專利名稱：一種山地采煤沉陷水田復(fù)墾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境、生態(tài)和廢棄地治理和利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及山地采煤沉陷水
田裂縫復(fù)墾方法。
背景技術(shù)：
中國的煤炭資源分布主要分布在中、東、西部地區(qū)，其中西南地區(qū)的煤炭資源重要分布在云南、貴州、重慶、四川等地，同時西南地區(qū)是中國水稻分布最為廣泛的地區(qū)之一，為中國面積較大的煤炭-糧食復(fù)合區(qū)域。煤炭開采過程中占用、損毀大量耕地已是不爭的事實。國家經(jīng)濟發(fā)展和人類生存對糧食生產(chǎn)的要求的矛盾不可避免在各煤炭-糧食復(fù)合區(qū)域地區(qū)顯現(xiàn)出來。協(xié)調(diào)兩者之間的矛盾，在煤炭開采促經(jīng)濟發(fā)展的同時，確保地上糧食生產(chǎn)的正常進行至關(guān)重要。例如重慶、云貴等西南山地，采煤沉陷地損害引起大量土地遭到破壞，如地表塌陷坑、裂縫等，其中采煤沉陷地導(dǎo)致水田裂縫，并引發(fā)漏水破壞正常的糧食生產(chǎn)功能較為普遍，且破壞面積，依靠農(nóng)田系統(tǒng)的自恢復(fù)能力，無法實現(xiàn)其修復(fù)。經(jīng)過初步分析認為，大部分漏水水田漏水原因為地表下裂 縫引起，由于采煤沉陷影響水田表層土壤出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致水田表層土壤的持水能力被破壞，水田漏水。確定漏水位置的前提下，綜合考慮環(huán)境和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的可維持因素，復(fù)墾采煤沉陷水田裂縫是關(guān)鍵。目前在該領(lǐng)域的理論研究和實際修復(fù)中都沒有很好的結(jié)論或辦法，因此山區(qū)采煤沉陷地水田裂縫復(fù)墾是目前采煤沉陷地復(fù)墾的重點，也是一個很有意義的工作。本申請人已針對地震引起的塌陷耕地，發(fā)明一種地震災(zāi)后塌陷耕地復(fù)墾方法，并獲得專利權(quán)，該專利公開的方法包括對地震引起的塌陷耕地進行表土剝離；對剝離后的塌陷區(qū)域進行填充和初步整形；對初步整形后塌陷區(qū)域進行隔離材料覆蓋和碾壓；對覆蓋隔離材料后的塌陷區(qū)域覆土、進一步整形；對覆土整形后的塌陷區(qū)域進行生物改良工程。該發(fā)明可以使受地震破壞的耕地恢復(fù)利用并盡快達到較高水平生產(chǎn)水平，形成穩(wěn)定的自維持的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，提高土壤微生物含量，改良土壤的理化性質(zhì)，形成良性農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)等優(yōu)點，但應(yīng)用在在采煤塌陷水田中有明顯不足如在漏水水田復(fù)墾方面沒有涉及；在表土保護方面不夠詳細等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述難題，提出一種西南山地采煤沉陷水田復(fù)墾方法，旨在治理采煤沉陷導(dǎo)致裂縫并引發(fā)水田漏水的耕地，并重建沉陷地水田穩(wěn)定的自維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，形成水田保水系統(tǒng)，提高土壤微生物含量，改良土壤的理化性質(zhì)，形成良性農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)。本發(fā)明提出的一種西南山地采煤沉陷水田裂縫復(fù)墾方法，其特征在于，包括以下步驟I)對山地采煤沉陷水田漏水裂縫處進行表土剝離剝離水田漏水裂縫上方及邊緣的表土，剝離厚度為40-80cm，在表土剝離區(qū)周圍選取表土堆積點存放表土，且按照剝離土層的熟化程度分為上、下層2種表土堆，上層表土堆存放剝離厚度為0-35cm的熟土 ；下層表土堆存放剝離厚度為35-80cm的土壤；將剝離的表土按照其剝離的深度分別堆積在相應(yīng)的表土堆積點處，形成上、下層表土堆；2)保水材料覆蓋并壓實將保水材料覆蓋在步驟I)處理后的裂縫區(qū)內(nèi)形成覆蓋層，保水材料主要由膨潤土和土壤混合而成，膨潤土 土壤的體積比為1:(1_4);將覆蓋層壓實，覆蓋層壓實后的厚度為10-30cm ；3)在覆蓋層上注泥漿靜置在步驟2)處理后的裂縫區(qū)覆蓋層表面注入泥漿靜置，泥漿深度為淹過覆蓋層3-lOcm，靜置10-20天；泥漿原料為下層表土堆的土壤；4)表土回填并碾壓平整對步驟3)處理后的裂縫區(qū)，進行兩次表土回填，回填的順序為先后從下層表土堆和上層表土堆取土 ；回填下層表土堆的土壤過程中，每回填20cm進行1-3次碾壓，使回填碾壓后的高度距離裂縫區(qū)周圍地表20-40cm ;回填上層表土堆的熟土過程中，整體進行平整并I次碾壓；同時恢復(fù)或新建被破壞的排灌工程和田塊的護坡護坎；5)改良工程對步驟4)處理后的水田，進行田坎封堵，減少水田田塊水分測流；其次對田塊連續(xù)5-15天漫灌，使田塊的土壤含水量趨于飽和；在播種季播種當(dāng)?shù)厮酒贩N，維持2-3年犁耕。本發(fā)明的特點及有益效果I)通過保水材料覆蓋、覆蓋層表面灌注泥漿、改良工程中的漫灌和犁耕，土壤中形成3層隔水保護層，并且隔水保護層的構(gòu)建盡量利用原土和適量利用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利無害的膨潤土。極大提高了該方法適用性和可操作性。2)將表土保護分為上層表土堆和下層表土堆兩種表土堆積形式，同時為了復(fù)墾工程的方便在田塊中采用就近多點堆積；同時復(fù)墾工程實施的時間選擇在農(nóng)閑季節(jié)，根據(jù)設(shè)計可在1-3月內(nèi)結(jié)束，降低表土堆積時間，極大減少表土營養(yǎng)物質(zhì)的流失。3)覆蓋保水材料位置為表土剝離，地表以下30-80cm處，為水稻根系下部空間，盡量避免影響水稻正常生產(chǎn)。4)將保護表土、覆蓋保水材料、生態(tài)養(yǎng)地方法進行優(yōu)化并有機融合，可有效恢復(fù)沉陷耕地恢復(fù)利用和改良農(nóng)田生物環(huán)境；并重建沉陷水田穩(wěn)定的自維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，合理保護土地資源，社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益高；5)為水稻等水生、半水生作物的生長環(huán)境破壞后修復(fù)提供了一種便于推廣的實用技術(shù)方法。綜上，本發(fā)明針對水田漏水，重點重構(gòu)土壤中的隔水層，其次本發(fā)明在表土保護上采用分層堆積，相對之前的表土保護更加重視表層熟土保護。


圖1為本發(fā)明梯田表土剝離示意圖。圖2為本發(fā)明復(fù)墾土壤剖面 構(gòu)造圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出一種中國西南山地采煤沉陷水田裂縫復(fù)墾方法的具體實施例，結(jié)合附圖詳細說明如下本發(fā)明在進行復(fù)墾前首先進行沉陷地漏水水田的現(xiàn)場勘查。確定導(dǎo)致水田漏水裂縫位置和范圍，并調(diào)查裂縫所處地塊環(huán)境，設(shè)計表土堆置位置，計算保水材料和土壤的回填量，調(diào)制泥漿，并進行復(fù)墾修復(fù)。本發(fā)明的西南山地采煤沉陷水田裂縫復(fù)墾方法的實施例工程修復(fù)時間為晚冬或初春水稻播種前1-3月時間進行，之后利用生物手段進一步改良和恢復(fù)生產(chǎn)能力。具體步驟如下I)對山地采煤沉陷水田漏水裂縫處進行表土剝離剝離水田漏水裂縫上方及邊緣的表土，剝離厚度為50-70cm，在表土剝離區(qū)周圍選取表土堆積點存放表土，表土堆為圓錐形，分為2種表土堆，按照剝離土層的熟化程度分為上層表土堆，存放剝離厚度為0-35cm的熟土 ；下層表土堆，存放剝離厚度為35-70cm的土壤。將剝離的表土按照其剝離的深度分別堆積在相應(yīng)的表土堆積點處；表土的具體堆放如圖1所示，同一水平的梯田是作為一個施工單位，如圖1的方框所示；測出在施工單位內(nèi)裂縫區(qū)的分布情況如圖1中的11、12、13、14、15、16、17、18所示，共8個裂縫區(qū)，根據(jù)裂縫區(qū)位置，選擇堆放點，如圖1所示裂縫11的堆放點為上層表土堆111和下 層表土堆112 ;裂縫12的堆放點為上層表土堆121和下層表土堆122 ;裂縫13的堆放點為上層表土堆131和下層表土堆132 ;裂縫14和裂縫15共用堆放點為上層表土堆141和下層表土堆142 ;裂縫16和裂縫18共用堆放點為上層表土堆161和下層表土堆162 ;裂縫17的堆放點為上層表土堆171和下層表土堆172。2)保水材料覆蓋并壓實將保水材料覆蓋在步驟I)處理后的裂縫區(qū)內(nèi)形成覆蓋層，保水材料主要由膨潤土和下層表土堆的土壤混合而成，膨潤土 土壤的體積比為1: (2-4);將覆蓋層壓實，覆蓋層壓實后的厚度為20-30cm，壓實后保水材料的容重達到1. 4-2. Og/cm3。設(shè)覆蓋層面積為Scm2,由此計算覆蓋需要土量28Sg_60Sg，并根據(jù)填充土壤的容重1. 3-1. 4g/cm3，計算壓實前的保水材料的厚度為20-46cm，并為了節(jié)省做功為保水材料配水?dāng)嚢璨簩?，保水材料水的體積比為1:(0. 3-2)。為保證壓實均勻，保水材料效果生效實現(xiàn)，需配水后靜置24-48小時，并對壓實材料分層壓實。壓實的做功量為200-600千焦/m3。該步驟可以形成下層隔水保護層。3)在覆蓋層上注泥漿靜置在步驟2)處理后的裂縫區(qū)覆蓋層表面注入泥漿靜置，泥漿深度為淹過覆蓋層3-lOcm，靜置10-20天；泥漿原料為下層表土堆的土壤，配置完保水材料后，下層表土堆土壤剩余量大于20%。因此對下層表土堆的部分剩余覆蓋在保水材料上，并利用高壓水槍使其徹底攪拌，可形成泥漿。對土壤注水?dāng)嚢栊纬赡酀{的目的是使得土壤中黏土在靜置過程中通過水分的作用分層沉積，黏粒相互作用形成不透水層。該步驟可以形成中層隔水保護層。4)表土回填并碾壓平整對步驟3)處理后的裂縫區(qū)，進行兩次表土回填，回填的順序為先后從下層表土堆和上層表土堆取土 ；回填下層表土堆的土壤過程中，每回填20cm進行1-3次碾壓，回填碾壓后的高度距離裂縫區(qū)周圍地表30cm ;回填上層表土堆的熟土過程中，整體進行平整并I次碾壓；同時恢復(fù)或新建被破壞的排灌工程和田塊的護坡護坎；5)改良工程對步驟4)處理后的水田，進行田坎封堵，減少水田田塊水分測流；其次對田塊連續(xù)5-15天漫灌，使田塊的土壤含水量趨于飽和；再播種季播種當(dāng)?shù)厮酒贩N，維持2-3年犁耕。促進田塊中土壤黏粒逐漸向下遷移，并在水稻根系下方形成犁底層，減少水田中水分向下滲流。該步驟在進行農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)地的過程形成上層隔水保護層，加強水田復(fù)墾效果。本發(fā)明方法的復(fù)墾土壤剖面構(gòu)造如圖2所示，從下至上為工程未涉及原狀土 21、保水材料形成的下層隔水保護層22、泥漿沉淀形成中層隔水保護層23、下層表土堆回填為下層表土層24，厚度為5-lOcm和上層表土堆回填為上層表土層25，厚度為30cm。改良工程形成上層隔水保護層251 (位于上層表土內(nèi)的下部，經(jīng)過改良工程后，水田耕作深度為地表以下15-25cm處，經(jīng)過2-3年的 牛耕，會在耕作層底部形成隔水保護層，即251)。
權(quán)利要求
1.一種山地采煤沉陷水田復(fù)墾方法，其特征在于 1)對山地采煤沉陷水田漏水裂縫處進行表土剝離剝離水田漏水裂縫上方及邊緣的表土，剝離厚度為40-80cm，在表土剝離區(qū)周圍選取表土堆積點存放表土，且按照剝離土層的熟化程度分為上、下層2種表土堆，上層表土堆存放剝離厚度為0-35cm的熟土 ；下層表土堆存放剝離厚度為35-80cm的土壤；將剝離的表土按照其剝離的深度分別堆積在相應(yīng)的表土堆積點處，形成上、下層表土堆； 2)保水材料覆蓋并壓實將保水材料覆蓋在步驟I)處理后的裂縫區(qū)內(nèi)形成覆蓋層，保水材料主要由膨潤土和土壤混合而成，膨潤土 土壤的體積比為1:(1-4);將覆蓋層壓實，覆蓋層壓實后的厚度為10-30cm ； 3)在覆蓋層上注泥漿靜置在步驟2)處理后的裂縫區(qū)覆蓋層表面注入泥漿靜置，泥漿深度為淹過覆蓋層3-lOcm，靜置10-20天；泥漿原料為下層表土堆的土壤； 4)表土回填并碾壓平整對步驟3)處理后的裂縫區(qū)，進行兩次表土回填，回填的順序為先后從下層表土堆和上層表土堆取土 ；回填下層表土堆的土壤過程中，每回填20cm進行1-3次碾壓，使回填碾壓后的高度距離裂縫區(qū)周圍地表20-40cm;回填上層表土堆的熟土過程中，整體進行平整并I次碾壓；同時恢復(fù)或新建被破壞的排灌工程和田塊的護坡護坎； 5)改良工程對步驟4)處理后的水田，進行田坎封堵，減少水田田塊水分測流；其次對田塊連續(xù)5-15天漫灌，使田塊的土壤含水量趨于飽和；在播種季播種當(dāng)?shù)厮酒贩N，維持2-3年犁耕。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種山地采煤沉陷水田復(fù)墾方法，屬于環(huán)境、生態(tài)和損毀地治理和利用技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括對采煤沉陷導(dǎo)致裂縫并引起水田漏水的裂縫處進行表土剝離；對表土剝離后的裂縫區(qū)域進行保水材料覆蓋；對覆蓋的保水材料壓實并注泥漿靜置；對注泥漿靜置后的裂縫區(qū)進行表土回填和碾壓，并平整與裂縫區(qū)周圍的田塊形成一體；對回填碾壓后的水田進行灌水養(yǎng)地改良。本發(fā)明可以使采煤沉陷導(dǎo)致裂縫并引起水田漏水的耕地回復(fù)水田利用方式，并盡快達到正常水田生產(chǎn)水平，形成穩(wěn)定的自維持的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，形成水田保水系統(tǒng)，提高土壤微生物含量，改良土壤的理化性質(zhì)，形成良性農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)。
文檔編號A01B77/00GK103039147SQ20131000371
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者胡振琪, 李曉靜 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)