一種土壤強化滲蓄的改良方法與流程
2023-04-27 11:47:51
本發明涉及一種土壤強化滲蓄的改良方法，更具體的說，是一種土壤強化滲蓄的改良劑與改良方法。
背景技術：
目前，我國城鎮化率已超過50%，快速城鎮化引發大規模的城市擴張，導致水文資源過度開發，硬質下墊面比例增加，僅20-30%的雨水能夠就地滲入，大部分都白白流走，切斷了城市水循環路徑，並加劇了城市雨洪風險。研究表明這種狀況會讓生態環境不斷惡化，城市越來越不宜居。
基於此，國家提出「海綿城市」建設，即城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的「彈性」，下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水，需要時將蓄存的水「釋放」並加以利用，提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害的發生。
在海綿城市的建設過程中，能用於強化土壤滲蓄能力的改良劑種類不多。目前研究較多的改良劑主要包括沸石、粉煤灰、汙泥、綠肥聚丙烯醯胺等單一改良劑和部分複合改良劑。但是這些土壤改良劑在施用過程中存在原價格昂貴，配合施用的方法複雜，改良效果不全面和造成重金屬汙染等問題。而鋸末、秸稈質輕疏鬆，孔隙度大，可改善土壤通透性，避免或減輕土壤的板結；滲透性改良效果明顯，使得綠地、花園等地表的雨水及時下滲，補充地下水；此外，秸稈、鋸末等廢物再次回收利用，減輕了在田間焚燒濃霧的危害，提高資源利用率。因此，秸稈和鋸末均為土壤強化滲蓄的理想材料。
技術實現要素：
本發明的目的就是針對上述現有技術中存在的問題，提供一種土壤強化滲蓄的改良方法。
本發明的目的是這樣實現的，一種土壤強化滲蓄的改良方法，其特徵是，包括以下步驟：
步驟（1）、準備改良劑，所述改良劑由鋸末和/或秸稈組成，鋸末容重為150-220kg/m3，秸稈容重為100-160kg/m3；
步驟（2）、稱取步驟（1）製得的改良劑，改良劑在土壤中的摻量與土壤的質量比為0-30%；當土壤為砂質土壤，改良劑在砂質土壤中的摻量與土壤的質量比為0-10%；當土壤為壤質黏土，改良劑在壤質黏土中的摻量與土壤的質量比為20%-30%；
步驟（3）、將步驟（2）稱取的改良劑與土壤投入不鏽鋼的圓桶中，使用小型攪拌機進行攪拌，使兩者（改良劑、土壤）混合均勻度達到95%以上，然後將改良后土壤回填至綠地、花園等，回填厚度為10-30cm，並選用小型夯土機進行輕度壓實，在壓實后土壤表面敷1-2cm原狀土，施放草種（若鋪設草皮，則無需敷原狀土），所述原狀土為沒有改良的土壤。
本發明，方法先進科學，通過本發明，一種土壤強化滲蓄的改良方法，改良劑為鋸末、秸稈的其中一種或兩種組合，鋸末容重為150-220kg/m3，秸稈容重為100-160kg/m3。改良劑摻量根據土壤類型的不同，選擇範圍為0-30%（佔總質量的比例），在砂質土壤中改良劑適宜摻量為0-10%，壤質黏土中改良劑適宜摻量為20%-30%，最後將改良劑與土壤摻和並混合均勻，回填綠地、花園等。
本發明的有益效果在於：（1）秸稈、鋸末質地疏鬆，孔隙率大，可有效改善土壤通透性，提高土壤的孔隙率和入滲率，減輕城市雨水下滲速度慢的問題，有效補充地下水；（2）秸稈、鋸末等廢料中含有大量的纖維素，木質素、胺基酸和礦質元素等成分，可以為土壤提供更多的養分，且這些成分在微生物作用下可以分解為土壤的重要組成成分，避免造成二次汙染（3）秸稈、鋸末等廢物再利用且來源廣泛，減輕了在田間焚燒濃霧的危害，提高資源利用率。
綜上，天然土壤改良劑-鋸末、秸稈（任選其一或兩者組合），可以有效增加土壤孔隙率，改善土壤通透性，避免或減輕土壤的板結；強化綠地、花園等地表的雨水下滲，及時補充地下水且秸稈鋸末等廢物再利用，減輕了在田間焚燒濃霧的危害，提高資源利用率，具有良好的生態、經濟、社會效益。
附圖說明
圖1為100%砂土+0%鋸末改良試驗結果；
圖2為95%砂土+5%鋸末改良試驗結果；
圖3為90%砂土+10%鋸末改良試驗結果；
圖4為100%壤質黏土+0%鋸末改良試驗結果；
圖5為80%壤質黏土+20%鋸末改良試驗結果；
圖6為75%壤質黏土+25%鋸末改良試驗結果；
圖7為70%壤質黏土+30%鋸末改良試驗結果。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
一種土壤強化滲蓄的改良方法，包括以下步驟：
步驟（1）、準備改良劑，所述改良劑由鋸末和/或秸稈組成，鋸末容重為150-220kg/m3，秸稈容重為100-160kg/m3；
步驟（2）、稱取步驟（1）製得的改良劑，改良劑在土壤中的摻量與土壤的質量比為0-30%；當土壤為砂質土壤，改良劑在砂質土壤中的摻量與土壤的質量比為0-10%；當土壤為壤質黏土，改良劑在壤質黏土中的摻量與土壤的質量比為20%-30%；
步驟（3）、將步驟（2）稱取的改良劑與土壤投入不鏽鋼的圓桶中，使用小型攪拌機進行攪拌，使改良劑與土壤混合均勻度達到95%以上，然後將改良后土壤回填至綠地、花園，回填厚度為10-30cm，並選用小型夯土機進行輕度壓實；若需要鋪設草皮，則直接在輕度壓實的改良後的土壤上進行鋪設草皮；若需要施放草種，在壓實改良後的土壤表面敷1-2cm原狀土，再施放草種，所述原狀土為沒有改良的土壤。
進一步細化為：
一種土壤強化滲蓄的改良劑，本例選用鋸末作為改良劑，改良方法包括如下步驟：
取適量的砂土、壤質黏土，基於砂土本身滲透係數即可達10-2~10-4，故砂土改良試驗中鋸末的施放量分別按總重的5%和10%投加；壤質黏土的滲透係數一般為10-5~10-6cm/s，分別按總重的20%、25%和30%投加鋸末。
將不同類型摻混鋸末的土壤拌勻，投加到土樣柱中，填充至空心管柱5.5cm處，人工壓實3次，水夯2次。進行滲透試驗時，設計水頭為35cm，打開底部閥門，待出口處開始出水時將電子天平清零並開始計時，每隔5、10、20、30、45、65、90、120min記錄下天平讀數，在試驗過程中，土層上方的水頭要保持34.5cm，保持穩定的壓力梯度。
試驗結果如下所示：
（1）不同改良劑摻量對砂土滲透速率的影響：
圖1為100%砂土+0%鋸末改良試驗結果；
圖2為95%砂土+5%鋸末改良試驗結果；
圖3為90%砂土+10%鋸末改良試驗結果。
（2）不同改良劑摻量對壤質黏土滲透速率的影響：
圖4為100%壤質黏土+0%鋸末改良試驗結果；
圖5為80%壤質黏土+20%鋸末改良試驗結果；
圖6為75%壤質黏土+25%鋸末改良試驗結果；
圖7為70%壤質黏土+30%鋸末改良試驗結果。
本發明實施例通過將鋸末作為改良劑改良土壤，試驗結果表明：不同類型土壤滲透係數差異很大，砂土、壤質黏土的穩定入滲速率分別為4.28×10-1mm/min、1.93×10-3mm/min。隨著土壤改良劑投加量的增大，土壤的滲透性能也逐步提高。摻加5%鋸末的砂土穩定入滲速率是原砂土的1.5倍。針對於壤質黏土，由於其本身滲透係數較小，僅0.00193mm/min，摻加20%鋸末後，滲透係數即可達0.411mm/min，滲透性能約增大了250倍；摻加30%鋸末後，滲透係數可達0.666mm/min，滲透性能約增大了350倍。