一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统的制作方法

1.本实用新型属于边坡生态修复领域，尤其是涉及一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统。


背景技术：

2.植被恢复是治理矿业废弃地重金属污染的最有效的手段之一，矿山生态修复覆土植被是目前工程普遍采用方式，随着土石资源紧张，部分矿区覆土工程成本昂贵问题日益凸显，而就近红壤等酸性土壤，易加剧重金属酸化，重金属离子活化及表土迁移缩短覆土使用年限，覆土适用性值得思考，追求重金属酸化控制和零覆土生态修复已成为现阶段研究热点。传统的矿山边坡，覆土植草工程寿命短，草皮更换与养护成本高昂，草种萌发条件较严苛，水力侵蚀浸出酸性重金属污水，易导致草种萌发及发育不良，现有普通草垫不适用于污染矿山环境，研究表明生物炭具有很好的吸附阻隔重金属离子性，普遍用于重金属离子的吸附和固定。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统，能够有效控制坡面水力侵蚀，吸附阻断酸性重金属污水，营造草种萌发环境。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统，包括铺设在矿山边坡的植草垫本体、蓄水沟、排水沟和若干灌溉机构，边坡表面设有若干膨胀螺栓孔和u型钉孔，边坡表面的顶部设有崩绳锚孔，植草垫本体未铺设时通过拉索锚钉固定至崩绳锚孔，实现植草垫本体未铺设时的固定；植草垫本体铺设时通过t行膨胀螺栓、u型钉分别固定至膨胀螺栓孔、u型钉孔，实现植草垫本体在边坡表面的固定，边坡顶部的路面上设有蓄水沟，边坡底部设有排水沟，若干灌溉机构的引水管一端设置在蓄水沟内，另一端连接至集水管，集水管设置在边坡顶部，且集水管与蓄水沟存在高度差。
6.进一步的，植草垫本体上下表面均设有加筋三维定型网，植草垫本体包括上吸附层、下吸附层、草种基底层和复合菌肥层，从上至下依次为上吸附层、草种基底层、复合菌肥层、下吸附层，且上述两两层级之间设有纤维编织网。
7.进一步的，草种基底层由稻、麦玉米秸秆、椰棕纤维等植物纤维混合改性物组成；复合菌肥层由草炭、发酵生物质、吸附介质、生物制剂和速效npk按质量比5：8:5:1：1的比例粉碎混合。
8.进一步的，上吸附层和下吸附层结构相同，上吸附层由磁性生物质炭材料组成，所述磁性生物质炭材料为颗粒状，粒径为15-70nm，四氧化三铁的晶粒尺寸为5.5-6.5nm，磁性为17-75emu/g。
9.进一步的，加筋三维定型网通过直径为2-6nm的稀土合金低碳钢丝编织成正六角式筋网，筋网上穿插聚丙烯降解材料形成多孔网状结构。
10.进一步的，灌溉机构包括引水管、一号电磁阀、二号电磁阀、液位传感器和控制器，控制器设置在蓄水沟侧壁，引水管整体呈倒u型结构，引水管第一端设置在蓄水沟内，引水管第二端与集水管连接，引水管第一端与设有一号电磁阀，引水管第二端设有二号电磁阀，一号电磁阀和二号电磁阀均信号连接至控制器。
11.进一步的，引水管电磁阀控制倒u型结构管道为常闭充水管段，控制器接收传递来的液位信号控制一、二号电磁阀同步开启实现自动虹吸引水。
12.进一步的，倒u型结构管道顶端第二端预留维护用注水孔，用于常闭充水管段水分补充及灌溉系统清淤冲洗。
13.进一步的，引水管的第一端入口处设有过滤网，用于对蓄水沟的杂质进行过滤。
14.进一步的，集水管靠近植草垫一侧设有若干的分水管，分水管设有若干的分水孔；分水孔的孔距为8-10cm；孔径为0.5-2cm；分水管用于将蓄水沟中的水灌溉至植草垫。
15.进一步的，两层加筋三维定型网的总厚度为2-4cm，草种基底层和复合菌肥层的总厚度为4-8cm，上吸附层和下吸附层的总厚度为2-4cm。
16.相对于现有技术，本实用新型所述的一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统具有以下优势：
17.(1)本实用新型一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统；植草垫设置上吸附层和下吸附层，采用双层磁性生物质炭吸附阻断酸性污水重金属离子进入；通过改性(接枝共聚反应)提高草种基底层的结构强度、服用性能和吸附性能，使草种固定更加稳定，保证草种所需的适宜温度、充足水分、空气等自然条件。
18.(2)本实用新型一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统，复合菌肥层位于草种基底层下，用于诱导萌发草种根系扎入土层，提供草种根系所需充足养分，同时通过吸附介质及其负载的重金属抗性微生物菌落应对完全重金属污染浸没环境，吸附浸入的重金属离子，保证良好的根系生长所需的ph和营养环境。
19.(3)本实用新型一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统，加筋三维定型网抵抗边坡侵蚀，抗剪切力强，加筋三维网由直径2-8mm稀土合金低碳钢丝编织正六角式筋网，穿插聚丙烯降解材料组成的多孔网状结构，厚度2-8cm，可依据边坡水力侵蚀模数，选择筋网稀土合金低碳钢丝直径及网状结构厚度。
20.(4)本实用新型一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统，设置灌溉机构自动虹吸引水、过滤、截污，控制坡面水力侵蚀同时大幅降低了矿山边坡植物养护成本。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本实用新型实施例一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统示意图；
23.图2为本实用新型实施例植草垫本体局部放大示意图；
24.图3为本实用新型实施例灌溉机构示意图；
25.图4为本实用新型实施例加筋三维定型网示意图。
26.附图标记说明：
27.1、植草垫本体；11、加筋三维定型网；12、上吸附层；13、下吸附层；14、草种基底层；15、复合菌肥层；16、纤维编织网；2、蓄水沟；3、排水沟；4、灌溉机构；41、引水管；42、一号电磁阀；43、二号电磁阀；44、控制器；45、注水孔、5、集水管；6、分水管、7、过滤网。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
32.一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统，如图1-图4所示，包括铺设在矿山边坡的植草垫本体1、蓄水沟2、排水沟3和若干灌溉机构4，边坡表面设有若干膨胀螺栓孔和u型钉孔，边坡表面的顶部设有崩绳锚孔，植草垫本体1未铺设时通过拉索锚钉固定至崩绳锚孔，实现植草垫本体1未铺设时的固定；植草垫本体1铺设时通过t行膨胀螺栓、u型钉分别固定至膨胀螺栓孔、u型钉孔，实现植草垫本体1在边坡表面的固定，边坡顶部的路面上设有蓄水沟2，边坡底部设有排水沟3，若干灌溉机构4的引水管41一端设置在蓄水沟2内，另一端连接至集水管5，集水管5设置在边坡顶部，且集水管5与蓄水沟2存在高度差，通过虹吸的原理即可实现灌溉。
33.优选的，植草垫本体1上下表面均设有加筋三维定型网11，植草垫本体1包括上吸附层12、下吸附层13、草种基底层14和复合菌肥层15，从上至下依次为上吸附层12、草种基底层14、复合菌肥层15、下吸附层13，且上述两两层级之间设有纤维编织网16，纤维编织网16为可降解的材料，更利用环保。
34.优选的，草种基底层14由稻、麦玉米秸秆、椰棕纤维等植物纤维混合改性物组成；所述草种基底内部嵌入草种，草种优选狗牙根、高羊茅、黑麦草、苜蓿等生命力顽强，成活率高的草种，所述稻、麦、玉米秸秆、椰棕纤维材料使用前均均通过1.5％氢氧化钠浸泡处理，1.5％的丙烯酰胺、丙烯酸和交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺混合液处理，于60coγ射线，室温条件下进行改性(接枝共聚反应)，以提高纤维材料的结构强度、服用性能(透气、透湿和导热)和吸附性能，保障草种所需的温度、水分、空气等自然条件。
35.复合菌肥层15由草炭、发酵生物质、吸附介质、生物制剂和速效npk按质量比5：8:5:1：1的比例粉碎混合，形成抗重金属有机菌肥，所述草炭有机质含量10％-30％，所述发酵生物质为牛、羊粪发酵物，有机质含量60％-90％，所述吸附介质为硅藻土、膨润土和石灰质量比3：4：3制成，所述生物制剂含米曲霉菌等铅锌抗性菌群，有效活菌数≥2
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108cfu，所述速npk为尿素、磷铵和氯化钾复合物，所述造粒粘结剂为有机胶结剂，添加量为5％-10％。
36.优选的，上吸附层12和下吸附层13结构相同，上吸附层12由磁性生物质炭材料组成，所述磁性生物质炭材料为颗粒状，粒径为15-70nm，四氧化三铁的晶粒尺寸为5.5-6.5nm，磁性为17-75emu/g；
37.所述磁性生物炭采用调节生物质液化提取液ph至中性，加入氯化铁(fecl3
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6h2o)和尿素通过溶剂热法制备而成。
38.优选的，加筋三维定型网11通过直径为2-6nm的稀土合金低碳钢丝编织成正六角式筋网，筋网上穿插聚丙烯降解材料形成多孔网状结构，厚度为1-2cm；可依据边坡侵蚀模数，定制筋网稀土合金低碳钢丝直径及网状结构厚度。
39.优选的，灌溉机构4包括引水管41、一号电磁阀42、二号电磁阀43、液位传感器和控制器44，控制器44设置在蓄水沟2侧壁，引水管41整体呈倒u型结构，引水管41第一端设置在蓄水沟2内，引水管41第二端与集水管5连接，引水管41第一端设有液位传感器以及一号电磁阀42，引水管41第二端设有二号电磁阀43，一号电磁阀42和二号电磁阀43均信号连接至控制器44。
40.优选的，引水管电磁阀控制倒u型结构管道为常闭充水管段，控制器接收传递来的液位信号控制一、二号电磁阀同步开启实现自动虹吸引水。
41.优选的，倒u型结构管道顶端第二端预留维护用注水孔，用于常闭充水管段水分补充及灌溉系统清淤冲洗。
42.优选的，引水管41的第一端入口处设有过滤网7，用于对蓄水沟2的杂质进行过滤。
43.优选的，集水管5靠近植草垫一侧设有若干的分水管6，分水管6设有若干的分水孔。分水孔的孔距为8-10cm；孔径为0.5-2cm；分水管6用于将蓄水沟2中的水灌溉至植草垫。
44.优选的，分水管6结合于集水管中心位置以避开淤泥沉积位置，且集水管5两端设有排泥阀，可定期打开排泥阀可将集水管5中沉淀物清理，避免集水管5、分水管6及其分水孔的堵塞。
45.优选的，两层加筋三维定型网11的总厚度为2-4cm，草种基底层14和复合菌肥层15的总厚度为4-8cm，上吸附层12和下吸附层13的总厚度为2-4cm。
46.一种矿山侵蚀控制植草垫灌溉系统，工作原理，将植草垫本体1敷设在矿山坡面上，向蓄水沟2中进行引水，当蓄水沟2中的水量增加，液位升高时，液位传感器检测到水位信息，将信息传递给控制器44，而后控制器44控制一号电磁阀42和二号电磁阀43打开，引水管41处于通路状态；此时由于蓄水沟2与集水管5之间存在高度差，在大气压的作用下通过虹吸的原理，蓄水沟2中的水会自主的进入到集水管5中，此时若干与集水管5连通的分水管6会将集水管5中的水灌溉到植草垫上，当蓄水沟2中的水位低于液位传感器可检测的位置时，控制器44控制一号电磁阀42和二号电磁阀43关闭，停止灌溉；当植草垫本体1不需要灌溉时，蓄水沟2页面超过液位传感器，也可以通过控制一号电磁阀42和二号电磁阀43关闭，停止灌溉作业。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。