一种干旱区域防沙尘生物覆膜的施工方法与流程

本发明涉及风沙治理技术领域，具体是一种干旱区域防沙尘生物覆膜的施工方法。

背景技术

干旱地区占全球陆地面积的30％左右，而其中沙漠占干旱地区60％以上。干旱区域由于降水稀少大多人迹罕至、生命荒凉。多风沙、长日照、昼夜温差大是干旱地区最主要的特征。

然而，干旱地区却是能源的宝库。沙漠中的风能、太阳能和热能丰富，许多地区还蕴藏石油、天然气等化石能源。中亚走廊属干旱地带，是基础设施建设中的难点。防止干旱地区沙漠化和修复沙漠的治沙行动具有重要的经济价值和国际意义。风沙是阻碍沙漠化治理的“顽凶”，是沙漠扩大的源头。因而，固沙是治沙的第一步。

常规的固沙方法包括生物固沙和化学固沙。生物固沙主要通过人工种植或天然生长植被，利用微生物生长代谢物胶结砂粒生成土壤结皮等。化学固沙包括使用特殊配方的粘合剂保水胶砂。水作为生物的主要组成物质和胶合剂的主要成分，在这些固沙方法不可或缺，并且不能循化使用。然而，这些方法的固沙效果却不能完全保证。

因此，传统的治沙技术适用于人口较多的绿洲边缘，治理过程需要付出大量人力物力，单位治沙成本较高。由于独特的生态环境需要较长时间恢复，在此过程中需要大量水，后期维护成本也不容小觑。

此外，沙漠中可利用土地资源紧张，太阳能等可再生能源的开发最好远离居住区。如果没有行之有效的固沙方法，这些能源开发设施将被风沙淹没。但现有的方法中因其固沙需要持续供应水，并不适用于远离绿洲的大漠固沙。利用有限水实现大面积固沙的方法成为降低固沙成本，实现远漠固沙的主要手段。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种干旱区域防沙尘生物覆膜的施工方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种干旱区域防沙尘生物覆膜的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待处理区域划分为若干个区块；

2)根据划分的区块大小选择保水膜尺寸，并配置固沙剂；

3)将步骤2)中配置好的固沙剂在30～180min内喷洒到一个待处理区块上；

4)将保水膜覆盖在喷洒有固沙剂的待处理区块上；

将待处理土压在保水膜的四周固定；

5)反应4～24h后取出保水膜，回收保水膜中的水分；

6)使用步骤5)中回收到的水配置固沙剂；

7)重复步骤3)～5)若干次，直至待处理表面形成强度达到要求的覆膜，该处理区块施工完成；

8)重复步骤3)～7)进行下一区块施工，直至所有区块完成施工。

进一步，所述步骤1)中待处理区域的划分标准为：平地每块尺寸大于1平方小于10平方，坡地按照长边顺坡布置且长度小于5米，短边小于2米。

进一步，所述步骤2)中保水膜超出所选区块0.3～0.6米。

进一步，所述步骤2)中的保水膜包括上、下两层，所述保水膜的上层为不透水薄膜，下层为由吸水纤维构成的吸水层。

进一步，所述步骤2)中的固沙剂的原料包括尿素、氯化钙溶液和浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液；

所述氯化钙溶液的浓度范围为0.5～2mol/l；

所述浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液od600＝2～8；

所述氯化钙溶液和浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液的体积比5︰1～100︰1；

所述尿素和氯化钙溶液的重量体积比(g︰ml)为0.03︰1～0.15︰1；

所述固沙剂的配置过程为：

2.1)将氯化钙溶于水，将得到的氯化钙溶液冷却至环境温度；

2.2)将浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液加入步骤2.1)中配置的氯化钙溶液中；

2.3)将尿素溶于步骤2.2)中得到的混合物中，得到固沙剂。

进一步，所述步骤3)的喷洒过程中每平方米固沙剂的用量为2～20l；

进一步，所述步骤6)中的固沙剂的原料包括：浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液、回收水、尿素和氯化钙。

进一步，所述步骤7)中覆膜的强度要求为通过微型贯入仪测得的强度大于2mpa。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：

1)本发明中的生物覆膜的主要成分为碳酸钙，有利于后期植被恢复和生态建设；

2)本发明的整个处理过程中可实现水的循环使用，降低了固沙对水的依赖；

3)本发明中的区块化施工便于后期维护，保证固化质量和缩短施工工期。

附图说明

图1为本发明区域划分示意图；

图2为本发明保水膜横截面示意图；

图3为本发明保水膜铺设后加固区剖面示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

一种干旱区域防沙尘生物覆膜的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)如图1所示，将待处理区域划分为四个矩形区块；

2)根据区块①的大小选择图2所示保水膜尺寸大小为1m²；并配置固沙剂；

所述保水膜包括上、下两层，所述保水膜的上层为不透水薄膜，下层为由吸水纤维构成的吸水层。

所述固沙剂的原料包括尿素、氯化钙溶液和浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液；

所述浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液的od600值为8；

所述固沙剂的配置过程为：

2.1)每升水中溶解330g氯化钙并冷却至环境温度；

2.2)每升上述配置的氯化钙溶液中加入50ml浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液；

2.3)每升上述溶液中溶解180g尿素。

3)将步骤2)中配置好的固沙剂在1h内喷洒到一个待处理区块上；

所述步骤3)的喷洒过程中每平方米固沙剂的用量为6l；

4)将保水膜覆盖在喷洒有固沙剂的待处理区块上；

将待处理土压在保水膜的四周固定；固沙剂逐渐生成碳酸钙和氨，而受太阳蒸发作用，固沙剂中的水分气化被保水膜吸收；

如图3所示，即为本发明保水膜铺设后加固区剖面示意图；

5)6小时后取出保水膜，挤压回收保水膜中的水分；

6)使用步骤5)中回收到的水配置固沙剂；

所述固沙剂的原料包括：浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液、回收水、尿素和氯化钙。

所述原料的配比与步骤2)相同。

7)重复步骤3)～5)2次，待处理表面形成坚硬碳酸钙覆膜，一般风速下不再产生沙尘，证明该处理区块施工完成；

所述步骤7)中覆膜的强度要求为通过微型贯入仪测得的强度为2.1mpa。

8)重复步骤3)～7)进行下一区块施工，直至所有区块完成施工。

本实施例用于沙漠地区太阳能电站地表防沙，可有效降低扬尘提高太阳能电板使用寿命。

实施例2：

一种干旱区域防沙尘生物覆膜的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待处理区域划分为长1.75米宽1.5米的区块；

2)根据区块的大小选择保水膜尺寸大小为长为2m宽为2m；并配置固沙剂；

所述保水膜包括上、下两层，所述保水膜的上层为不透水薄膜，下层为由吸水纤维构成的吸水层。

所述固沙剂的原料包括尿素、氯化钙溶液和浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液；

所述浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液的od600值为5；

所述固沙剂的配置过程为：

2.1)每升水中溶解220g氯化钙并冷却至环境温度；

2.2)每升上述配置的氯化钙溶液中加入200ml浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液；

2.3)每升上述溶液中溶解120g尿素；搅拌并冷却至室温后得到固沙剂；

3)将步骤2)中配置好的固沙剂在40min内喷洒到一个待处理区块上；

所述步骤3)的喷洒过程中每平方米固沙剂的用量为8l；

4)将保水膜覆盖在喷洒有固沙剂的待处理区块上；

将待处理土压在保水膜的四周固定；固沙剂逐渐生成碳酸钙和氨，而受太阳蒸发作用，固沙剂中的水分气化被保水膜吸收；

5)10小时后取出保水膜，挤压回收保水膜中的水分；

6)使用步骤5)中回收到的水配置固沙剂；

所述固沙剂的原料包括：浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液、回收水、尿素和氯化钙。

所述原料的配比与步骤2相同。

7)重复步骤3)～5)2次，待处理表面形成坚硬碳酸钙覆膜，一般风速下不再产生沙尘，证明该处理区块施工完成；

所述步骤7)中覆膜的强度要求为3mpa。

8)重复步骤3)～7)进行下一区块施工，直至所有区块完成施工。

本实施例用于绿洲边缘沙化地区地表防沙及农用区田间道路修建处理，生成的覆膜具有一定强度能够满足基本农用设备运输和牲畜行走。

实施例3：

一种干旱区域防沙尘生物覆膜的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待处理区域按照1.5m×1.5m的大小划分为区块；

2)根据区块的大小选择保水膜尺寸大小为长为2m宽为2m；并配置固沙剂；

所述保水膜包括上、下两层，所述保水膜的上层为不透水薄膜，下层为由吸水纤维构成的吸水层。

所述固沙剂的原料包括尿素、氯化钙溶液和浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液；

所述浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液的od值为2；

所述固沙剂的配置过程为：

2.1)每升水中溶解220g氯化钙并冷却至环境温度；

2.2)每升上述配置的氯化钙溶液中加入200ml浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液；

2.3)每升上述溶液中溶解120g尿素。

搅拌并冷却至室温后得到固沙剂；

3)将步骤2)中配置好的固沙剂在1h内喷洒到一个待处理区块上；

所述步骤3)的喷洒过程中每平方米固沙剂的用量为10l；

4)将保水膜覆盖在喷洒有固沙剂的待处理区块上；

将待处理土压在保水膜的四周固定；固沙剂逐渐生成碳酸钙和氨，而受太阳蒸发作用，固沙剂中的水分气化被保水膜吸收；

5)12小时后取出保水膜，挤压回收保水膜中的水分；

6)使用步骤5)中回收到的水配置固沙剂；

所述固沙剂的原料包括：浓缩巴氏芽孢杆菌细胞液、回收水、尿素和氯化钙。

所述原料的配比与步骤2相同。

7)重复步骤3)～5)4次，待处理表面形成坚硬碳酸钙覆膜，一般风速下不再产生沙尘，证明该处理区块施工完成；

通过微型灌入仪测得所述步骤7)中覆膜的强度要求为2mpa。

8)重复步骤3)～7)进行下一区块施工，直至所有区块完成施工。

本实施例用于离水源较远的干旱地区道路周边风沙防治，公路防护林和治沙树林地面的固化。