一种基于农业废弃物的生态毯制备以及对土壤含水率的影响

【目的】对椰糠基质、稻草秸秆、麦草、芦苇秸秆和玉米秸秆等农业废弃物粉碎处理,制作成一种新型的生态毯,为生态环境的治理提供新的方法与思路。【方法】经前期试验筛选出材料,设计制作了12种生态毯配置,T1(麦草+椰糠)、T2(玉米秸秆+椰糠)、T3((稻草、玉米秸秆、麦草)+椰糠+玉米秸秆)、T4(玉米秸秆+(椰糠、麦草)+(稻草、玉米秸秆、芦苇))、T5(玉米秸秆+椰糠+芦苇)、T6(椰糠+麦草+芦苇)、T7((玉米秸秆、椰糠)+玉米秸秆+(玉米秸秆、椰糠))、T8(稻草+椰糠+麦草)、T9(玉米秸秆+麦草+芦苇)、T10(玉米秸秆+椰糠+麦草)、T11(玉米秸秆+(玉米秸秆、椰糠、麦草)+玉米秸秆)、T12(玉米秸秆),分析铺设生态毯对表层土壤含水率的影响。【结果】生态毯对土壤含水率有非常好的保持作用和抑制土壤水蒸发的作用。在与人工林下的枯落物比较中生态毯的最大平均持水率达到人工林最大平均持水率的2.07倍。【结论】总结了生态毯的现实应用场景与方法,在荒漠化和沙漠的治理中,选择配置T4、T5、T12配合草方格使用防止风力搬移的同时并在表面覆土。在一般地区没有特殊生态治理要求时可采用配置T12、T4来保持土壤含水率。山林裸地的恢复建议选择配置T1、T4、T8。在平均降水量大且易发洪水的地区建议选择配置T1、T4、T8。

生态毯不同上层承载材料对土壤水分及植物生长的影响

生态毯是一种使用便捷的边坡修复材料,但因承载材料的限制,实际应用中植被恢复效果差。为提高生态毯的性能,比较纤维纸、薄无纺布、厚无纺布、针织布4种不同上层承载材料对边坡植物生长状况、水分入渗率以及土壤含水率等指标的作用差异。结果表明:种植30 d后,植物生长指标表现为针织布组>薄无纺布组>纤维纸组>厚无纺布组;坡面水分入渗量表现为针织布组(0.52 L)>纤维纸组(0.47 L)>薄无纺布(0.44 L)>厚无纺布(0.41 L);24 h内土壤含水率降低率表现为厚无纺布组(12.7%)<薄无纺布组(16.2%)<针织布组(17.2%)<纤维纸组(28.4%)。针织布在水分入渗、减少蒸发方面表现良好,也不会阻碍植物出苗,植被恢复情况最佳,是一种较为理想的上层承载材料,可以替代传统的无纺布,改善生态毯的性能。

柔性生态水土保护毯护坡在引江济淮工程中的应用

柔性生态水土保护毯护坡是一种新型的护坡技术,具有施工简单,抗冲性和整体性较好,环保、绿化率高等优点。根据引江济淮河渠工程实践经验,阐述了柔性生态水土保护毯护坡的作用机理、技术要求、施工质量控制、实施效果,认为柔性生态水土保护毯护坡的施工要点在于重视保护毯成品保护,加强施工质量控制,做好护坡后期养护。实践结果表明,柔性生态水土保护毯是一种集安全、稳定、景观功能于一体的护坡材料,使用前景广泛,可为类似工程提供借鉴。

沥青混凝土防渗面板与黏土铺盖之间接触渗透性能的试验研究

结合宝泉工程进行了沥青混凝土面板与黏土铺盖之间接触渗透性能的研究。通过试验得到了不同界面连接形式和土体有无界面滑动情况下的临界渗透坡降和破坏渗透坡降,并依此对工程的接触渗漏安全性进行了评价。研究表明,对于界面设置网格加强形式,应防止土体相对于网格的滑动,避免将网格粘贴在沥青混凝土面板上。

三种覆盖方式对越冬期间“赤霞珠”葡萄枝蔓逆境指标的影响

以酿酒葡萄"赤霞珠"为试材,采用覆土、化纤毯加覆土、聚苯乙烯保温被3种覆盖方式,测定越冬期间枝蔓的逆境生理生化指标的变化,选出对葡萄越冬性及生长最佳、最有益的覆盖方式。结果表明:越冬期间在较冷的1、2月,枝蔓逆境生理指标的束缚水与自由水的比值变化为化纤毯加覆土>聚苯乙烯保温被>覆土;对电解质渗出率与温度相关性研究发现,电解质渗出率与温度呈负相关,在2015年1月1日取样枝蔓电解质渗出率,覆土>聚苯乙烯保温被>化纤毯加覆土;不同处理丙二醛(MDA)含量变化为,化纤毯处理越冬前后枝蔓MDA含量基本无变化,覆土处理越冬后枝蔓MDA增加0.002 1μmol·g^(-1),聚苯乙烯保温被则增加了0.005 3μmol·g^(-1);在越冬期间温度较低的1、2月,化纤毯加覆土处理枝蔓脯氨酸含量较覆土与聚苯乙烯保温被分别增加0.000 8、0.001 1μg·g^(-1)。

同马大堤护坡防浪及渗流研究

同马大堤汇口段是 98洪水后安徽省堤防加固示范堤段 ,通过两典型断面的渗流计算对大堤的渗流控制措施进行了分析论证 ,给出了 1998年洪水期渗流场、设计断面压土方案下的渗流场及压土方案的优化措施 ;根据该段的风浪要素核算结果和波浪作用下的渗流计算结果 ,分析了砼板护坡的稳定结构形式 ,比较了开缝砼板护坡和全封闭砼板护坡、护坡下有无垫层等几种不同情况 ,进行了砼板护坡的厚度、强度和稳定性核算 ,提出了汇口段砼板护坡稳定形式。护坡工程建成后 ,经过 1999和 2 0 0 0年汛期洪水风浪的考验 。

水库防渗措施及坝后排水沟距离对周边农田地下水埋深的影响

干旱区平原水库渗漏对下游农田土壤的水盐动态变化影响较大,易造成土壤的次生盐渍化和沼泽化。水库常采用"上防下排"措施来降低坝后农田地下水埋深,但排水沟参数如何选择,与坝基防渗体如何联合使用,治理效果如何等都值得深入研究。该文基于非饱和土体渗流理论,以恰拉水库周边农田为研究对象,针对"上防下排"措施进行数值模拟,分析恰拉水库采用水平铺盖、悬挂式防渗墙或无防渗措施时,坝后农田地下水埋深与坝后排水沟位置及深度的关系,并针对下游坝坡稳定及坝后积水进行分析,并通过田间试验进行验证。研究表明:在不同的渗流控制方案下,农田地下水埋深均以排水沟中轴线为对称轴呈现"漏斗形"降落趋势,排水沟前地下水埋深逐渐增大,排水沟后的地下水位有一小幅度的减小,因此,"上防下排措施"从"源头"处减小渗水进入坝后农田,增大农田地下水埋深。3种方案对比显示,不同"上防下排"渗流控制方案在遏制水库渗漏和减小坝后农田地下水的效果不同。悬挂式防渗墙和无防渗体工况不能有效减小水库的渗漏量,联合排水沟使用效果较差。22倍水头的水平铺盖在渗流控制方面优于悬挂式防渗墙和无防渗体时的工况,联合坝后排水沟及时排水后,可有效的将地下水埋深控制在2.72 m左右,大于当地的地下水临界水位2.45,有效遏制坝后土壤的盐渍化趋势。排水沟设置的位置和深度对大坝稳定存在一定影响,计算实际工况(22倍水平铺盖)时下游坝坡抗滑安全系数为1.358,大于下游坝坡最小抗滑安全系数1.242,下游坝坡处于安全状态。排水沟设置后,坝趾至沟间的积水长度是产生坝后沼泽化的主要原因。计算和实测实际情况下的积水长度为0.27 m,沼泽化面积较小。此外,计算还发现避免农田沼泽化对应的排水沟最小深度为5.18 m,实际工程中排水沟深度为6 m,可见当前的防渗形式以及排水沟至坝趾的距离及深度是合理的。库水位变动、排水沟排水的及时性对坝后地下水埋深也有较大的影响,排水沟作为辅助措施应与农田排水沟(渠)、水库防渗体以及农田灌溉制度配合使用,才能更加有效的发挥作用。

地面覆盖对豫北旱塬苹果园土壤性状及树体生长的影响

为探明地面覆盖对豫北旱塬苹果园土壤及树体的影响,使地面覆盖技术得到更好的推广应用,以上白下黑双色复合膜(复合膜)、棉毛毡、黑色塑膜(黑膜)3种材料对豫北旱塬苹果园进行了地面覆盖试验,以清耕作为对照。结果表明:3种覆盖材料在5—7月份缺水季节能有效地保持浅层土壤(0~20 cm)水分,和对照差异显著;3种覆盖材料在6月份高温季节对浅层土壤(0~30 cm)温度影响明显,其中棉毛毡覆盖显著降低了浅层土壤温度,最大降幅为6.5℃,并且和其他3个处理差异极显著;和对照相比,复合膜和黑膜在15 cm和30 cm深度处都显著提高了土壤温度,最大升幅为1.9℃,但其两者之间差异不显著;棉毛毡覆盖表层20 cm土壤的总根面积最大、吸收根数量最多,复合膜次之,黑膜和对照最低。覆盖处理对叶面积、产量、果实品质等也产生了一定的影响。

土壤盐渍化治理防护毯的研发及试验

土壤盐碱化问题是中国农业面临的一个巨大挑战,严重制约着农业生产的发展。为探索治理土壤盐渍化的方法,该文基于干旱区5类代表性土壤（砾砂、粉土/粉砂、粉土/粉细砂、粉土和亚黏土）的盐碱化规律,以盐碱土形成原因为切入点,结合土壤水的毛细管作用,以海绵（强力吸水层）、吸热聚乙烯编织布（蒸散加强层）为主要材料,设计出一种盐碱地治理防护毯,并对防护毯吸盐的深度和效果进行试验研究。结果表明：5类土壤表面的积盐情况各不相同,粗颗粒土（砾砂及砂土）含量较大时,在强蒸发条件下,3-4 d土样表面积盐后形成了一层厚约3-4 mm＂盐痂＂;细颗粒土（亚黏土和粉土）含量相对较多时,短期内表面积盐速度相对较慢且现象也不明显,10-12 d后,土样表面可观察到一层细密的晶体盐颗粒。所以,土壤岩性质地与表层积盐量关系密切。总体趋势是：土壤颗粒越粗,土壤表层在早期的积盐量越大;土壤颗粒越细,土壤表层在后期的总体积盐量越大。在干燥通风和室外温度25℃的条件下,防护毯针对上述不同类型土壤进行吸盐试验,在4 d后0-10 cm土层的含盐量（质量分数,下同）均可减少80%（P〈0.05）以上;〉10-20 cm土层至少减少50%（P〈0.05）以上;对于砂性土来说,〉20-30 cm土层含盐量减少了50%左右（P〈0.05）,而黏性土和壤土可减少20%-30%以上（P〈0.05）。对于实际中的盐碱土而言,含盐量减少30%时,土壤的肥力和可耕作程度会明显改善,能有效减小盐碱化对作物生长的影响。此外,研究还发现,铺设防护毯还能改变盐碱地表层土壤的结构,增强土壤的透气性。防护毯最佳使用时间应为土壤毛细管作用最强烈的时间段。该研究提供了一种有效的盐碱地治理措施。

地震滑坡区覆盖生态毯对土壤湿度和养分的影响

为了研究生态毯覆盖对土壤湿度和养分的影响,首次将生态毯应用于地震滑坡区砾石泥沙堆积区和泥沙堆积区。结果表明:铺设生态毯的土壤含水量均高于裸地的;各层的土壤水分含量随干旱日数的增加呈下降的趋势,生态毯的下降趋势较为平稳;保水效果为椰纤维生态毯>秸秆+椰纤维生态毯>秸秆生态毯>裸地。覆盖生态毯可以提高土壤有机质含量和p H值;土壤速效N、P、K和全N、全P、全K的含量也有一定程度的提高。铺设生态毯能有效固定地震滑坡区的砾石泥沙,改善土壤的水热条件,进而增加根系、微生物的活动和植被有机体的积累,促进枯落物的分解,逐步提高土壤中的养分含量。

不同覆盖方式对“赤霞珠”葡萄越冬的影响

以酿酒葡萄"赤霞珠"为试材,采用不同覆盖方法,研究了葡萄越冬期间枝蔓、根系附近土壤温度及含水量的变化及对翌年葡萄生长特性和果实品质的影响。结果表明:越冬期温度最低时,化纤毯加覆土与聚苯乙烯保温被处理,枝蔓附近土壤温度较覆土处理分别提高了3、0.8℃,根系20cm附近土壤温度较覆土处理分别提高了1.9、1.4℃;化纤毯加覆土处理枝蔓附近土壤含水量较覆土处理提高了1.7%;化纤毯加覆土与聚苯乙烯保温被处理,根系20cm附近土壤含水量较覆土处理分别提高了3.5%、1.5%;化纤毯加覆土覆盖处理"赤霞珠"葡萄翌年萌芽率最高,单果质量最大,为1.35g,可溶性糖含量为21.33%,总酸含量为8.09%。说明化纤毯加覆土覆盖对"赤霞珠"葡萄越冬防寒效果最好。

植物纤维毯道路边坡防护技术综合效益评价

为系统评价植物纤维毯水土保持作用对不同雨强的响应以及改良土壤的作用,开展了人工模拟降雨试验和野外小区监测,在模拟降雨试验中,设计4个雨强,测试3种植物纤维毯,降雨历时均为60min。在降雨过程中以5min为间隔收集径流泥沙,并测定径流量和侵蚀泥沙量。在野外小区监测中,通过2007,2010,2013年施工的稻草毯小区,以及2014年施工的椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯小区,评价土壤理化性质对植物纤维毯铺设年限和类型的响应差异。结果表明:在47mm/h及以上雨强下,椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯均能有效减少侵蚀和产流,平均减蚀效益分别为94.92%,86.06%,83.42%,平均减流效益分别为31.59%,45.02%,52.44%,减蚀效益显著优于减流效益。3种植物纤维毯均在47mm/h雨强下减蚀效益和减流效益达到最高,其中最高减蚀效益为椰丝毯(97.54%),最高减流效益为椰丝稻草混合毯(88.26%)。随着雨强增大,减蚀效益和减流效益均不同程度降低,且减流效益降低更快。随着植物纤维毯铺设年限延长,土壤理化性质逐渐改善;铺设1年后,椰丝稻草混合毯改土效果最佳。

木质藤本刺果藤灾变的产生机理及管控

本地大型木质藤本刺果藤Byttneria grandifolia Candolle在深圳市羊台山森林公园灾变性生长。为揭示这一现象产生的机理并探索对其管控的措施,开展了习性观测及割除试验。结果表明:刺果藤茎能匍匐状生长、疏松交织多年堆积形成常绿茎叶覆盖层;刺果藤能适应较宽广的土层厚度与水分含量变异,但灾变生长仅出现于高光照生境;刺果藤的扩展主要靠藤茎向丛外生长,割除后恢复较慢。刺果藤终年常绿茎叶覆盖层是危害产生的结构基础;刺果藤适应性较强,但光照充足的生境是产生灾变性生长的必要条件;割除藤茎能有效地为乔灌木嬴得较长的、不受覆盖的生长时间;在受控条件下可利用刺果藤作为常绿地表覆盖物。

长江口深水航道治理工程中地基加固施工工艺及专用船机设备的研究

针对长江口深水航道治理二期工程施工过程中遇到的堤身在波浪重复荷载作用下地基土出现软化、承载力降低的技术难题,第一航务工程局成功开发了适合长江口工况的安全、优质、高效的深水砂被铺设和海上塑料排水板打设施工工艺及专用船机设备,探索了一整套带橡胶阻滑板的沉箱预制施工工艺,确保了抗软化工程措施的有效实施。

利用结缕草草屑生产无土草毯基质配方研究

以‘兰引3号’结缕草草屑为无土草毯的主要基质,设计4种不同基质配方处理(A.兰引3号草屑;B.草屑+5%珍珠岩;C.草屑+5%泥炭土+5%珍珠岩;D.草屑+10%菜枯+5%珍珠岩),研究不同基质配方对草坪质量的影响,以确定最适配方。通过对各处理无土草毯的理化性状及草坪坪用性状分析测定,结果表明:D处理基质容重适宜、孔隙度较为理想、有机质含量高、速效养分含量最丰富且均衡,理化性质良好,成坪速度、密度最优。草毯盖度、均一性和草坪颜色在4个处理中无明显差异。D、B和C处理的地上生物量之间差异不明显,但都显著高于A处理。D处理的地下生物量显著高于其它处理,B、C和A处理之间差异不明显。4个处理基质均为轻质材料,草毯重量显著低于有土草皮。综合评价各个处理的理化性状和草毯坪用性状,D处理是最理想的无土草毯基质配方。

土工合成材料在上海市生态护岸应用的调研

根据由上海市水务局组织的生态护岸调研成果的基础上,系统总结了土工合成材料在上海市生态护岸建设中的应用情况,分析了生态袋和水土保护毯在生态护岸应用中的技术要点、适用条件、限制条件,同时针对存在的问题开展了对策分析,可为今后上海市生态护岸建设中土工合成材料的实际应用提供参考。

生态毯覆盖对若尔盖沙化草地土壤环境及植被恢复的影响

为遏制若尔盖草原沙化进一步蔓延,急需开展草地沙化治理模式研究。试验选取若尔盖草原半固定沙地和流动沙地为研究对象,分析了生态毯覆盖对两种沙地类型土壤环境、植物群落盖度和生物量的影响。结果表明:生态毯覆盖1 a后,有效提高了沙地植物群落盖度和生物量,流动沙地中生态毯覆盖的群落盖度和生物量较对照处理的增量高于半固定沙地,半固定沙地生态毯覆盖的群落盖度和生物量分别是对照处理的1.20倍和1.19倍,而流动沙地则分别为对照的4.74倍和2.83倍;生态毯覆盖均降低了两种类型沙地的土壤温度,增加了土壤水分,提高了土壤最大持水量;生态毯覆盖对两种类型沙地土壤电导率的改善效果一致,均比对照高0.01 ms·cm-1;半固定沙地中生态毯覆盖和对照处理的土壤容重相同,流动沙地中生态毯覆盖的土壤容重较对照处理低0.02 g·cm-3;生态毯覆盖初期对流动沙地的恢复效果优于半固定沙地。生态毯覆盖对土壤环境指标的影响均未达到显著水平,可能是由于试验年限较短所致。

新型生态植被毯边坡防护技术水土保持效应研究

新型生态植被毯边坡防护效果良好,目前常用的植被毯种类有椰丝型、麦秸型以及椰丝麦秸混合型。为优选出性价比最高的植被毯材料,对这3种植被毯上建植植被的植被覆盖度、有效根密度、地表径流量、土壤侵蚀量和土壤抗蚀性能进行了对比分析。结果表明,与在自然坡面上建植植被相比,植被毯护坡均可以增加土壤的覆盖度,减少降水的径流量与土壤侵蚀量。结合植被毯的产品质量指标,椰丝麦秸混合型植被毯性价比较高,可以作为普遍推广的植被毯品种。研究成果可为植被毯的施工及推广应用提供一定科学依据。

沣河河道柔性防护防渗技术研究

为解决现有防渗防护技术中存在的隔绝土壤与水体、破坏自然河流生物链和生态环境等问题,通过对河道传统水平防渗方式进行分析,提出一种新型水利防渗防护专利技术方案—格宾、水泥土加膨润土防水毯柔性防渗防护型式,为河道景观水面工程设计提供一种柔性治水的新思路。

不同盘土厚度对钵形毯状秧盘育秧效果及产量的影响

为探明不同盘土厚度对钵形毯状秧盘育秧效果的影响,对4种不同盘土厚度所育秧苗素质、茎蘖动态和最终产量进行了比较。结果表明,采用盘土厚度1.8 cm育秧,秧苗素质、成苗率和机插质量明显提高,秧苗移栽后分蘖快、成穗率高,最终获得了较高的产量。