[发明专利]一种基于原位激发微生物固化技术的泥石流防治方法

说明书

本发明公开了一种基于原位激发微生物固化技术的泥石流防治方法，属于地质工程‑微生物交叉学科领域。包括：1)测量物源区面积、土体孔隙率以及物源区的坡降程度；2)根据步骤1)得到的数据计算单次激发原位土体中脲酶细菌所需的培养基用量；3)对泥石流物源区土体喷洒激发培养基至脲酶菌的平均脲酶活性达到标准值，物源区土体中脲酶菌被激发完成；4)根据步骤1)得到的数据和预计处理深度计算单次固化土体所需的胶结液用量；5)对激发后的物源区土体喷洒胶结液，直至物源区土体中增长的碳酸钙含量达到特定范围。本发明利用原位激发微生物固化技术在短时间内固化泥石流物源区的表层土体，提高其抗侵蚀能力，防止物源区土体发生水土流失。

技术领域

本发明属于地质工程-微生物交叉学科领域，更具体地说，涉及一种基于原位激发微生物固化技术的泥石流防治方法。

背景技术

山区或沟谷深壑地段因地形险峻、有较大范围的汇水区且存在较厚的松散岩土体，在强降雨、暴雪或其他自然灾害的作用下通常会形成泥石流。泥石流由于具有突然性以及流速快、流量大、固体物质含量大和破坏性强等特点，一旦发生泥石流灾害往往会导致公路、铁路等交通设施被冲毁甚至是村庄、城镇遭到破坏，这会给人类的生命财产造成巨大损害。目前泥石流的防治工程措施主要包括拦挡工程、排导工程和水土保持。其中水土保持是泥石流的治本措施，开展坡面治理，搞好水土保持能有效地预防泥石流灾害。目前水土保持的主要措施包括植树造林、封山育林和植被保护等，但是由于植被生长周期长，导致水土保持见效速度慢。另外植被发育对于土壤环境有一定要求，因此该方法对于贫瘠土体并不适用。基于此，急需开发一种见效速度快、适用范围广、环境友好性的水土保持方法。

近年来，微生物岩土技术在土体固化、水土保持、防渗修复等土体改良研究领域取得了重要进展。其中研究最为广泛的一种方法是采用Microbially Induced CarbonatePrecipitation(简称MICP)这一微生物成矿技术来进行土体改良。该方法主要是利用自然界中普遍存在的脲酶菌，例如巴氏芽孢八叠球菌(Sporosarcinapasteurii)，该细菌能够产生脲酶在碱性环境中分解尿素生成碳酸根离子，从而与环境中存在的钙离子结合诱导生成碳酸钙沉淀。对于松散的砂土体，通过微生物诱导碳酸钙沉淀技术能够将土颗粒胶结成整体从而提高土体强度，同时生成的碳酸钙能够填充土颗粒间孔隙达到降低土体渗透性的效果。已有研究表明MICP技术在解决水土保持方面取得了良好的效果。在土体表面喷洒菌液和胶结液不仅可以快速固化表层土颗粒、提高表层土体的强度，同时生成的碳酸钙和表层土体相互作用能够在土体表面生成一层硬化壳，该硬化壳能够有效防止降雨入渗，使得大部分雨水以表面径流的方式流走，从而避免水土流失。因此，采用MICP技术来搞好水土保持进而预防泥石流灾害是可行的。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中通过植树造林等方式来搞好水土保持从而预防泥石流灾害见效速度慢、适用范围窄的问题，本发明提供一种基于原位激发微生物固化技术的泥石流防治方法。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于原位激发微生物固化技术的泥石流防治方法，包括以下步骤：

1)测量泥石流物源区的面积、土体孔隙率以及物源区的坡降程度；

如可以通过野外勘察结合遥感观测技术获取泥石流物源区的地形地貌和物源信息，估算物源区的面积、土体孔隙率以及统计物源区的坡降程度；

2)根据步骤1)得到的物源区面积、土体孔隙率和预计处理深度计算单次激发原位土体中脲酶细菌所需的培养基用量；

3)对泥石流物源区土体喷洒激发培养基，当脲酶菌的平均脲酶活性达到或超过标准值时，停止喷洒激发培养基，物源区土体中脲酶菌被激发完成；