高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构及方法

摘要

本发明涉及高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构及方法，修复结构包括边坡，所述边坡上开挖有用于种植植被的反坡截水沟，所述反坡截水沟为若干个且沿所述边坡倾斜方向依次布置，所述反坡截水沟下方埋设有透水管。本发明通过在边坡上开挖反坡截水沟，可以利用反坡截水沟对雨水、浇灌水、雪水或者其他来源水进行截流，并渗透到截水沟下方的透水管中，可以对水分进行高效收集，利用收集的水分能够对脱离人为管护的植被进行充分的水分供给，避免修复植被退化死亡，造成二次水土流失，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。

说明书

技术领域

本发明涉及水分高效收集利用以及植被修复相关技术领域，尤其涉及一种高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构及方法。

背景技术

煤炭资源的开发和利用，在促进经济和社会发展的同时，也带来了一系列生态环境灾害。露天开采对地表产生剧烈扰动，大量剥离物堆积而成的排土场土壤瘠薄，加之排土过程中重型卡车碾压使地表严重压实，造成植物扎根困难，在降雨条件下形成大量地表径流，因排土场非均匀沉降产生沉降裂缝，降雨后径流汇集钻入裂缝，集中下渗，下渗水从下伏边坡间出露，诱发崩塌、滑坡和坡面泥石流，乃至整体失陷。

目前，国内和国际关于生产建设开发区排土场植被重建只考虑修复植物的种类的数量的问题，生态系统的自我恢复往往较为缓慢，虽然通过短期的人工灌溉和管护可在一定程度上提高植被成活率，但是在我国北方地区，特别是干旱和半干旱地带的草原区，土壤贫瘠、气候干旱缺水，在脱离灌溉施肥等人为管护后，传统修复方式的植被很快就会退化死亡，造成二次水土流失。研发具有水高效收集利用功能的植被修复技术，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构，包括边坡，所述边坡上开挖有用于种植植被的反坡截水沟，所述反坡截水沟为若干个且沿所述边坡倾斜方向依次布置，所述反坡截水沟下方埋设有透水管。

本发明的有益效果是：本发明通过在边坡上开挖反坡截水沟，可以利用反坡截水沟对雨水、浇灌水、雪水或者其他来源水进行截流，并渗透到截水沟下方的透水管中，可以对水分进行高效收集，利用收集的水分能够对脱离人为管护的植被进行充分的水分供给，避免修复植被退化死亡，造成二次水土流失，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。在没有人为管护的情况下，采用本发明的结构种植灌木在两年内的成活率相比普通方法种植灌木的成活率高出60％左右。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述反坡截水沟的反坡坡面与所述边坡的坡面成角度布置且延伸出所述边坡的坡面外。

采用上述进一步方案的有益效果是：一方面可以增大反坡坡面的面积，另一方面还可以将水分汇流到反坡截水沟内，避免从边坡坡面流失。

进一步，所述反坡截水沟的反坡坡面的倾斜角度为3°-10°。

采用上述进一步方案的有益效果是：对反坡截水沟的反坡坡面的倾斜角度进行合理设置，避免反坡坡面倾斜角度过大而不利于植被种植，或反坡坡面倾斜角度过小而不利于水分收集。

进一步，若干所述反坡截水沟下方的透水管通过连接管相互连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用连接管将透水管相互连通，可以将上游透水管中的多余的水分溢流到下游透水管，有利于水分的持续循环供给。

进一步，所述透水管上半部分为透水区，下半部分为蓄水区，所述连接管连接在所述透水区与所述蓄水区的分界处。

采用上述进一步方案的有益效果是：透水管可以通过透水区实现水分的收集，透水管可以通过蓄水区实现水分的保持，并将连接管连接在透水区和蓄水区的分界处，可以将透水管中的水维持在蓄水区中，多余水分通过连接管向下溢流，避免水分大量流失，有利于水土保持。

进一步，相邻两个反坡截水沟下方的透水管通过连接管相互连通，若干所述透水管与连接管形成S型结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：透水管和连接管形成S型结构，便于透水管内水分的循环流通。

进一步，所述反坡截水沟内种植有植被，所述植被的根部连接有吸水带，所述吸水带置于所述透水管中。

采用上述进一步方案的有益效果是：吸水带的材质可以采用棉麻等容易吸水耐潮湿腐蚀环境的材料，植被根部连接有吸水带，利用吸水带可以从透水管中吸收水分，保证植被的水分供给。

进一步，所述透水管四周设有防渗材料。

采用上述进一步方案的有益效果是：防渗材料设置在反坡截水沟与透水管之间，防止水分入渗到透水管以外的区域，可以有效蓄积水分，防止水分二次流失。

进一步，所述透水管位于所述反坡截水沟的反坡坡面和内侧坡面交界处的下方。

采用上述进一步方案的有益效果是：将透水管设置在反坡坡面与内侧坡面的交界处下方，可以将经过反坡坡面和内侧坡面汇流到截水沟中的水分有效收集。

一种边坡植被修复方法，包括以下步骤：

S1，在边坡上沿水平方向开挖截水沟，将挖出的土壤堆放在反坡截水沟下方的边坡坡面上，利用挖出的土壤与截水沟共同形成反坡坡面和埂外坡面；

S2，在反坡截水沟下方埋设透水管，在反坡截水沟的反坡坡面上种植植被，使植被的根系通过吸水带与透水管连接；

S3，将若干反坡截水沟下方的透水管通过连接管进行连通，使位于上游的透水管中的水流入下游的透水管中。

本发明的有益效果是：本发明通过在边坡上开挖反坡截水沟，可以利用反坡截水沟对雨水、浇灌水、雪水或者其他来源水进行截流，并渗透到截水沟下方的透水管中，可以对水分进行高效收集，利用收集的水分能够对脱离人为管护的植被进行充分的水分供给，避免修复植被退化死亡，造成二次水土流失，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。在没有人为管护的情况下，采用本发明的结构方法种植灌木在两年内的成活率相比普通方法种植灌木的成活率高出60％左右。

附图说明

图1为本发明反坡截水沟一种实施方式的侧视结构示意图；

图2为本发明反坡截水沟另一种实施方式的立体结构示意图；

图3为本发明反坡截水沟以及透水管配合的结构示意图；

图4为本发明反坡截水沟的反坡坡面角度示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、边坡；2、反坡截水沟；21、反坡坡面；22、内侧坡面；23、埂外坡面；3、透水管；31、透水区；32、蓄水区；4、连接管；5、植被；6、吸水带；7、防渗材料；8、平台。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本实施例的一种高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构，包括边坡1，所述边坡1上开挖有用于种植植被的反坡截水沟2，所述反坡截水沟2为若干个且沿所述边坡1倾斜方向依次布置，所述反坡截水沟2下方埋设有透水管3。

本实施例通过在边坡上开挖反坡截水沟，可以利用反坡截水沟对雨水、浇灌水、雪水或者其他来源水进行截流，并渗透到截水沟下方的透水管中，可以对水分进行高效收集，利用收集的水分能够对脱离人为管护的植被进行充分的水分供给，避免修复植被退化死亡，造成二次水土流失，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。

实施例2

如图1所示，本实施例的一种高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构，包括边坡1，所述边坡1上开挖有用于种植植被的反坡截水沟2，所述反坡截水沟2为若干个且沿所述边坡1倾斜方向依次布置，所述反坡截水沟2下方埋设有透水管3。

如图1-图4所示，本实施例的所述反坡截水沟2的反坡坡面21与所述边坡1的坡面成角度布置且延伸出所述边坡1的坡面外。一方面可以增大反坡坡面的面积，另一方面还可以将水分汇流到反坡截水沟内，避免从边坡坡面流失。

如图4所示，本实施例的所述反坡截水沟2的反坡坡面21的倾斜角度为3°-10°，可选4°、5°、6°、7°、8°、9°等。对反坡截水沟的反坡坡面的倾斜角度进行合理设置，避免反坡坡面倾斜角度过大而不利于植被种植，或反坡坡面倾斜角度过小而不利于水分收集。所述反坡截水沟2的反坡坡面21的长度A可以为1-2m，其长度也可以大于2m或者小于1m，具体长度可以根据实际需要进行选择。反坡坡面21的高度B可以为40-50cm，其高度也可以大于50cm或者小于40cm，具体高度可以根据实际需要进行选择。

如图1所示，本实施例的若干所述反坡截水沟2下方的透水管3通过连接管4相互连通。利用连接管将透水管相互连通，可以将上游透水管中的多余的水分溢流到下游透水管，有利于水分的持续循环供给。

如图1所示，本实施例在排土场上设置若干边坡1，相邻两个边坡1之间通过平台8进行连接，每个边坡1上开挖若干所述反坡截水沟2，反坡截水沟2的个数根据需要和边坡1的长度进行选择，例如可以在一个边坡1上挖两个反坡截水沟2，也可以挖三个反坡截水沟2。每个边坡1上的反坡截水沟2下方的透水管3通过连接管4进行连通。相邻边坡1之间的透水管可以不连通，也可以进行连通。

如图3所示，本实施例的所述透水管3上半部分为透水区31，下半部分为蓄水区32，所述连接管4连接在所述透水区31与所述蓄水区32的分界处。透水管3的上半部分管壁上设有镂空结构，用于水分流入透水管中，透水区31朝上布置，蓄水区不透水朝下放置用于存水，透水管可以通过透水区实现水分的收集，透水管可以通过蓄水区实现水分的保持，并将连接管连接在透水区和蓄水区的分界处，可以将透水管中的水维持在蓄水区中，当透水管中水位达到一定高度后，水可以通过连接管流向下一层的透水管，多余水分通过连接管向下溢流，避免水分大量流失，有利于水土保持。

本实施例的相邻两个反坡截水沟2下方的透水管3通过连接管4相互连通，若干所述透水管3通过连接管4首尾相连接形成S型结构。透水管和连接管形成S型结构，便于透水管内水分的循环流通。

如图3和图4所示，本实施例的所述反坡截水沟2内种植有植被5，植被5可选灌木等，所述植被5的根部连接有吸水带6，所述吸水带6置于所述透水管3中。吸水带的材质可以采用棉麻等容易吸水耐潮湿腐蚀环境的材料，植被根部连接有吸水带，利用吸水带可以从透水管中吸收水分，保证植被的水分供给。

如图3所示，本实施例的所述透水管3四周设有防渗材料7。防渗材料可选水泥、砂浆、塑料布等，能够防止水分流失的材质，防渗材料设置在反坡截水沟与透水管之间，防止水分入渗到透水管以外的区域，可以有效蓄积水分，防止水分二次流失。

如图3所示，本实施例的所述透水管3位于所述反坡截水沟2的反坡坡面21和内侧坡面22交界处的下方。将透水管设置在反坡坡面与内侧坡面的交界处下方，可以将经过反坡坡面和内侧坡面汇流到截水沟中的水分有效收集。

本实施例通过在边坡上开挖反坡截水沟，可以利用反坡截水沟对雨水、浇灌水、雪水或者其他来源水进行截流，并渗透到截水沟下方的透水管中，可以对水分进行高效收集，利用收集的水分能够对脱离人为管护的植被进行充分的水分供给，避免修复植被退化死亡，造成二次水土流失，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。

实施例3

如图1所示，本实施例的一种高效利用降水的半干旱排土场边坡植被修复结构，包括边坡1，所述边坡1上开挖有用于种植植被的反坡截水沟2，所述反坡截水沟2为若干个且沿所述边坡1倾斜方向依次布置，所述反坡截水沟2下方埋设有透水管3。

如图1-图4所示，本实施例的所述反坡截水沟2的反坡坡面21与所述边坡1的坡面成角度布置且延伸出所述边坡1的坡面外。一方面可以增大反坡坡面的面积，另一方面还可以将水分汇流到反坡截水沟内，避免从边坡坡面流失。

如图4所示，本实施例的所述反坡截水沟2的反坡坡面21的倾斜角度为3°-10°，可选4°、5°、6°、7°、8°、9°等。对反坡截水沟的反坡坡面的倾斜角度进行合理设置，避免反坡坡面倾斜角度过大而不利于植被种植，或反坡坡面倾斜角度过小而不利于水分收集。

如图1所示，本实施例的若干所述反坡截水沟2下方的透水管3通过连接管4相互连通。利用连接管将透水管相互连通，可以将上游透水管中的多余的水分溢流到下游透水管，有利于水分的持续循环供给。

如图1所示，本实施例在排土场上设置一个边坡1，边坡1上开挖若干所述反坡截水沟2，反坡截水沟2的个数根据需要和边坡1的长度进行选择，例如可以在边坡1上挖两个反坡截水沟2，也可以挖三个反坡截水沟2。

如图3所示，本实施例的所述透水管3上半部分为透水区31，下半部分为蓄水区32，所述连接管4连接在所述透水区31与所述蓄水区32的分界处。透水管3的上半部分管壁上设有镂空结构，用于水分流入透水管中，透水区31朝上布置，蓄水区不透水朝下放置用于存水，透水管可以通过透水区实现水分的收集，透水管可以通过蓄水区实现水分的保持，并将连接管连接在透水区和蓄水区的分界处，可以将透水管中的水维持在蓄水区中，当透水管中水位达到一定高度后，水可以通过连接管流向下一层的透水管，多余水分通过连接管向下溢流，避免水分大量流失，有利于水土保持。

本实施例的相邻两个反坡截水沟2下方的透水管3通过连接管4相互连通，所述连接管4连接在透水管3的一端，也可以连接在透水管3的另一端，也可以连接在透水管3的中间，连接管4的连接位置可以根据需要进行选择。

如图3和图4所示，本实施例的所述反坡截水沟2内种植有植被5，植被5可选灌木等，所述植被5的根部连接有吸水带6，所述吸水带6置于所述透水管3中。吸水带的材质可以采用棉麻等容易吸水耐潮湿腐蚀环境的材料，植被根部连接有吸水带，利用吸水带可以从透水管中吸收水分，保证植被的水分供给。

如图3所示，本实施例的所述透水管3四周设有防渗材料7。防渗材料可选水泥、砂浆、塑料布等，能够防止水分流失的材质，防渗材料设置在反坡截水沟与透水管之间，防止水分入渗到透水管以外的区域，可以有效蓄积水分，防止水分二次流失。

如图3所示，本实施例的所述透水管3位于所述反坡截水沟2的反坡坡面21和内侧坡面22交界处的下方。将透水管设置在反坡坡面与内侧坡面的交界处下方，可以将经过反坡坡面和内侧坡面汇流到截水沟中的水分有效收集。

本实施例通过在边坡上开挖反坡截水沟，可以利用反坡截水沟对雨水、浇灌水、雪水或者其他来源水进行截流，并渗透到截水沟下方的透水管中，可以对水分进行高效收集，利用收集的水分能够对脱离人为管护的植被进行充分的水分供给，避免修复植被退化死亡，造成二次水土流失，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。

实施例4

本实施例的一种边坡植被修复方法，包括以下步骤：

S1，在边坡1上沿水平方向开挖截水沟，将挖出的土壤堆放在反坡截水沟2下方的边坡坡面21上，利用挖出的土壤与截水沟共同形成反坡截水沟2的反坡坡面21和埂外坡面23，挖出的土壤在边坡1上，形成埂外坡面23；

S2，在反坡截水沟2下方埋设透水管3，在反坡截水沟2的反坡坡面21上种植植被5，使植被5的根系通过吸水带6与透水管3连接；

S3，将若干反坡截水沟2下方的透水管3通过连接管4进行连通，使位于上游的透水管3中的水流入下游的透水管3中。

本实施例通过在边坡上开挖反坡截水沟，可以利用反坡截水沟对雨水、浇灌水、雪水或者其他来源水进行截流，并渗透到截水沟下方的透水管中，可以对水分进行高效收集，利用收集的水分能够对脱离人为管护的植被进行充分的水分供给，避免修复植被退化死亡，造成二次水土流失，对于干旱和半干旱地区生产建设项目的排土场边坡有重要现实意义，能够有效推动绿色矿山建设，并保障我国能源高效可持续供给。

对比例

在排土场边坡上采用普通种植方法直接种植植被，植被种类、植被大小、种植数量、种植间距和种植时间等参数与实施例2相同。在没有人为管护的情况下，采用实施例2的结构方法种植灌木植被在两年内的成活率相比对比例中普通方法种植灌木植被的成活率高出60％左右。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。