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生态喷播技术

浏览数量:12     作者:河南景绣     发布时间: 2018-03-27      来源:河南景绣

生态喷播技术

一、喷播技术发展过程




喷播技术起源于人工撒播技术,在人工模拟飞播过程中加入机械设施,形成人工背负式喷播工具;后经过改造,由人力模拟飞播改为机械模拟飞播。用拖拉机做牵引,使用悬挂式力气喷撒机进行飞播。这种机械具有节省劳力,播撒均匀、省时、省种的优点,每亩用种量仅为 0.5公斤,每天可播350~400亩。这是在传统技术的基础上,又一项新的技术突破。人们对生态环境建设质量提出了更高的要求,于是就产生了裸露边坡的生态防护技术——植被喷播技术。植被喷播技术于20世纪70年代由美国、日本等国家研究开发应用,我国于1995年由交通部科学研究院环境保护研究室从瑞士引进,目前已在高速公路边坡绿化、矿山植被恢复、城市景观绿化、高尔夫球场等工程护坡和绿化中推广应用。


二、喷播技术的原理


喷播技术属于生态恢复学的研究范畴。生态恢复学是旨在研究生态退化和生态恢复机理与过程的科学。生态恢复的过程,也就是在人们充分认识了生态系统退化的原因机制之后,有目的地对退化的、受损的或者受破坏的生态系统进行良性干扰以使其结构与功能得到修复,从而实现生态系统的结构与功能回复到接近其受干扰前的状态的实践过程。


喷播技术正是目前世界上应用较为普遍、实施快捷有效、成本相对较低的生态恢复技术之一,其原理是利用喷播设备将植物种子、水、纤维覆盖物、粘合剂、肥料、营养土、土壤稳定剂、土壤改良剂等按适合比例搅拌混合后,通过特制喷混系统(对应喷播机)喷播到原生植被遭破坏的原地貌表面,从而形成均匀的基质覆盖层。在改良土壤的同时,覆盖物依靠纤维的交织性和水溶液的粘性相互连接并依附在地表,创造初级植物生长良好条件,既可以防止水土流失,还能够起到涵养水分和养分、固定并保护种子的作用,是植物种子生长良好的培养基,利于促进植被迅速恢复、改善景观、保护环境。


三、喷播技术的分类与喷播机械


喷播技术可分为普通喷播和客土喷播两大类。普通喷播又分为高压风送喷播和水力喷播两种方式,施工使用普通水力喷播机械;客土喷播又分为压缩气喷播和泥浆喷播两种方式,施工使用气力喷播机械或水力(泥浆)喷播机械。


1、水力喷播的喷送物质是混合浆液,主要技术指标是粘稠度和固体含量。这也是衡量喷播机械搅拌性能和泵的通过性能的土要指标。结构简单的花园用喷播机应能满足固体含量在百分之7到百分之15的混合浆液搅拌和喷射技术要求。大型绿化工程和植被生态恢复喷播机应能满足固


体含量百分之15以上混合浆液搅拌和远距离喷射技术要求。卧轴斜浆叶机械搅拌器能够实现轴向、径向和环轴向二向循环流,搅拌效果明显优于射流搅拌。双向无级变速卧轴斜浆叶机械搅拌器则进一步扩大了喷播机对低浓度浆和高浓度浆的适应范围,使喷播机功能同时满足喷水、喷中等浓度纤维浆、喷高浓度泥浆的需要。高性能喷播机械能满足固体含量百分之30以上混合浆液搅拌和喷射技术要求。


2、泥浆喷播是水力喷播的一种特殊形式。由于混合浆液中客土固体物重量含量超过百分之50,也叫半干法客土喷播。为调整不同质量颗粒物的沉降状况,在混合浆液搅拌时加入木纤维或粘合剂、保水剂逐步提高混合浆液的粘稠度,从而使比重轻的种子不再飘浮,比重人的砂粒减缓沉降。这是利用高浓度混合浆液中固体颗粒相互影响的干涉沉降现象获取悬浮浆液,达到全过程均匀喷送种子和辅料的目的。落到坡面上的混合浆液理想状态是不形成土壤饱和流,固体物质稳定滞留在坡面上。美国喷播技术就是利用木质纤维和高倍保水剂稳定的吸水时间以及吸水、持水能力吸附多余的水分,在喷射过程中逐步将液体水转变为保水剂膨胀颗粒形态的固体水,从而大幅度提高混合浆液粘稠度,减少或消除土壤饱和流,实现客土稳定落坡。它可以很大程度的延长土壤的湿润期,同时在土壤失水时保证适当的孔隙度。


3、高压风送喷播和压缩气喷播都属于气力喷播。压缩气输送形式源于水泥喷混施工模式,依靠脉冲气流推动物料栓塞实现高远距离输送。它需要人功率空气压缩机、发电机、水泵等机械配套使用。组合配套的作业机群运输调配较麻烦,机动性差,生产效率较低,应用在生态恢复领域虽有很大的局限性,但由于设备操作简单,对物料技术要求较低,在我国应用较普遍。


四、喷播输送物质


1、喷播输送物质的混合种类需根据立地条件确定。成熟的土壤利于各类植物种子落地生根,实施喷播时只需同时喷送纤维覆盖物和保水剂、粘合剂等少量添加剂;生土则需另外补充矿物质营养或添加微生物和有机物质促进土壤熟化,才能适应植物生长需要;裸岩和成土母质层则需要喷送含有大量的松散颗粒物和有机物的客土重建表层土壤结构,创造植物生存基础。


2、喷播使用的基质材料


(1)土壤改良剂:改良边坡土质,对土壤形成团粒结构起到促进作用;促进种子萌芽,有利于根留菌生长。如泥炭土、锯木屑(谷壳)、维生素生长剂等。


(2)保水剂:由于岩面水分不易渗透,降雨后水分亦蒸发快,不易于植物种子的发芽和生长。保水剂的用量为每平方米 12 克。


(3)长效复合肥:将缓释长效肥和催化肥结合,用各种含氮、磷、钾的肥料按照适合比例配制而成。


(4)当地土料:采用路基开挖土方的熟土,用碎土机破碎后,人工过筛处理,以控制熟土的粒径以便于喷射和搅拌均匀。


(5)植物种子:经过对当地植物群落考察以后,选用乡土植物种如柠条、杨柴、高羊茅、荆条、胡枝子、紫穗槐、紫花苜蓿等物种。


(6)纤维覆盖物:喷洒在地表后便形成一种均匀的纤维毯状物,通过自身的交织性固土护坡,起到抵制扬尘、防止水土流失的作用;当植物种子开始生长后,又可逐步降解形成腐殖酸滋养土壤。在坡地运用时还可喷送纤维素进一步增加纤维的交织性。


(7)客土喷播使用的辅助材料:如果该方法用于恶劣环境的岩石边坡,如砾石层、软岩、破碎层及较硬的基岩石等区域,应该使用镀锌铁丝网固定,并用锚杆打进岩石中,用于挂镀锌铁丝网并起到稳固边坡的作用。


(8)酸、碱性调理剂:中和土壤的酸碱性,如活性钙等。


五、喷播施工技术


1、喷播技术形式;


2、喷播工程的基本实施程序;


(1)现场调查:了解宏观情况,获得气候、地貌、地质情况的感性认识。


(2)勘察测量:了解具体细节,获得气候、地貌、地质情况的翔实数据。


(3)设计方案:确定施工工艺及工序、使用设备及材料,并拟定工程进度目标等。


(4)坡面调整:在基础土方施工后进一步调整施工坡面和作业环境条件。


(5)喷播施工:运送施工机械,根据方案准确调配喷送混合物,合理组织、安全施工。


(6)成活期养护:根据气候条件及植物种子生长情况采取有效措施保证植物安全渡过发育期。


六、喷播技术的特点


1、该技术适用范围广,由于采用了覆盖料、稳定剂、改良剂和对应肥料等材料,它不仅能够在土质较好的地段使用,也能够在地质条件恶劣的裸露岩石坡面、荒山、废弃区、急需治理区、严重风蚀区等造林困难的区域建立良好的植被。


2、施工效率高,每台设备每天可喷播上万平方米,可满足大面积快速绿化的需要。


3、绿化效果好,喷播物能在土壤表面形成一层膜状结构,有效地防止雨水冲刷、避免种子流失,因此所建立的植被均匀整齐,效果好。


4、机械化操作,所需人工少,成本低。


正是由于喷播技术的上述特点,该项技术迅速在工程施工各领域尤其在高速公路护坡及其它裸岩或贫瘠坡地的生态恢复方面得到了广泛应用,施工工艺也日趋成熟。并且在国内科技人员的努力研究下,经过对国外先进技术的消化吸收,研制出了一大批可替代进口产品的喷播材料,改变了单一依靠进口喷播材料的局面,为国家节约了大量的外汇。总之,喷播技术是一种先进的植被建植技术,在我国有广阔的发展前景。


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