[发明专利]固化河床土壤的生态减渗方法、固化土和生态减渗结构

说明书

本发明提供了一种用于固化河床土壤的生态减渗方法、固化土和生态减渗结构。所述方法包括：对河床进行清淤疏浚，开挖部分土体，平整开挖后的河道并压实；筛除原河床开挖的土中的卵砾石，将河道原土、粘土和石灰按照77:22:1的质量比均匀混合，将混合土壤平铺于河床；配置土壤固化剂稀释溶液；将土壤固化剂稀释溶液均匀喷洒到混合土壤中；将土壤固化剂稀释溶液和混合土壤拌合均匀，用刮平机械刮平后立即压实，构筑成减渗体；在减渗体上部铺设细粒土作为上垫层，在该上垫层上部铺设一层无纺布；在无纺布上部铺设卵石并压实。本发明的技术方案中所使用的天然材料在自然界中均大量存在，且易于取得，同时大量利用了原河道开挖的土体，成本较低。

技术领域

本发明涉及生态工程技术领域，特别涉及一种用于固化河床土壤的生态减渗方法、固化土和生态减渗结构。

背景技术

大力推进生态文明建设，树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，已经成为人们共识。在我国北方，为了建设生态文明城市，修建了人工河道引水工程，提高景观水域面积，构建人水和谐城市。人工河道形成时间短，河床基质单一，由于北方水资源稀缺，部分人工河道只有在汛期时有水，枯水期河床基质暴露，砂质化严重，渗透量巨大。

目前，国际上主要的河流减渗措施可以分为河道硬化处理减渗技术、复合土工膜减渗技术、膨润土防水毯减渗技术和复合土料减渗技术，其中河道硬化和复合土工膜两种减渗技术因为减渗主体材料非天然材料，且对于河流生态有较大的负面影响，有悖于河流的天然规律，剥夺了河流大部分的自然属性，因此被广为诟病，相关研究也较少；而膨润土防水毯的减渗主体来自天然矿物，对于河流生态的影响较小，同时具有一定的自我修复能力而被众多学者所青睐，由于膨润土用处广，使用量大，虽然我国已探明的膨润土储量居世界首位，但是仍需合理使用，因此众多学者致力于膨润土的改性研究工作，提高膨润土减渗性能的同时，减小膨润土的使用量；复合土料减渗技术主要依靠黏土的减渗性能，通过天然的砂石土料组合搭配构建河床生态减渗层。

膨润防水毯是一种近年发展起来的、结合了部分环保理念的防水技术。膨润土遇水发生水合作用膨胀，膨胀后形成不透水的凝胶体，从而起到天然的减渗抗渗作用。利用这个性能，人们采用土工合成材料与膨润土进行组合作用，制成膨润土防水毯。在目前的河道减渗工程中，膨润土防水毯减渗技术应用最广，但是这种减渗技术将河床的渗透系数控制在1×10^-9～1×10^-11cm/s，阻隔了河流与地下的垂向联系。对比传统的硬化和土工膜的减渗方式，膨润防水毯减渗性能优异、使用寿命长、具备环保性能等。其中，环保性主要体现在膨润土遇水膨胀、失水恢复的性能是物理变化，可以重复发挥作用，且不阻碍水体和土壤层之间水份与营养的交换。德国是最早进行膨润土防水毯的研发与生产。德国六十年代，工业、经济的高速发展对生态环境造成了严重破坏，八十年代意识到了生态环境的重要性，开始投入巨资治理受污染的江河湖泊，膨润土防水毯在河流生态改造工程中大量应用。相对硬化和土工膜的减渗方式，膨润防水毯对自然生态系统影响略小，但它难降解的特性，在河湖中人为添加了隔离层，与自然生态河湖理念冲突。另外，经受洪水冲刷能力较低，可能造成大面积掀起，影响正常使用。在实际工程中，膨润土使用量较大，需要设置单独的堆料场，由于天然的膨润土需要进行加工，生产、运输等因素增加了使用成本。