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岩质边坡低成本生态重建关键技术研究与示范

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成果简介:

矿区中岩质边坡绿化需要消耗大量土壤,在我国目前土地紧缺的条件下,边坡绿化技术无疑增加了新的压力,因此寻找土壤替代物更紧迫。本课题从“以废治废”的角度,开展低成本岩质边坡生态重建技术研究,针对采矿迹地现状,土壤学、恢复生态学为理论依据,采用理论分析、实验室、现场试验示范相结合的方法开展研究工作。主要研究了以铁尾矿替代客土的低成本人工土壤配制技术、人工土壤性能及稳定机制,通过加筋理论分析,结合根土复合体的剪切试验,得出“底层+表层”两种岩质边坡生态重建基质的最优配比。于唐山市建立了2个岩质边坡生态重建示范基地,其成果可推广到燕山、太行山地区类似矿山的生态恢复中。该课题既可产生一定的直接经济效益,同时其生态环境效益及社会效益更为显著,使得矿区生态环境得到根本改善,可以更好的解决矿山持续发展与环境保护及当地农民之间的矛盾,实现矿区的生态可持续发展。

成果创新性:

课题组主要在以下方面进行了创新:研究了以铁尾矿替代客土的低成本人工土壤配制技术;理论与技术结合,研究了适宜于植物生长的人工土壤配比;理论与试验结合,研究出“底层+表层”两种不同的人工土壤。  受理1项国家发明专利。与国内外相关技术比较:人工土壤配制技术方面:国内外相关研究多集中客土喷播,重点集中于粘结剂作用的研究;本项目研究以铁尾矿代替客土的人工土壤配制技术,并于采石场岩壁及铁矿排土场边坡进行了客土喷播试验研究。植被混凝土技术方面:国内外多采取客土+河沙+普通水泥的方式,利用调节剂调节pH,仅从植被混凝土技术方面进行了应用研究;本项目采用低碱度硫酸盐水泥、小麦秸秆、蘑菇渣等固废制备植被混凝土,并采用工业固体废弃物作为pH调节剂,研究了人工土壤各成分的配比,适宜的酸碱度、抗剪强度等指标。植被混凝土抗沖刷理论研究:国内外相关多集中于植物土壤抗雨水冲刷能力研究;本项目将抗冲刷研究从根土复合体和加筋理论的角度进行了人工土壤抗剪强度的理论分析。