本發(fā)明涉及一種減少土壤污染物對外輸出的方法,尤其涉及一種減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法。
背景技術(shù):
稀土礦原地浸出開采方法所使用的電解質(zhì)溶液通常是硫酸銨。原地浸礦是將高濃度的硫銨浸礦劑通過注液孔注入礦體,浸礦劑量大,浸礦時間長。在稀土開采過程中,由于防滲層滲漏以及收集系統(tǒng)不完善等原因致使在浸礦開采過程中會有大量的氮化物進入到礦區(qū)土壤中,從而導(dǎo)致稀土礦周邊土壤中氮化物不斷累積。隨著土壤中氮化物的積累,逐漸遷移和轉(zhuǎn)化,殘留的浸礦劑容易滲漏到地下水和土壤中,并在降雨的沖刷和淋濾水的作用下,攜帶污染物進入下游水體,嚴重威脅地表水、地下水及土壤的安全。
此外,由于浸礦液的飽和入滲,在礦體孔隙水壓力增大和浸礦劑弱化礦體強度共同作用下,容易引發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,積聚于土壤深層的NH4+和SO42-在雨水沖刷的作用下,直接流入附近的河流,使河水中氨氮、硫酸根的含量劇增。
氨氮不僅對水生生物有很大的危害,使魚類等水生動物品種數(shù)量減少、中毒甚至死亡,而且,還可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,如果人們長期飲用這種水,水中的亞硝酸鹽會隨著時間的積累逐漸與人體的蛋白質(zhì)結(jié)合形成一種強致癌物—亞硝胺,對人的健康造成的影響極為惡劣。因此,氨氮的嚴重污染對水生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞。
污染物對外輸送的途徑有:
1、表層土壤含有的污染物隨地表徑流進入周邊水體。
2、表層土壤含有的污染物隨雨水下滲,并隨地下徑流進入周邊水體。
3、深層土壤含有的污染物隨地下徑流進入周邊水體。
4、邊坡崩崗后,露出的表層、深層土壤含有的污染物隨雨水進入周邊水體。
目前,減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法主要是設(shè)置截滲壩、截滲溝等,以減少浸礦劑滲漏進入地下水、下游河溝、土壤環(huán)境中。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法,包括以下步驟:
(1)根據(jù)采礦跡地的原有坡度進行土地平整,將采礦跡地的平面地整理形成平緩坡以形成反坡匯水;
(2)設(shè)置導(dǎo)流渠,用于導(dǎo)流由平緩坡、邊坡匯集的水;
(3)設(shè)置蓄水池,用于匯集導(dǎo)流渠中的水;
(4)將所述平緩坡劃分成若干田塊,相鄰兩田塊之間挖設(shè)導(dǎo)流溝,其中,所述導(dǎo)流溝中間及旁邊播撒匍匐類草種以形成生態(tài)草溝;
(5)設(shè)置噴灌系統(tǒng),不定期、不定量利用蓄水池中的水灌溉采礦跡地上的植物。
本發(fā)明中提到的“反坡匯水”是指為控制水流對坡面或地表沖刷而建設(shè)的具有一定坡度的平緩坡,使其水流匯集于同一方向。在本文中,反坡匯水均指單向匯水。
本發(fā)明中提到的“平面地”不僅包括完全水平的地面,還包括具有較小坡度的平緩坡地或凹凸不平的地面,對于梯田形狀的采礦跡地,這里的平面地即為梯田的梯面。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,對于存在邊坡的采礦跡地(如梯田形狀的采礦跡地),所述平緩坡方向為從與邊坡坡腳相對的平面地邊緣向同一層邊坡坡腳方向傾斜形成反坡匯水。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,在所述步驟(1)中,平緩坡的坡度為1°~3°;更優(yōu)選地,平緩坡的坡度為1°。當坡度<1°時,利用大型機械平整較難,工作量及成本相應(yīng)增大;若坡度>3°,則不利于采礦跡地的水土流失的控制,坡度過大,平緩坡所形成的水流流速加快,易造成沖刷;當坡度為1°時,對采礦跡地的水土流失的控制效果最好。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,所述步驟(2)中,在平緩坡上且臨近平緩坡坡腳而非平緩坡坡頂?shù)奈恢锰幵O(shè)置導(dǎo)流渠,當采礦跡地設(shè)有邊坡時,需要在臨近邊坡的坡腳處設(shè)置導(dǎo)流渠;和/或
所述步驟(3)中,在平緩坡上且位于導(dǎo)流渠末端而非平緩坡坡頂?shù)奈恢锰幵O(shè)置蓄水池。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,在所述步驟(2)中,在距離平緩坡的坡腳1-1.5m的位置處挖設(shè)導(dǎo)流渠。當平面地寬度<10m且存在邊坡的采礦跡地(例如梯田形狀的采礦跡地),由于平緩坡的坡腳即為邊坡坡腳,也即在距離邊坡的坡腳1-1.5m的位置處挖設(shè)導(dǎo)流渠;這是因為邊坡土體松軟,若導(dǎo)流渠所設(shè)位置太靠近坡腳,則易造成邊坡失穩(wěn)、坍塌;若離邊坡坡腳太遠,不利于坡面水體收集,同時易對坡腳至導(dǎo)流渠這段距離的平面造成沖刷,距離邊坡坡腳的距離選擇1-1.5m最適合。當平面地寬度>10m,則需加設(shè)一條或者多條導(dǎo)流渠,相鄰的兩條導(dǎo)流渠之間的距離設(shè)置為5~10m。例如,如果平面地寬度為15米,則除了在平緩地的坡腳設(shè)一條導(dǎo)流渠,還要在平面地內(nèi)加設(shè)1條導(dǎo)流渠,故這個寬度為15米的平面地上,一共設(shè)了2條導(dǎo)流渠。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,在所述步驟(4)中,田塊的寬度為1.5m~2m,長度為2m~3m。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,在所述步驟(4)中,所述導(dǎo)流溝的寬度和深度均比所述導(dǎo)流渠小,所述導(dǎo)流溝的流水方向根據(jù)所述導(dǎo)流渠進行設(shè)置。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,所述導(dǎo)流渠的材質(zhì)為HDPE防滲膜,更優(yōu)選地,所述HDPE防滲膜的厚度為0.5~1.5mm,最優(yōu)選為1.0mm。當防滲膜小于0.5mm時,由于太薄容易被尖銳的物件劃損,經(jīng)太陽長期曬之后,容易老化、破損;而大于1.5mm的膜相對較硬,特別是大于1.8mm的膜因為太硬不易施工,不易打造所需形狀且成本較高。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,所述蓄水池的材質(zhì)為HDPE防滲膜。更優(yōu)選地,所述HDPE防滲膜的厚度為1.2~1.8mm,最優(yōu)選為1.5mm。當防滲膜小于1.2mm時,由于太薄不能實現(xiàn)承重,且更易劃損;而大于1.8mm的膜因為太硬不易施工,不易打造所需形狀且成本較高。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,在所述步驟(1)還包括:在采礦跡地的平緩坡坡頂修成田??;更優(yōu)選地,所述田埂的寬度為0.8m~1.2m,高度為25cm~35cm。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,所述田塊上種植的植物為直立型根系發(fā)達的植物、匍匐類根系發(fā)達的植物和綠肥植物的組合;
所述導(dǎo)流溝中間及旁邊播撒的匍匐類草種為狗牙根草種;
當所述采礦跡地設(shè)有邊坡時,所述邊坡上種植的植物為直立型根系發(fā)達的植物、匍匐類根系發(fā)達的植物和綠肥植物的組合。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,所述田塊上種植的植物中,所述直立型根系發(fā)達的植物選自芒草、類蘆;所述匍匐類根系發(fā)達的植物選自狗牙根、馬唐草;所述綠肥植物選自白三葉、紫云英、草木樨、黑麥草;
所述邊坡上種植的植物中,所述直立型根系發(fā)達的植物選自黑莎草、香根草;所述匍匐類根系發(fā)達的植物選自狗牙根;所述綠肥植物選自木豆、胡枝子、黑麥草。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,所述田塊上種植的植物為芒草、馬唐草、草木樨、黑麥草的組合,且所述田塊上種植的植物搭配比例為芒草:馬唐草:黑麥草:草木樨=1~3:4~6:1~3:7~9;
所述邊坡上種植的植物為黑莎草、香根草、狗牙根、木豆、黑麥草的組合,且所述邊坡上種植的植物搭配的比例為:黑莎草:香根草:狗牙根:木豆:黑麥草=1~3:1~3:3~5:2~4:8~11。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,在所述步驟(5)中,噴灌系統(tǒng)通過可移動式水泵將水從蓄水池中抽出來灌溉采礦跡地上的植物。
值得注意的是,在所述步驟(5)中,建設(shè)的噴灌系統(tǒng),將會根據(jù)天氣情況、土壤含水率、植被覆蓋情況、植物蒸騰量等因素進行不定期、不定量地利用蓄水池中的水灌溉植物,以保證調(diào)蓄系統(tǒng)的可容量,從而更好地減少土壤深層污染物的溶出。
作為本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法的優(yōu)選實施方式,其中,進一步設(shè)置有沉沙池,所述沉沙池用于沉淀水中的固體顆粒物,所述沉沙池設(shè)于所述蓄水池與導(dǎo)流渠之間并分別與蓄水池和導(dǎo)流渠連通,沉沙池上清液經(jīng)中間段導(dǎo)流渠排入蓄水池。
本發(fā)明技術(shù)方案主要是通過控制雨水下滲量、減少崩崗現(xiàn)象以及利用植物的蒸騰作用,將雨水控制在土壤里和大氣中,減少污染物向外輸送量。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案對離子型稀土礦采礦跡地污染物進行控制后可有效減少土體深層污染物的浸出量,降低水土流失強度,減少對邊坡的沖刷以及減少對下游沙量的輸送。此外,本發(fā)明所述的技術(shù)方案可對雨水進行有效收集,從而用于植物灌溉,化害為利。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的方法通過植被種植鞏固邊坡,減少其邊坡崩崗,從而進一步減少其對外輸出量。
2、本發(fā)明的方法采用多種草種的混播可以增強植被對環(huán)境條件脅迫的抵御能力,具有更強的環(huán)境適應(yīng)性和更好的綜合表現(xiàn),植被重建后可有效截留雨水,減少雨水下滲或減少地表徑流的形成,從而進一步控制污染物隨雨水進入外界環(huán)境的途徑。
3、本發(fā)明的方法通過建設(shè)噴灌設(shè)施(調(diào)蓄系統(tǒng)),利用日常噴灌(不一定在干旱時期)減少了蓄水池中雨水儲存量,除了能滿足植被灌溉需求外,還可以保證調(diào)蓄系統(tǒng)的蓄水能力,以滿足下次降雨的蓄水要求。重點是,這調(diào)蓄系統(tǒng)可以通過土壤、植物保水能力、植物蒸騰作用等方式,減少污染物隨地下徑流(雨水下滲形成的)的滲出量,也減少污染物隨地表徑流進入外界環(huán)境。
4、本發(fā)明的方法對稀土采礦跡地治理堅持以蓄水為主,排水為輔的理念。
其好處在于:①有效控制徑流沖刷,穩(wěn)定了邊坡,減少水力侵蝕;②滿足植物灌溉需求;③減少對下游污染物的輸送。
5、本發(fā)明的方法通過反坡匯水以及蓄水池布設(shè)、生態(tài)草溝、噴灌設(shè)施等措施,更好地控制及收集雨水。
其好處在于:①盡量不擾動原有下層土地,平整土地表面,塑造微小坡度的反坡地形,使雨水更有效收集;②生態(tài)草溝、植被恢復(fù)可減緩徑流速度,減少地表沖刷;③噴灌設(shè)施可以利用植被的蒸騰作用、植物保水功能和土壤蓄水功能調(diào)整蓄水池中的儲水量,保證調(diào)蓄系統(tǒng)的調(diào)蓄能力。
附圖說明:
圖1為本發(fā)明的一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出法采礦跡地(平面地寬度<10m)污染物對外輸出的方法得到的土地平整圖;
圖2為本發(fā)明的一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出法采礦跡地(平面地寬度<10m)污染物對外輸出的方法得到的蓄排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
其中,1、平緩坡;2、邊坡;3、坡腳;4、平面地邊緣(也即平緩坡坡頂);5、田?。?、導(dǎo)流渠;7、田塊;8、導(dǎo)流溝;9、蓄水池。
圖3為本發(fā)明另一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出法采礦跡地(平面地寬度>10m)污染物對外輸出的方法得到的土地平整圖之一;
圖4為本發(fā)明的另一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出法采礦跡地(平面地寬度>10m)污染物對外輸出的方法得到的蓄排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明另一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出法采礦跡地(平面地寬度>10m)污染物對外輸出的方法得到的土地平整圖之二;
其中,10、平緩坡;11、導(dǎo)流渠;12、田塊;13、導(dǎo)流溝;14、蓄水池;15、沉沙池;16、邊坡;17、坡腳;18、邊坡邊緣;19、田埂。
具體實施方式
為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點,下面結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示,一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法得到的土地平整圖。所述土地平整圖顯示了平面地寬度<10m且存在邊坡的梯田形狀的采礦跡地,所述采礦跡地的平面地被整理形成平緩坡1;
其中,平緩坡1方向由與邊坡2的坡腳3相對的平面地邊緣4方向往同一層邊坡坡腳3方向傾斜,形成反坡匯水;
所述平緩坡1的坡度為1°~3°;
在距離邊坡坡腳1~1.5m處設(shè)置有導(dǎo)流渠6,導(dǎo)流渠6用于導(dǎo)流匯集的水;
在所述邊坡邊緣4(也即平緩坡坡頂)設(shè)置有田埂5,所述田埂5的寬度為0.8m~1.2m,高度為25cm~35cm。
如圖2所示,平面地寬度<10m時,一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法得到的蓄排水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。所述平緩坡1被劃分為若干田塊7,其中,相鄰兩田塊7之間挖設(shè)有導(dǎo)流溝8。
在平緩坡1上且位于導(dǎo)流渠6末端而非平面地邊緣4(即平緩坡坡頂)的位置處設(shè)置有蓄水池9。
在所述蓄水池9處設(shè)置有噴灌設(shè)施,所述噴灌設(shè)施用于利用蓄水池中的水噴灌采礦跡地上的植物;本發(fā)明對噴灌設(shè)施不作限制,現(xiàn)有技術(shù)中的可實現(xiàn)上述功能的噴灌設(shè)施均可用于本發(fā)明,通常地,所述噴灌設(shè)施包括水泵、動力機、管道系統(tǒng)和噴頭。噴灌時間、噴灌時長根據(jù)天氣狀況、土壤含水率、植被類型、葉片蒸騰作用等因素確定,具有不定期、不定量的特點。
本發(fā)明所述田塊7上種植的植物為直立型根系發(fā)達的植物、匍匐類根系發(fā)達的植物和綠肥植物的組合。優(yōu)選地,所述直立型根系發(fā)達的植物選自芒草、類蘆;所述匍匐類根系發(fā)達的植物選自狗牙根、馬唐草;所述綠肥植物選自白三葉、紫云英、草木樨、黑麥草。
所述田塊7間的導(dǎo)流溝8為生態(tài)草溝,導(dǎo)流溝中間及旁邊播撒匍匐類草種,優(yōu)選地,所述導(dǎo)流溝中間及旁邊播撒的匍匐類草種為狗牙根草種。
當所述采礦跡地設(shè)有邊坡時,所述邊坡上種植的植物為直立型根系發(fā)達的植物、匍匐類根系發(fā)達的植物和綠肥植物的組合。優(yōu)選地,所述直立型根系發(fā)達的植物選自黑莎草、香根草;所述匍匐類根系發(fā)達的植物選自狗牙根;所述綠肥植物選自木豆、胡枝子、黑麥草。
如圖3所示,平面地寬度>10m時,一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法得到的土地平整圖,其顯示了平面地寬度>10m且未設(shè)有邊坡的采礦跡地。
其中,所述平緩坡10的坡度為1°~3°。
在平緩坡10上且臨近平緩坡的坡腳而非平緩坡坡頂?shù)奈恢锰幵O(shè)置有導(dǎo)流渠11,導(dǎo)流渠11用于導(dǎo)流匯集的水,其中,除了需要在平緩坡坡腳的位置設(shè)置一條導(dǎo)流渠外,還需在平緩坡上加設(shè)至少一條導(dǎo)流渠,相鄰兩條導(dǎo)流渠之間的距離設(shè)置為5~10m。
如圖5所示,當采礦跡地的平面地寬度>10m且設(shè)有邊坡16時,例如為梯田形狀的采礦跡地時,除了在臨近平面地的邊坡坡腳1-1.5m的位置處挖設(shè)一條導(dǎo)流渠外,還需要在遠離邊坡坡腳的方向上加設(shè)至少一條導(dǎo)流渠,相鄰兩條導(dǎo)流渠之間的距離設(shè)置為5~10m。
如圖4所示,平面地寬度>10m時,一種典型的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的系統(tǒng)的蓄排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。當所述平面地寬度>10m時,所述導(dǎo)流渠11為多條且相鄰兩條導(dǎo)流渠之間間隔5~10m的距離。
此外,所述蓄排水系統(tǒng)還包括若干沉沙池15,所述沉沙池15于所述蓄水池14與導(dǎo)流渠11之間并分別與蓄水池14和導(dǎo)流渠11連通,沉沙池15上清液經(jīng)中間段導(dǎo)流渠排入蓄水池14。
在所述蓄水池14處設(shè)置有噴灌設(shè)施,所述噴灌設(shè)施利用蓄水池中的水噴灌采礦跡地上的植物;所述噴灌設(shè)施包括:水泵、動力機、管道系統(tǒng)和噴頭。
在本文的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法中,蓄排水系統(tǒng)包括導(dǎo)流設(shè)施、蓄水設(shè)施和灌溉設(shè)施。
導(dǎo)流設(shè)施包括導(dǎo)流渠和導(dǎo)流溝。所述導(dǎo)流渠設(shè)置在平緩坡上且臨近平緩坡的坡腳而非平緩坡坡頂?shù)奈恢?,所述?dǎo)流渠的大小根據(jù)匯水面積、匯水量等計算而確定。所述導(dǎo)流溝設(shè)置在相鄰的兩田塊之間,所述導(dǎo)流溝的流水方向根據(jù)所述導(dǎo)流渠進行設(shè)置。在本發(fā)明某些優(yōu)選的實施例中,所述導(dǎo)流溝的寬度和深度均比導(dǎo)流渠小。在本發(fā)明某些優(yōu)選實施例中,所述導(dǎo)流溝有一定的坡度(1°~3°)。在本發(fā)明某些優(yōu)選的實施例中,所述導(dǎo)流溝中間及兩邊播撒了匍匐類草種,長滿后形成生態(tài)草溝,利于減緩徑流速度,減少雨水徑流沖刷。
所述蓄水設(shè)施包括蓄水池。所述蓄水池設(shè)置在平緩坡上且位于導(dǎo)流渠末端而非平緩坡坡頂?shù)奈恢?,具體根據(jù)蓄水池體積大小、土壤承壓能力等因素確定。
所述噴灌設(shè)施包括水泵、動力機、管道系統(tǒng)和噴頭。所述噴灌設(shè)施設(shè)置在蓄水池處,具體根據(jù)灌溉的土地面積、植物類型等因素確定。此外,在蓄水池和噴灌設(shè)施之間設(shè)置過濾裝置,從而防止噴灌設(shè)施發(fā)生堵塞。通過建設(shè)噴灌設(shè)施(調(diào)蓄系統(tǒng)),利用日常噴灌(不一定在干旱時期)減少蓄水池中雨水儲存量,除了能滿足植被灌溉需求外,還可以保證蓄水系統(tǒng)的調(diào)蓄能力,以滿足下次降雨的蓄水要求。重點是,這調(diào)蓄系統(tǒng)可以通過土壤、植物保水能力、植物蒸騰作用等方式,減少污染物隨地下徑流(雨水下滲形成的)的滲出量,也減少污染物隨地表徑流進入外界環(huán)境。
可選擇地,所述蓄排水系統(tǒng)可以進一步包含沉沙池,所述沉沙池于所述蓄水池與導(dǎo)流渠之間并分別與蓄水池和導(dǎo)流渠連通,沉沙池上清液經(jīng)中間段導(dǎo)流渠排入蓄水池。
在本文的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的系統(tǒng)中,所述田塊、導(dǎo)流溝、邊坡上可種植植物,具體根據(jù)土壤條件、先鋒植物、治理需求等進行選擇。其中,植物搭配需考慮其效果的長期性、對土壤改良作用、對邊坡的穩(wěn)固作用以及植物對水分的需求等因素。發(fā)明人經(jīng)過一系列的篩選后,發(fā)現(xiàn)對于本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的系統(tǒng),田塊上最合適的植物搭配為:芒草+馬唐草+草木樨+黑麥草;邊坡最適合的植物搭配為:黑莎草+香根草+狗牙根+木豆+黑麥草。
其中,草木樨、木豆、黑麥草為綠肥作物,對土壤改善有良好作用。
而黑莎草、香根草、芒草則根系較為發(fā)達,固土作用較強;而狗牙根、馬唐草則為匍匐型植物,有利于覆蓋地表,減少雨水沖刷,且對減少雨水下滲也有較大的作用。
搭配一年生的黑麥草,可利用其枯萎枝葉覆蓋地表,逐漸腐爛成為有機質(zhì),增加土壤養(yǎng)分。另外,多種草種的混播可以增強植被對環(huán)境條件脅迫的抵御能力,具有更強的環(huán)境適應(yīng)性和更好的綜合表現(xiàn),能達到優(yōu)勢互補。最優(yōu)選地,田塊上植物的種植比例為芒草:馬唐草:黑麥草:草木樨=1~3:4~6:1~3:7~9;邊坡植物的種植比例為黑莎草:香根草:狗牙根:木豆:黑麥草=1~3:1~3:3~5:2~4:8~11,此時對采礦跡地污染物的輸出控制效果最佳。
本發(fā)明所提供的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法的治理思路為:通過①雨水收集、利用,減少雨水下滲;②植被恢復(fù)減少地表徑流;③植被穩(wěn)固邊坡,減少崩崗;④土壤的含水保水能力、植物蒸騰作用等方面的途徑,減少雨水對外的輸出,從而減少污染物隨雨水進入外界環(huán)境的輸送量。
主要實現(xiàn)的方式是:塑造微小坡度的反坡地形進行反坡匯水,以輕質(zhì)材料建設(shè)導(dǎo)流和蓄水設(shè)施,將水力侵蝕控制的工程措施和植物措施相結(jié)合,有效控制徑流沖刷,穩(wěn)定邊坡,并通過植被種植固水固土,減少雨水下滲,從而減少土體深層污染物的浸出量。通過建設(shè)噴灌系統(tǒng),調(diào)整蓄水池儲水量,除了能滿足植被灌溉需求外,還可以保證蓄水系統(tǒng)的調(diào)蓄能力,以滿足下次降雨的蓄水要求。重點是,這調(diào)蓄系統(tǒng)可以通過土壤、植物保水能力、植物蒸騰作用等方式,減少污染物隨地下徑流(雨水下滲形成的)的滲出量,也減少污染物隨地表徑流進入外界環(huán)境。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解的是,本發(fā)明所述的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的系統(tǒng)和方法也可以應(yīng)用于其它類型的采礦跡地。
實施例1
請參閱圖1和圖2所示的一種減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法得到的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,所述離子型稀土礦原地浸出法采礦跡地的土壤水力侵蝕控制系統(tǒng)包括平緩坡1、邊坡2、坡腳3、平面地邊緣4、田埂5、導(dǎo)流渠6、田塊7、導(dǎo)流溝8、蓄水池9。
本實施例主要是針對面積較小的梯田形狀的采礦跡地采取的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的措施,以平面地寬約8m,長為35m的梯田形狀采礦跡地為例。本實施例的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法可通過以下步驟實施:
(1)利用大型裝載機將將采礦跡地的平面地整理形成平緩坡1,平緩坡1方向由與邊坡坡腳3相對的平面地邊緣4向邊坡坡腳3方向傾斜,平緩坡1的坡度為1°;其中,邊坡2與平緩坡1位于梯田的同一層;
(2)利用平面地平整削減的土壤在平面地邊緣4(也即平緩坡坡頂)修成1m寬、高約30cm的田埂5;
(3)在距離邊坡的坡腳1-1.5m的位置挖設(shè)寬為30cm、高為25cm的導(dǎo)流渠6;
(4)在平緩坡1上,根據(jù)寬為1.5m-2m,長為2-3m的規(guī)格進行田塊7劃分并修建寬為10-20cm,深度為5-10cm的導(dǎo)流溝8;
(5)田塊7上混播芒草、馬唐草、黑麥草、草木樨種子,其比例為芒草:馬唐草:黑麥草:草木樨=2:4:3:8;邊坡混種黑莎草、香根草、狗牙根、木豆、黑麥草,其比例為黑莎草:香根草:狗牙根:木豆:黑麥草=1:3:3:3:10,此時對采礦跡地污染物的輸出控制效果最佳。
(6)田塊7間導(dǎo)流溝為生態(tài)草溝;
(7)在導(dǎo)流溝8兩邊及中間撒播匍匐類草種(如:狗牙根),長滿后形成生態(tài)草溝,利于減緩徑流速度,減少雨水徑流沖刷;
(8)在距離邊坡坡腳1-1.5m、距離邊坡邊緣17約2-3m的位置建設(shè)蓄水池9;
(9)蓄水池9的大小根據(jù)土壤條件、降雨強度、徑流強度等計算后確定,蓄水池9長為5m、寬為3.5m、深為2m;
(10)在所述蓄水池處建設(shè)噴灌系統(tǒng),以利用蓄水池中的水噴灌采礦跡地上的植物;相關(guān)布設(shè)如下:
噴灌系統(tǒng)在每個蓄水池、平面設(shè)有管道系統(tǒng),而水泵為可移動式水泵,即水泵可移動接入每個蓄水池,以更好地利用每個蓄水池中的水灌溉植物。
(11)在不下雨、不產(chǎn)生地表徑流的前提下,根據(jù)植被涵水能力、土壤含水率及植物蒸騰作用等因素,不定期、不定量地澆灌植被,可有效將雨水截留在礦區(qū)內(nèi),使污染物不隨地表徑流、地下徑流進入外界環(huán)境,同時也可通過植物的蒸騰作用使雨水循環(huán),增加礦區(qū)對雨水的可容量。
實施效果:
建設(shè)后,噴灌設(shè)施有效調(diào)整了蓄水池的儲水量,減少污染物隨地下徑流(雨水下滲形成的)的滲出量,也減少了污染物隨地表徑流進入外界環(huán)境。通過植被種植固水固土,減少雨水下滲,從而減少土體深層污染物的浸出量;同時,通過植被種植鞏固邊坡,減少其邊坡崩崗,從而進一步減少其對外輸出量。
對比建設(shè)前及建設(shè)后的水質(zhì)檢測數(shù)據(jù),建設(shè)后的水質(zhì)比建設(shè)前好。對比未治理區(qū)域、治理區(qū)域及河流的水質(zhì)檢測數(shù)據(jù),可知治理區(qū)域?qū)恿鞯奈廴疚镙斔土肯鳒p約80%,采用此方法治理采礦跡地,對污染物輸出控制效果顯著。
實施例2:
請參閱圖4和圖5所示的一種減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法得到的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,所述減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的系統(tǒng)包括平緩坡10、導(dǎo)流渠11、田塊12、導(dǎo)流溝13、蓄水池14、沉沙池15、邊坡16、坡腳17、邊坡邊緣18和田埂19。本實施例主要是針對面積較大的平面地采取的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的措施,以平面地寬約20m,長為75m的梯田形狀采礦跡地為例。本實施例的減少離子型稀土礦原地浸出采礦跡地污染物對外輸出的方法可通過以下步驟實施:
(1)利用大型裝載機將將采礦跡地的平面地整理形成平緩坡10,平緩坡10方向由與邊坡坡腳17相對的邊坡邊緣19向邊坡坡腳17方向傾斜,平緩坡10的坡度為1°;其中,邊坡16與平緩坡10位于梯田的同一層;
(2)利用平面地平整削減的土壤在平面地邊緣(即平緩坡坡頂)修成1m寬、高約30cm的田埂19;
(3)在距離邊坡17的坡腳1-1.5m的位置挖設(shè)寬為30cm、高為25cm的導(dǎo)流渠11;
(4)在寬約20m的平緩坡10上至少加設(shè)1條導(dǎo)流渠11,每條導(dǎo)流渠11相距約10m;
(5)在平面上,根據(jù)寬為1.5m-2m、長為2-3m的長度進行田塊12劃分并修建寬為10-20cm,深度為5-10cm的導(dǎo)流溝13;
(6)田塊12間導(dǎo)流溝13為生態(tài)草溝;
(7)在導(dǎo)流溝13兩邊及中間撒播匍匐類草種(如:狗牙根),長滿后形成生態(tài)草溝,利于減緩徑流速度,減少雨水徑流沖刷;
(8)在距離平面地邊緣約10m的位置建設(shè)蓄水池14;
(9)蓄水池14大小根據(jù)土壤條件、降雨強度、徑流強度等計算后確定,蓄水池14長為13m、寬為6m、深為2m;
(10)在所述蓄水池14處建設(shè)噴灌系統(tǒng),以利用蓄水池14中的水噴灌采礦跡地上的植物;相關(guān)布設(shè)如下:
噴灌系統(tǒng)在每個蓄水池、平面設(shè)有管道系統(tǒng),而水泵為可移動式水泵,即水泵可移動接入每個蓄水池,以更好地利用每個蓄水池中的水灌溉植物。
(11)在不下雨、不產(chǎn)生地表徑流的前提下,根據(jù)植被涵水能力、土壤含水率及植物蒸騰作用等因素,不定期、不定量地澆灌植被,可有效將雨水截留在礦區(qū)內(nèi),使污染物不隨地表徑流、地下徑流進入外界環(huán)境,同時也可通過植物的蒸騰作用使雨水循環(huán),增加礦區(qū)對雨水的可容量。
(12)在田塊13上混播芒草、馬唐草、黑麥草、草木樨種子,其比例為芒草:馬唐草:黑麥草:草木樨=2:4:3:8;邊坡混種黑莎草、香根草、狗牙根、木豆、黑麥草,其比例為黑莎草:香根草:狗牙根:木豆:黑麥草=1:3:3:3:10,此時對采礦跡地污染物的輸出控制效果最佳。
實施效果:
通過反坡匯水、蓄排水系統(tǒng)建設(shè)、田塊劃分以及植被重建等工作,雨水有效收集,采礦跡地水土流失控制高達93%,且邊坡穩(wěn)定,未出現(xiàn)滑坡或坍塌現(xiàn)象,較好地控制雨水進入外界環(huán)境。但未建設(shè)調(diào)蓄系統(tǒng)前,因不能確保每次雨期都有剩余的容量蓄水,故蓄水系統(tǒng)可減少雨水對外排量約58%,而在調(diào)蓄系統(tǒng)建設(shè)后,除了很好地滿足植物生長對水分的需求外,通過不定期、不定量地利用蓄水池中的雨水進行澆灌,且不過量的澆灌不會形成地表徑流和地下徑流,既能控制污染物不隨雨水外流,又能調(diào)節(jié)蓄水池的可容量。經(jīng)調(diào)查,建設(shè)調(diào)蓄系統(tǒng)后,因每次雨期都有相當?shù)目扇萘窟M行儲水,故減少了約73%的雨水向外排放量。
最后所應(yīng)當說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。