厚度为15cm,容重大于1.80g/cm3,在砒砂岩层上覆盖51cm的沙土,得到排土场复垦土壤,在排土场复垦土壤上设置Trime-TDR监测管和小型蒸发测量装置,用于土壤水分测量及蒸发量确定。
对比例2
对比例2的排土场小区不填充砒砂岩,其他步骤与实施例2相同。
2014年8月9日-9月20日,对降雨量、实施例2及对比例2的土体含水量及土壤水分蒸发进行动态监测,根据水量平衡原理对砒砂岩防渗层防渗效果及对土壤含水量的影响进行了分析。该期间总降雨量为137.6mm,实施例2中砒沙岩防渗处理0-51cm土体含水量增加了59.0mm,比无防渗处理的21.6mm提高了145%。有砒砂岩防渗处理的渗漏量为7.21mm,比无防渗处理的37.0mm减少了29.79mm的渗漏量,由此可知砒砂岩防渗处理后的排土场的土壤水分保持效应显著。
实施例3
2014年7月,在6m×7m内蒙古准旗永利煤矿3号排土场小区,先利用粉碎机将砒砂岩进行粉碎,粉碎后的砒砂岩的粒径小于20mm,然后填入砒砂岩,用压路机将砒砂岩碾压实,碾压后的砒砂岩层厚度为12cm,容重大于1.80g/cm3,在砒砂岩层上覆盖50.5cm的沙土和黄土,其中沙土和黄土的重量比为1:1,得到排土场复垦土壤,在排土场复垦土壤上设置Trime-TDR监测管和小型蒸发测量装置,用于土壤水分测量及蒸发量确定。
对比例3
对比例3的排土场小区不填充砒砂岩,其他步骤与实施例3相同。
2014年8月9日-9月20日,对降雨量、实施例3及对比例3的土体含水量及土壤水分蒸发进行动态监测,根据水量平衡原理对砒砂岩防渗层防渗效果及对土壤含水量的影响进行了分析。该期间总降雨量为137.6mm,实施例3中砒沙岩防渗处理0-50.5cm土体含水量增加了47.6mm,比无防渗处理的19.3mm提高了147%。有砒砂岩防渗处理的渗漏量为8.9mm,比无防渗处理的39.0mm减少了30.1mm的渗漏量,由此可知砒砂岩防渗处理后的排土场的土壤水分保持保水效应显著。
实施例4
2015年7月,在8m×8m的内蒙古准旗永利煤矿4号排土场小区,先利用粉碎机将砒砂岩进行粉碎,粉碎后的砒砂岩的粒径小于20mm,然后填入砒砂岩,用压路机将砒砂岩碾压实,碾压后的砒砂岩层厚度为10cm,容重大于1.80g/cm3,在砒砂岩层上覆盖50cm的沙土,得到排土场复垦土壤,在排土场复垦土壤上设置Trime-TDR监测管和小型蒸发测量装置,用于土壤水分测量及蒸发量确定。
对比例4
对比例4的排土场小区不填充砒砂岩,其他步骤与实施例4相同。
2015年8月9日-9月20日,对降雨量、实施例4及对比例4的土体含水量及土壤水分蒸发进行动态监测,根据水量平衡原理对砒砂岩防渗层防渗效果及对土壤含水量的影响进行了分析。该期间总降雨量为150mm,实施例4中砒沙岩防渗处理0-50cm土体含水量增加了46mm,比无防渗处理的21.0mm提高了119%。有砒砂岩防渗处理的渗漏量为8.0mm,比无防渗处理的42.0mm减少了34mm的渗漏量,由此可知砒砂岩防渗处理后的排土场的土壤水分保持保水效应显著。
实施例5
2015年7月,在5m×5m的内蒙古准旗永利煤矿5号排土场小区,先利用粉碎机将砒砂岩进行粉碎,粉碎后的砒砂岩的粒径小于20mm,然后填入砒砂岩,用压路机将砒砂岩碾压实,碾压后的砒砂岩层厚度为16cm,容重大于1.80g/cm3,在砒砂岩层上覆盖50cm的沙土,得到排土场复垦土壤,在排土场复垦土壤上设置Trime-TDR监测管和小型蒸发测量装置,用于土壤水分测量及蒸发量确定。
对比例5
对比例5的排土场小区不填充砒砂岩,其他步骤与实施例5相同。
2014年8月9日-9月20日,对降雨量、实施例5及对比例5的土体含水量及土壤水分蒸发分别进行动态监测,根据水量平衡原理对砒砂岩防渗层防渗效果及对土壤含水量的影响进行了分析。该期间总降雨量为150mm,实施例5中砒沙岩防渗处理0-50cm土体含水量增加了53mm,比无防渗处理的24mm提高了121%。有砒砂岩防渗处理的渗漏量为7.0mm,比无防渗处理的36.0mm减少了29mm的渗漏量,由此可知砒砂岩防渗处理后的排土场的土壤水分保持保水效应显著。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。