[發(fā)明專利]一種促進(jìn)礦區(qū)采動地表裂縫帶植被恢復(fù)的水土保持方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510799064.7
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105453977B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶小軍;蘇艷艷;趙偉;郝成元;郭增長
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: A01G17/00
• 分類號: A01G17/00;A01B79/00
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發(fā)明屬于水土保持技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種促進(jìn)礦區(qū)采動地表裂縫帶植被恢復(fù)的水土保持方法，包括以下步驟：1）填埋裂縫；2）測量裂縫兩側(cè)植被退化的面積；3）根據(jù)步驟2）中測量的面積確定進(jìn)行扦插的枝條數(shù)量，并對枝條進(jìn)行修剪；4）將3）中修剪后的枝條進(jìn)行浸泡；5）將4）浸泡后的枝條扦插在裂縫兩側(cè)，扦插形成網(wǎng)格。本發(fā)明步驟簡單、效果顯著且成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水土保持技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種裂縫帶植被恢復(fù)的水土保持方法，特別涉及一種促進(jìn)礦區(qū)采動地表裂縫帶植被恢復(fù)的水土保持方法。

背景技術(shù)

西北地區(qū)作為我國重要的煤炭基地，其煤炭資源儲量約4萬億噸，占全國現(xiàn)有儲量的75%左右。該地區(qū)煤層賦存穩(wěn)定、基巖薄、煤層厚、埋深淺、地質(zhì)條件簡單，因此非常適合現(xiàn)代化的高強(qiáng)度開采。在高強(qiáng)度開采過程中，由于布設(shè)的采煤工作面尺寸大（200 m左右），綜合機(jī)械化一次采全高（大采高支架或放頂煤）推進(jìn)速度快（日推進(jìn)速度在13 m左右），導(dǎo)致煤層上覆巖體快速塌落，隨之在短期內(nèi)發(fā)生地表沉陷，形成大量的地表拉伸裂縫。地表裂縫不僅導(dǎo)致覆巖含水層（承壓水、潛水）和隔水層遭到嚴(yán)重破壞，而且改變地表水的徑流方向，從而造成嚴(yán)重的水土流失與植被破壞。裂縫帶植被破壞導(dǎo)致礦區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)的景觀破碎化。由于西北地區(qū)年降水量少（50-400 mm），水資源嚴(yán)重匱乏，加之地處風(fēng)沙區(qū)，風(fēng)蝕荒漠化嚴(yán)重，該區(qū)原本脆弱的生態(tài)環(huán)境在高強(qiáng)度開采下加速退化，尤其表現(xiàn)為采動拉伸地表裂縫帶的植被退化。因此，立足于西北風(fēng)沙區(qū)生態(tài)文明建設(shè)與礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展，如何科學(xué)有效地開展采動裂縫帶植被恢復(fù)至關(guān)重要。

在植被恢復(fù)方法中，水土保持是風(fēng)沙區(qū)采動損毀地表植被恢復(fù)的關(guān)鍵。為了治理風(fēng)沙區(qū)水土流失，研究者從土壤水分、養(yǎng)分與適生植被選育等理論方面開展了卓有成效的研究，并研發(fā)出了一些成功的防風(fēng)固沙與植被恢復(fù)技術(shù)，諸如：高力障沙障、草方格、水平階與從枝菌根真菌接種技術(shù)。高力障沙障與草方格技術(shù)主要通過設(shè)置豎立于地表之上的沙障（高力障沙障：豎立于地表之上的灌木、喬木枝條；草方格：豎立于地表之上的麥草桿）來解決風(fēng)沙區(qū)防風(fēng)固沙問題，并被成功地應(yīng)用于寧夏沙區(qū)；水平階技術(shù)是丘陵坡地沿等高線自上而下內(nèi)切外墊，修成一外高里低的水平臺面，以此來減少水土流失。該技術(shù)主要適用于南方水力侵蝕區(qū)與北方黃土高原水力侵蝕區(qū)的蓄水保土；盡管西北風(fēng)沙區(qū)該技術(shù)也有局部推廣，但植被恢復(fù)效果不好。從枝菌根真菌接種技術(shù)主要從微生物學(xué)的角度來提高土壤養(yǎng)分供給的有效性，促進(jìn)沙區(qū)修復(fù)植物的生長，目前該生物修復(fù)技術(shù)在神東礦區(qū)的開采沉陷地上也取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

現(xiàn)有技術(shù)在解決植被的水分脅迫效應(yīng)方面均存在一定的缺陷性，具體分析如下：高力障沙障技術(shù)簡單、成本低，但解決的關(guān)鍵問題是流動沙丘的防風(fēng)固沙，而不是風(fēng)沙土的水分保持。草方格技術(shù)簡單、易操作，解決的主要問題也是沙區(qū)的防風(fēng)固沙，盡管它在土壤水分保持方面也具有一定的效果，但是該技術(shù)存在兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)：（1）1m×1m的草方格經(jīng)證明防風(fēng)固沙效果最好，但該大小的草方格仍然很難避免其中心渦流風(fēng)場的擾動，導(dǎo)致方格中心土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)，植被長勢受限；（2）用于制作草方格的材料要求高，必須是經(jīng)過篩選的優(yōu)質(zhì)長麥草，而且該材料不是風(fēng)沙區(qū)主要植物，材料的獲取需要外運(yùn)，同時(shí)該材料因利用4-5年會風(fēng)蝕腐爛需要更換，導(dǎo)致總體投入成本高。

根據(jù)西北礦區(qū)多以半固定與固定沙丘為主的地貌特征，采動拉伸地表裂縫帶的植被恢復(fù)應(yīng)該主要解決的是土壤水分保持，而非防風(fēng)固沙，基于此，技術(shù)簡單、成本低的高力障沙障技術(shù)顯然不適合該區(qū)的植被恢復(fù)。現(xiàn)場調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，盡管煤炭運(yùn)輸專線兩側(cè)沙丘前期采用的高力障沙障起到了較好的固沙效果，但植被生長效果很差。

類似于高力障沙障，草方格技術(shù)也主要解決的防風(fēng)固沙問題，但是考慮到該技術(shù)在土壤水分保持方面具備一定的作用，理論上可以嘗試用于西北礦區(qū)采動裂縫帶的植被恢復(fù)。然而，隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，煤炭企業(yè)效益持續(xù)低迷，采用成本高的草方格技術(shù)來大面積恢復(fù)西北礦區(qū)采動裂縫帶的植被，可能會受到當(dāng)期投入資金以及后期材料更換投入資金的限制。