用于沙漠治理的填埋物的制作方法

本實用新型涉及土地沙漠化治理領域，特別涉及一種同時滿足工程固沙、化學固沙和植物固沙三種功效的海綿填埋物。

背景技術：

沙土指含沙很多的土。沙土土質疏松，透水透氣性好，但保水保肥能力差， 耕種時需要改良。

沙漠化是當今人類面臨的最為嚴峻的重大環境問題之一。

我國是世界上受風沙土和沙漠化嚴重危害的國家之一。中國國家林業局于 2011年公布的數字，全國沙化土地面積173萬平方公里，占國土總面積的18%， 其中沙漠面積有80.89萬平方公里，約占國土面積的8.4%。

沙漠治理的基本途徑是削弱近地表層的風速，減少氣流中的輸沙量，延緩或阻止沙丘前移。通常分為為工程固沙、化學固沙和植物固沙三大類。

工程固沙是利用雜草，樹杈，土墻或其它構筑物等，在流沙上設風障或覆蓋沙面，防止風沙流動。工程治沙措施具有收效快的特點，但防護期短。

化學固沙是在流動沙地上噴灑化學粘結材料，在流沙表面形成覆蓋層，或滲入表層沙中，把松散的沙料粘結起來形成固結層，從而防止風力對沙料的吹揚和搬運。

植物之所以能夠固定流沙，一是由于沙生植物具有發達的根系，能固結其周圍的沙土顆粒，加之枯枝落葉的堆積，腐爛后有利于有機質的聚集，促使沙土的成土作用，改變沙地性質，使流沙趨向穩定；二是由于沙丘上栽種植物后，增加了地表的粗糙度，因而也就增加了對風的阻力，降低風速，削弱與抑制了風沙流活動。植物固沙可改善植被覆蓋沙域的生態條件，促進沙地植物群落向良性方向 發展，形成穩定的生態系統，有利于增加生物多樣性。

但是，人們發現，單獨使用以上各種方法，難以起到大的成效。需要采用綜合治理的方式，同時實現沙土固化的短期效果和長期效果。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種用于沙漠治理的填埋物，同時起到工程固沙、化學固沙和植物固沙三種功效。

本實用新型公開一種用于沙漠治理的填埋物，其特征在于，包括異形海綿體，在異形海綿體的外側包裹有能溶于水的固態有機物質層；所述異形海綿體內具有微孔吸水結構；所述異形海綿體的外形具備勾連結構，拌和后能夠相互勾連形成網絡結構，但受到強大外力拉扯又能夠分開；所述固態有機物質層溶于水后具備粘連性，能夠將沙土顆粒粘連在異形海綿體表面。

能溶于水的固態有機物質可以通過浸泡或噴涂包裹在所述異形海綿體外表面，形成固態有機物質層，優選的，是將異形海綿體浸泡在固態有機物質的溶液中，拌合后形成。

進一步的，所述異形海綿體表面還有盲孔或通孔。盲孔中能夠容納沙土，能提高海綿體重量，通孔中能容納植物根部進入，固化植物根部。

進一步的，所述異形海綿體的外形具備勾連結構，勾連結構是指相互拌和后容易勾連在一起，但受到強大外力拉扯又能夠分開的結構。這類勾連結構顯然并非常見的方塊形、圓形、條狀、片狀或者纖維狀。為達到勾連效果，可以有立體勾連結構和平面勾連結構，為了滿足生產制作方便，優選的平面勾連結構包括：帶有切口的O形結構、C形結構、E形結構、U形結構、M形結構、N形結構和S形結構。

進一步的，填埋物的外側還包裹有能溶于水的用于植物生長的營養物質層。當遇到下雨或澆灌，水分與營養物質層結合，形成溶液，溶液中的營養物質能緩慢釋放出來為植物生長提供養分。

本實用新型的有益效果：本實用新型的用于沙漠治理的填埋物填入沙土中后，其表面的固態有機物濕時能夠粘連沙土顆粒，干時能夠粘接沙土顆粒；其外形特點使其容易相互勾連形成立體的網絡結構，還有盲孔可容置沙粒，有通孔可容置植物根部生長進入；其內部的微孔吸水結構，是良好的蓄水材料，特別是所加入的固態有機物質也具有保水蓄水且存儲養分的特性；同時，添加了植物生長所需的一般營養成分，更是能夠促進植物生長。

本實用新型的用于沙漠治理的填埋物，和現有技術的其它沙土治理措施相比，具有以下優點：

①與工程固沙相比：

位于地表和地下的填埋物能夠相互勾連，形成立體網絡結構，表面的盲孔還能收納沙土，有效固沙。

遇到特大外力時，立體網絡結構受到破壞，但本實用新型的填埋物使用的是異形海綿體，其在滾動過程中還是會逐漸相互勾連，恢復形成立體網絡結構，其物理層面的破壞性是可恢復的。

②與化學固沙方法相比：

本實用新型采用將具有保水、粘結以及儲存養分功能等作用的固態有機物質溶于水后與海綿體混合并拌合的方法，其不僅可以粘接表面沙土，還能夠相互勾連粘接，在干燥的時候形成立體網絡結構，網絡結構中間的沙土仍具備透氣透水性能。

一般的化學固沙措施通過在沙土表面噴灑化學固沙劑，通過固沙劑的滲透對表面沙土的約束進行增強，只改變沙土表面的約束方式，其深度一般較淺，其約束具有不可恢復性，對自然環境的影響較大，通常費用高。

與普通的化學固沙相比，本實用新型還具有破壞的可恢復性，本實用新型采用的固態有機物質可溶解于水中，溶解后的液態物和海綿體混合并拌合形成填埋體后，再填埋至沙土中，其能將沙土粘接在海綿體表面，其中的水分難以喪失，即使水分喪失后，若再遇水，固態有機物質可再次溶解于水中，再次粘接沙土與海綿體，或者粘接沙土和沙土，且此過程可以無限反復，因此本實用新型在化學層面的破壞性也是可恢復的。

③與現有的植物固沙方法相比：

根據異形海綿的數量和大小不同，利用本填埋物所形成的網絡狀結構，深度可從100mm到500mm；為植物生長提供了良好的鎖水和透氣性能，在添加營養成分后可長期并形成植物的生長周期。海綿體內的空隙或通孔，能夠有效固定植物根系，促進植物生長。

④本實用新型具有顯著的經濟性、可實施性和環保性。

首先，本實用新型使用海綿體作為填埋物的主要原料，其成本低，運輸便宜。特別是使用真空包裝運輸，成本更低。一次性投資建設，長期有效。本實用新型采用的固態有機物在摻量極小的條件下即可形成，如采用聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素和纖維素醚中的一種或兩種及以上的混合或共聚物，都是常用的化工材料，材料成本也較低，而施工方法也較為簡單，僅采用攪拌等常規工藝，機械、人工費用也較低，因此綜合投資成本將具有可觀的經濟性。

其次，與常規固沙方法不同，投入本實用新型形成的填埋物后，沙體具有可循環性，一次投資建設后，可種植各種植物，填埋物所形成的立體的網絡狀結構能防風固沙，穩定植物根系，而植物的根系又反過來穩定網絡狀結構和沙體，且腐爛的根莖、葉子等又可作為養分，為沙體改造形成良性循環，沙體將真正變為可利用的類土地資源，具有一次投資長期收益的特點，因此其間接的經濟性將不可估量。

本實用新型還具有環保性，本實用新型的固態有機物質，可以采用富含營養的材料，其本身可為植物的生長提供必須的養分，也可在其中加入植物生長必須的養分。這些常用的物質，比如羧甲基纖維素鈉，本身還為食品添加劑，對環境無污染，費用低，易于實施。

綜上可以看出，本專利申請的技術措施從原理上同時實現了工程固沙、化學固沙和植物固沙三種功效，可直接種植各種植物，從根本上起到沙漠治理的作用。

附圖說明

圖1為本實用新型第一實施例的示意圖；

圖2為本實用新型第一實施例的立體示意圖。

具體實施方式

本實用新型的用于沙漠治理的填埋物，其內部使用異形海綿體，所述海綿體的材料并無限制，但必須具備環保性，不能對外釋放對環境有害的物質。

本實施例所使用的海綿體材料，其內部空隙直徑一般在0.1-0.5mm之間。如果空隙較大，無需再有通孔或者盲孔，因為沙土和植物根系都能輕易進入其中，如果空隙較小，可以輔助在其表面開設向內的盲孔或通孔。

本實施例中優選采用0.3mm空隙的海綿體材料，其自身的吸水性低，但其成本更低。

請參照圖1和圖2，本實施例中，異形海綿體的外形為E形結構，其截面為5mmX5mm的方形。可以理解的，這樣的很多的異形海綿體在一起，就會相互勾連成為網狀結構。

本實施例中，異形海綿體內具有連通孔隙和封閉孔隙；本實用新型中的異形海綿體孔隙率可大于離散沙土的孔隙率，也大于普通土壤的連通孔隙率；該孔隙可以存儲水分、養分和空氣，使其能適應植物生長。

能溶于水的固態有機物質，在溶于水后能夠粘連在海綿體的表面，其具有粘結性及粘附性，能夠將沙土顆粒粘連在海綿體的表面。所述能溶于水的固態有機物中還可以添加有利于植物生長的營養物質。

本實施例中，所述能溶于水的固態有機物質包括天然高分子及其改性固態 物質和合成高分子固態物質中的一種或兩種及以上的混合物；如：聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素和纖維素醚中的一種或兩種及以上的混合或共聚物；以低成本并起到期望作用的固態物質為主；能溶于水的固態有機物質并不局限于上述所列固態物質，具有與所列固態物質性質相同或相近的固態物質均能實現目的，前提是最終形成的具有粘結性及粘附性的溶液，且該固態物質在水中具有增稠性和水溶性，才能實現發明目的，在此不再贅述。

本實施例中，還添加有機高分子助劑、小分子助劑、表面活性劑和PH值調節物質中的一種或兩種及以上的混合物；有機高分子助劑、小分子助劑和表面活性劑可選擇如甘油、季戊四醇、三乙醇胺、烷基羧酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基三甲基氯化銨、烷基伯銨鹽、烷基仲銨鹽、烷基叔銨鹽、烷基季銨鹽、甜菜堿表面活性劑、氨基酸型表面活性劑、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、多元醇型表面活性劑等；PH值調節物質，比如添加酸、堿性調節物質，如石灰，硫磺粉，硫酸亞鐵粉末，食醋液，松針土，磷酸二氫鉀溶液及其它改善或調節改性沙土酸堿性的物質。

所添加的有機高分子助劑、小分子助劑、表面活性劑和PH值調節物質并不局限于上述所列物質，具有與所列物質性質相同或相近的物質均能實現目的。

當然，還可添加吸水性樹脂、改性淀粉，改性纖維素，聚丙烯酸鹽及其共聚物類、聚丙烯酰胺及其共聚物類、聚乙烯醇類，聚氧乙烯醚類、大豆蛋白類、絲蛋白類，果膠、藻酸、殼聚糖及其改性物，高吸水性樹脂的共混、高吸水性樹脂與無機物凝膠的復合物等；

本實施例包裹有營養物質層，所述營養物質包括有機肥、無機肥及有機無機復合肥，如有機復合肥、氮肥、磷肥和鉀肥或者二元復合肥料氮磷、氮鉀和磷鉀的二元復合肥以及氮磷鉀三元復合肥等，均能夠提高治理后的沙土的綜合性能，適合于植物生長。

實驗表明，能夠反復溶解于水中、且在水中具有增稠性和水溶性，繼而能夠形成具有粘結性和粘附性溶液的物質具有多種，比如：聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素鈉、羥丙基甲基纖維素和纖維素醚中的一種或兩種及以上的混合或共聚物；溶解于水中之后、不僅能夠在較大的摻量（水分蒸發后的固含量）情況下（比如質量百分比20%以上）配制出具有粘結性及粘附性的溶液，而且可以在較小摻量的情況下，比如5%以下，配制出具有粘結性及粘附性的溶液。使用時還可加入某些助劑，進一步改善或提高溶液的粘結性及粘附性；無機物質與有機物質也可以復配，以得到我們所期望的具有粘結性及粘附性的溶液。

將異形海綿體與所述具有粘結性和粘附性的溶液（含養分）混合并拌合后，便能夠形成濕性填埋物；將填埋物埋入沙土中后，水分和養分存儲在溶液中而溶液又粘附在異形海綿體的孔隙中和表面；干燥以后，原先溶解于水中的固態有機物質固結后粘結海綿體和沙土，并且，所述固結后的固態有機物質還能夠再吸收水分并重新溶解于水中，如果向周圍擴散，還能粘接沙土和沙土。

可以理解的，隨著海綿體材料的空隙不同，以及溶液中的固態有機物的濃度不同，本實用新型的填埋物的孔隙既可以小于，也可以大于離散沙土的孔隙，我們可以通過不同的配比和結構調節填埋物的孔隙率，使其含有我們期望的水分、養分和空氣。

依據目的、施工要求或經濟性的不同，可以配制低粘度的溶液（粘度 100mpa·s以下），也可以配制中等粘度的溶液（粘度在100mpa·s～5000mpa·s 之間），還可配置高粘度的溶液（粘度大于5000mpa·s）。

需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。