鐵礦廢棄地植被恢復方法與流程
2023-09-09 17:02:30
本發明涉及礦山生態修復領域，尤其涉及了一種鐵礦廢棄地植被恢復方法。
背景技術：
由於礦區堆積採用自然卸車倒土，沒有經過逐層碾壓，土質疏鬆。同時，礦區屬於露天開採，堆土量大，往往形成小山包，坡面長、面積大，一般採用人工生物治理，很難達到防止水土流失和綠化效果。
技術實現要素：
本發明針對現有技術中很難達到防止水土流失和礦區植被恢復缺點，提供了一種可防止水土流失的鐵礦廢棄地植被恢復方法。
為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：
鐵礦廢棄地植被恢復方法，包括以下步驟：
步驟1.根據坡面緩急程度，開設橫向設置的截水溝和縱向設置的排水溝，截水溝和排水溝的交界處設置有沉砂池；
步驟2.在10-12月第一次撒播先鋒草種；
步驟3.在第二年3-5月第二次撒播草種、灌木種、喬木種，並在撒播的地面上覆蓋無紡布；
步驟4.種植大苗。
作為優選，步驟1中，在坡面的坡度大於或等於40°時，按垂直高度，每10-12米開挖一條截水溝；坡面的坡度在30°-40°之間時，按垂直高度，每7-10米開挖一條截水溝；在坡面的坡度小於30°時，按垂直高度，每5-7米開挖一條截水溝。
作為優選，步驟1中，根據當地歷史上瞬間最大降水量，在匯水面積大於或等於5公頃時，截水溝的深度在80-120㎝之間、寬度在80-120cm之間，在匯水面積小於5公頃時，截水溝的深度在30-60㎝之間、寬度在40-70cm之間。
作為優選，步驟1中，每隔40-50m開挖一條直徑在60-100㎝之間的水泥預製管作為排水溝。
作為優選，步驟1中，坡的凹部設置臺階式的排水溝，其寬度在90-110cm之間、深度在80-100㎝之間。
作為優選，步驟2中，第一次撒播先鋒草種種類及撒播量分別為黑麥草7kg/667 m2，百喜草2kg/667 m2，狗牙根2 kg/667 m2，高羊茅2 kg/667 m2。
作為優選，步驟3中，第二次撒播草種、灌木種、喬木種種類和撒播量分別為寬葉雀稗7 kg/667 m2、馬尾松2 kg/667 m2、多花木蘭4 kg/667 m2、豬屎豆2 kg/667 m2、刺槐2 kg/667 m2、山毛豆2 kg/667 m2，在7月中旬掀開未完全降解的無紡布。
作為優選，步驟4中，在3-4月種植抗寒的桉樹營養袋苗或在11月至翌年3月種植胸徑在3cm以上、樹高在1.5m以上的大苗，大苗為無患子、楓香、山杜英、香葉樹、山櫻花、女貞、紅葉石楠、夾竹桃以及香樟，種植後進行1-2次的追肥。
本發明由於採用了以上技術方案，具有顯著的技術效果：根據地形和當地的降水量，來設置截水溝、排水溝、沉砂池，而不是隨意設置，可達到最佳的防止水土流失的目的；同時多次實驗來先後撒播先鋒草種、灌木種、喬木種、大苗，以達到最快、最穩的恢復礦山植被的目的，減少水土流失的現象。
附圖說明
圖1是本發明實施例坡面上截水溝、沉砂池的截面示意圖，圖中α表示坡面的坡度大於40°，圖β表示坡面的坡度在30°-40°之間，圖γ表示坡面的坡度小於30°。
圖2是本發明實施例坡面上截水溝、排水溝、沉砂池的排布示意圖。
附圖中各數字標號所指代的部位名稱如下：其中1—截水溝、2—排水溝、3—沉砂池。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步詳細描述。
實施例
鐵礦廢棄地植被恢復方法，如圖1至圖2所示，包括以下步驟：
步驟1.根據坡面緩急程度，開設橫向設置的截水溝1和縱向設置的排水溝2，截水溝1和排水溝2的交界處設置有沉砂池3；
步驟2.在10-12月第一次撒播先鋒草種；
步驟3.在第二年3-5月第二次撒播草種、灌木種、喬木種，並在撒播的地面上覆蓋無紡布；
步驟4.種植大苗。
步驟1中，截水溝1距離的設置原則是：根據坡面的長度和坡度進行設置，在坡面的坡度大於或等於40°時，按垂直高度，每10-12米開挖一條截水溝1；坡面的坡度在30°-40°之間時，按垂直高度，每7-10米開挖一條截水溝1；在坡面的坡度小於30°時，按垂直高度，每5-7米開挖一條截水溝1。
以減少坡面徑流長度，從而降低徑流強度，上述的設置原則經實驗驗證，可最大限度的達到減輕坡面雨水衝刷的目的。
截水溝1尺寸大小的設置原則是，根據匯水面積而定，參考當地歷史上瞬間最大降水量，在匯水面積大於或等於5公頃時，截水溝1的深度在80-120㎝之間、寬度在80-120cm之間，其中，截水溝1的深度為100cm、寬度為100cm為最佳選擇；在匯水面積小於5公頃時，截水溝1的深度在30-60㎝之間、寬度在40-70cm之間，其中，截水溝1的深度為40cm、寬度為50cm為最佳選擇。這樣的選擇設置，能夠達到最佳的排水效果，且造價適宜。
排水溝2的設置原則是：根據坡面的寬度和地形，每隔40-50m開挖一條直徑在60-100㎝之間的水泥預製管作為排水溝2，其中，水泥預製管的直徑為80cm為最佳選擇，可最大限度的進行排水、導流、分流；在坡的凹部（山谷）較便於排水，因此在坡的凹部設置臺階式的排水溝2，其寬度在90-110cm之間、深度在80-100㎝之間，其中排水溝2的寬度為100㎝、深度為90㎝為最佳選擇。採用臺階式的排水溝2可以緩衝流水的衝擊力，減少水土流失。
截水溝1和排水溝2的交界處設置沉砂池3，沉砂池3的規格為：沉砂池3的長和寬為截水溝1寬度的1.5倍、深度比截水溝1深1.2-1.5m。沉砂池3的設置可對被水衝下來的泥土進行攔截，另外可儲存一定的水量，防止下方的水量更大而衝走泥土，可緩衝水的衝擊力。
截水溝1、排水溝2、沉砂池3的邊和底均通過C15混凝土澆築，邊和底的厚度不小於12㎝，以防範截水溝1、排水溝2、沉砂池3的邊和底下沉斷裂。
截水溝1、排水溝2、沉砂池3的設置需要根據地形及當地的歷史降水量來分布，以達到緩衝流水的衝擊力及減少水土流失的目的，因此需要多次的勘察地形，才能研究出上述的最佳方案。
步驟2中，第一次撒播先鋒草種種類及撒播量分別為黑麥草7kg/667 m2，百喜草2kg/667 m2，狗牙根2 kg/667 m2，高羊茅2 kg/667 m2，黑麥草、百喜草、狗牙根、高羊茅都是地表上的細草類，萌發力強，容易形成地表植被。同時，上述草類生長期不同，可以相互補充，如黑麥草是冬季生長的一年生草本植物，生長早，在冬末初春可以迅速形成一層綠油油的草被，但到5-6月就成熟倒伏至地表形成一層枯草層。百喜草、狗牙根、高羊茅等是春季生長草本，在黑麥草即將成熟時這些草種開始萌發，長成草被，更替了黑麥草。選用的上述先鋒草種可適應在鐵礦廢棄地生長，並在最快的時間內形成地表植被，最大限度的防止水土流失。草種種類的選擇需要進行多次分析、合理的舍取以及多次的實驗驗證才得出最佳的撒播草種種類及撒播量，以達到最快及穩定的初步恢復廢棄地的植被。
第一次散播先鋒草種時，可在近鄰鄉村或作為風景觀賞時可以加播3 kg/667 m2的波斯菊等花種子。
撒播先鋒草種前將草種浸泡12小時，後倒去水，用草種、細砂、有機肥（細粒）以重量比為1:1:1進行混合後撒播。先鋒草種先處理後再進行撒播，提高先鋒草種的萌發力，撒播後無需進行施肥，減少工作量。
步驟3中，第二次撒播草種、灌木種、喬木種種類和撒播量分別為寬葉雀稗7 kg/667 m2、馬尾松2 kg/667 m2、多花木蘭4 kg/667 m2、豬屎豆2 kg/667 m2、刺槐2 kg/667 m2、山毛豆2 kg/667 m2，在7月中旬掀開未完全降解的無紡布。
第二次撒播草種、灌木種、喬木種是為了更替先鋒草種。寬葉雀稗對立地條件要求較低、適應性強、生長期長、萌芽能力強，可以自然更新，在6-7月可接替或補充了百喜草、狗牙根、高羊茅的生長不足，在生長期可以迅速形成草被，形成草層多樣性。多花木蘭、豬屎豆、刺槐、山毛豆等為多年生的灌木，並有根瘤菌，既可以起到提高綠化蓋度作用，又可以起到生物改良土壤作用。馬尾松種子萌芽了，適應性強，經過多年的生長，可以形成終級植被恢復目標，讓礦區成為森林。灌木種和喬木種種類的選擇需要進行多次分析、合理的舍取以及多次的實驗驗證才得出最佳的撒播種類及撒播量，以達到最快及穩定的加強廢棄地植被的恢復。
步驟4中，在3-4月用挖大穴、下基肥、種抗寒的桉樹營養袋苗或在11月至翌年3月種植胸徑在3cm以上、樹高在1.5m以上的大苗，如無患子、楓香、山杜英、香葉樹、山櫻花、女貞、紅葉石楠、夾竹桃以及香樟等樹種。在種植後要進行1-2次的追肥，促進大苗生長。
種植大苗的時間的選擇：先鋒草種、灌木種、喬木種後撒播後，大約需要一年的時間廢棄地才能夠形成比較穩定的地表和植被，再進行大苗的喬木樹種或高灌樹種種植，利於喬木、灌木的生長，促進礦區森林植被的迅速形成，以提高礦區生物治理的經濟效益。
本發明不同於其他礦區植被恢復中提倡的類蘆作為先鋒草種，因為類蘆為「霸王」草，一旦形成自己的群落，無法清理，很難進行二次樹種更新，同時對林地、農地入侵能力強，是林地、農地的有害植物類型，並給山區帶來火災隱患。
通過截水溝1和排水溝2進行人工雨水分流，減輕地表衝刷，第一次撒播先鋒草種，能在2-3個月之內迅速形成草被，對撒播的區域實現全覆蓋，草被高度可達30-60cm，蓋度可達60cm，蓋度率達100%，可抵禦春雨衝刷，起到保土作用，並為後續其他草本、灌木、喬木起到鋪墊作用。第二次撒播混合草種、灌木種子和喬木種子，進行草、灌、喬自然更替，可以迅速達到綠化固土作用。種植喬木是為了充分利用礦區廢棄地，形成片林或風景林，提高礦山廢棄地的利用價值。本發明不僅可以應用於鐵礦廢棄地的植被恢復，也可以廣泛用於其他類似邊坡（如挖方、公路）治理工程。
總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋範圍。