專利名稱：水庫床面防滲節(jié)水劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于節(jié)水化控制劑領域，特別涉及一種用于水庫、養(yǎng)魚池、蓄水池等床面的防滲節(jié)水劑。
背景技術：
我國治水歷史悠久，興修水利正是歷代安幫治國的大事。我國政府十分重視水利建設。所以，各項水利建設有了突飛猛進的發(fā)展，取得了偉大的成就，在社會發(fā)展，國民經濟和人民生活中發(fā)揮了巨大的作用。以吉林省為例，至1989年末，全省有大型水庫13座，中型水庫82座，小型水庫1222座，塘壩5533座。在全國其他省份的情況也大同小異，到1990年全國大中小型水庫8.5萬多座。但是，社會在發(fā)展，各行業(yè)的需水量一直在增長。按2004年國家統(tǒng)計，全國正常年份缺水量約400億m3，水危機嚴重制約我國經濟社會發(fā)展。政府明確指出“節(jié)約用水，高效用水是緩解水資源供需矛盾的根本途徑”。應該把節(jié)水和高效用水作為水利事業(yè)的重要內容。所以，無論國內外都在研究實施防滲工作，進行水池、水庫床面的防滲。因為床面都是土質或石質需要防滲。若新建的水庫，床面可用化控制劑進行防滲透，化控制劑如聚乙烯，聚丙烯，塑料薄膜，丁烯橡膠，塑料纖維、玻璃纖維，增強瀝青或水泥等材料。比較淺的池、庫(深度小于3m)或建筑在土質的庫、池，可用成本低的聚乙烯或聚丙烯薄膜作為防滲材料，也可用水泥制品或敷設瀝青防滲層進行防滲。在塑料薄膜或瀝青防滲層上仍要鋪填30～60厘米的土層并夯實，以防止薄膜或瀝青防滲層被氧化或凍裂。而且要防止蓄水池和庫渠床面的干涸，以免防滲層的干裂。比較深的池、庫或建筑在石質山區(qū)的庫、池需要采用較厚的韌性較強的乙烯基或加強的聚丙烯薄膜。水泥質的材料，如摻用水泥加固的土壤，鋼絲網水泥和用水泥填充的纖維制品，用作防滲材料，這些在國內外應用也很普遍。
對已修好的池、水庫有滲漏也要采取防滲措施。有報導，在美國亞里桑娜州的一個1000m3的蓄水池原來每天滲漏5-12cm水層，經過清除石塊和雜草后，用人工鋪撒了1000kg碳酸鈉，然后，用小拖拉機帶圓盤耙將碳酸鈉與8cm的土層混合。使?jié)B漏量下降到每天0.4cm水層。在最初處理的3個月，又補施一次鈉鹽200kg，于是這樣低的滲漏率一直保持了5年。現在，歐美許多國家，異丁橡膠越來越多地被用來鋪襯水庫、溝渠和蓄水池，它堅固耐久，抗風化和蟲害，但用于防滲成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，利用粘土，配合土質活化劑和土壤層形成助劑制成化控制劑，在水庫的水面上使用空氣壓縮機，把水庫床面的淤泥和防滲劑混合均勻，共同漂浮在水面上，過一段時間后在水庫床面的淤泥層底下形成均勻而致密的粘土防滲層，大量減少床面的滲漏，達到節(jié)水目的。
下面較詳細說明。
首先是指導思想，也是本專利的出發(fā)點。根據水力學的達西定律可知，滲透系數k=cϵ·r2η,]]>其中ε為材質土壤總孔隙率，r為孔隙的水力半徑，η為流體水的粘度，c為常數。如果已建好的水庫，庫里都有水要改變水庫床面上的土質孔隙率是不現實的。所以，在一般情況下利用孔隙較小，又孔隙致密的材質鋪設床面，達到防滲節(jié)水目的，但這些材質除了水泥材之外一般是疏水性有機高分子材質。本專利則采用了土質中最符合防滲要求的粘土作為主成分材質。
其次是原理，已決定主成分粘土之后，應配上功能性助劑。本專利采用了土質活化劑和土壤層形成助劑，在水面上的施工中利用懸乳的方法使床面的淤泥和防滲節(jié)水劑得到漂浮活化混合，過一段時間之后助劑的功能和重力作用的配合之下，使得淤泥層底下重新形成均勻致密的粘土防滲層。
然后要說明配方。本專利水庫床面防滲節(jié)水劑，粘土為主要成分，其重量比為91％-96％。眾所周知，粘土組成是很復雜的，十幾種氧化物的混合物，其中SiO2、Al2O3、Fe2O3三者合占整個粘土成分的75％以上。而且，地點不同其氧化物組成也不同。配合功能性助劑——土質活化劑，其重量比為1％-3％，和土壤層形成助劑，其重量比為3％-6％；所說的土質活化劑是腐殖酸鈉、Mg(OH)2·MgCO3、Ca(OH)2·Ca3(PO4)2中的一種或兩種(即，單獨使用或兩種復合使用)；所說的土壤層形成助劑是聚丙烯酸酸鈣(PAA-Ca)、水解聚丙烯酰胺(HPAM)、淀粉接枝丙烯酸鈉共聚物(S-PAA-Na)中的一種或兩種(即，單獨使用或兩種復合使用)。
本專利水庫床面防滲節(jié)水劑根據環(huán)境保護的要求，符合國家綠色食品肥料使用規(guī)則，其有毒元素限量指標，砷(As)≤0.002％，鎘(Cd)≤0.002％，鉛(Pb)≤0.01％。
具體生產和施工作法。本發(fā)明水庫床面防滲節(jié)水劑的生產工藝分兩步。第一步，將把主要成分和各助劑都要經過預處理，在120℃干燥，水分控制≤5％，然后進行粉碎，尺寸控制在μm級，第二步，預處理的各種料，按配方計量，之后利用螺桿輸送機和空氣壓縮機送入攜帶多級旋風分離器的耐壓混合罐里進行充分混合，最后再經氣壓送入儲罐，通過化驗檢測，然后包裝。
施工可以用船進行，需要一臺空氣壓縮機(或水泵)和一臺柴油發(fā)電機(如水庫周圍有電就不用)。船上裝好袋裝防滲節(jié)水劑，沿著水面均勻干撒，尤其注意庫周邊緣區(qū)。打開空氣壓縮機，出氣口用長幾米的塑料管接口之后插入到接近庫床面處，利用壓縮空氣的氣流力量把床面淤泥漂上來，而且利用助劑的功能和氣流協(xié)同把淤泥和防滲節(jié)水劑混合充分，進行活化，靠助劑的性能和重力協(xié)同作用，在淤泥層底下重新形成均勻致密的粘土防滲層。本專利水庫床面防滲節(jié)水劑的使用劑量以水庫床面面積按0.1kg-1.8kg/m2計算，根據滲漏情況確定。一般情況使用劑量為0.5kg-1.0kg/m2。
本發(fā)明技術施工既簡便又科學、投入少、見效快、效果好、易推廣。本發(fā)明制劑是中性制劑，無毒、無味、無污染，是親環(huán)境制劑，又可大量防滲節(jié)水，使用者既得環(huán)境效益，同時又得可觀的經濟效益。


圖1是自制的達西實驗儀結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的效果由比較施加本發(fā)明的產品前后土質的滲透系數來說明，見實施例1～3。本發(fā)明的效果還由使用試驗的結果來說明，見實施例4～6。
實施例1本實施例目的是測定土壤滲透系數k，使用儀器為自制的達西實驗儀。圖1是達西實驗儀結構示意圖，1為圓筒，2為測壓管，3為滲流出口，4為溢流口，5為被測試的土樣，6為注水龍頭。
本實施例的達西實驗儀圓桶1直徑D＝30.0cm，圓桶底面積A＝706.5cm2，測壓高度L＝70.0cm，裝土樣的高度稍大于測壓高度L，hw為上、下測壓管2的水位差，土樣水面和滲流出口面水頭損失hw為隨土樣土質不同而變化，Q為單位時間的滲水量。按達西公式Q=kAhwL,]]>計算出土壤滲透系數k。
測定實驗之前要做準備工作。從目的地取回的土樣先裝到圓桶1內，并按要求高度裝好。為使裝置里的土樣接近當地土壤的孔隙結構，用水泡四天，而且在測定前把土樣中的水滲流干凈，達到田間持水率。
本實施例實驗測定的土樣為實施例4的水庫床面土，經四天水泡，準備工作就序之后，測得Q＝1498.8cm3(5小時)，hw＝55.0cm，L＝70.0cm，A＝706.5cm2，按達西公式Q=kAhwL,]]>計算得k前＝1.5×10-4cm/s。測定原土樣的k前之后，測試施加水庫床面防滲節(jié)水劑后的k后。取配方為粘土91％，土質活化劑腐殖酸鈉3％，土壤層形成助劑PAA-Ca 6％的水庫床面防滲節(jié)水劑300g，均勻撒入土樣表面，邊攪拌(鐵棒)10cm深度，邊加水，靜止4小時后測定數據，得Q＝45.8cm3(5小時)，hw＝65.0cm，L＝70.0cm，A＝706.5cm2，按如上公式計算，得k后＝4.1×10-6cm/s。k后遠遠低于k前。
實施例2裝置和操作方法同實施例1，土樣為實施例5的養(yǎng)魚池床面土。實驗得土樣滲流系數k前＝5.2×10-4cm/s，然后，取配方為粘土96％，土質活化劑Mg(OH)2·MgCO31％，土壤層形成助劑HPAM3％的水庫床面防滲節(jié)水劑706g，按實施例1的方法測定和計算，結果得到k后＝4.1×10-6cm/s。k后遠遠低于k前。
實施例3裝置和操作方法同實施例1，土樣為實施例6的飲用水池床面土。實驗得土樣滲流系數k前＝3.5×10-4cm/s。然后，取配方為粘土93％，土質活化劑Ca(OH)2·Ca3(PO4)22％，土壤層形成助劑S-PAA-Na 5％的水庫床面防滲節(jié)水劑500g，按實施例1的方法測定和計算，結果得到k后＝5.8×10-6cm/s。k后遠遠低于k前。
實施例4在長春市新立城大水庫的東邊有一座三面山坡圍繞的面積有7000m2的人工小水庫，其床面都是山巖石風化的砂礫土，因滲漏嚴重，從農安縣運來5-6車粘土，鋪設在床面，結果還是滲漏嚴重，等到水面高0.5米時利用本專利水庫床面防滲節(jié)水劑進行了防滲施工。因水淺就以人工干撒制劑，配方為粘土94％，土質活化劑腐殖酸鈉1％，加上Mg(OH)2·MgCO31％，土壤層形成助劑PAA-Ca 2％和HPAM 2％混合物的水庫床面防滲節(jié)水劑1噸，然后，利用手膚拖拉機對整個床面進行較均勻犁耙，花一個上午時間，施工完畢。過了四天后整個庫水面達到1.5米，利用連續(xù)三天時間進行測定水位下降情況，測定結果是平均每天滲流量為0.4cm，由此說明，本專利防滲節(jié)水劑和施工效果確實很好。
實施例5在長春市經濟技術開發(fā)區(qū)有一家面積500m2的金魚養(yǎng)魚池，水源為自來水，水深1.5米，土質為粘壤土。池里養(yǎng)育每條1-1.5公斤以上的金魚，魚的密度非常大，池面滲漏嚴重自來水浪費太大。所以，以本專利水庫床面防滲節(jié)水劑實施防滲工程。利用配方為粘土95％，土質活化劑腐殖酸鈉0.5％和Ca(OH)2·Ca(PO4)20.5％，土壤層形成助劑PAA-Ca 2％和S-PAA-Na 2％的水庫床面防滲節(jié)水劑0.5噸，使用一條木筏，裝上本制劑人工用手撒入水面，再用空氣壓縮機通過塑料管吹入空氣，經2小時整個工程施工完畢，經過三天穩(wěn)定期后，第四天開始連續(xù)檢測水位變化結果表明，每天平均滲流量為0.35cm，而且整個施工開始到測定結束一條魚也沒有傷亡。說明了本專利水庫床面防滲節(jié)水劑是綠色的，而且是高效防滲制劑。
實施例6在白山市內有一座飲用水的引水工程的終段處600m2水池子，水池床面為砂壤質土壤，滲漏嚴重。所以，利用配方為粘土92％，土質活化劑Mg(OH)2·MgCO32％和Ca(OH)2·Ca3(PO4)21％，土壤層形成助劑HPMA 2％和S-PAA-Na 3％的水庫床面防滲節(jié)水劑1噸，用小船按實施例5的方法進行了防滲施工。過了五天后水位達2.0米，經五天的連續(xù)測試，平均每天滲流量為0.36cm，由此可見，防滲效果很好。
權利要求
1.一種水庫床面防滲節(jié)水劑，其特征在于，組成有粘土，其重量比為91％-96％；土質活化劑，其重量比為1％-3％，和土壤層形成助劑，其重量比為3％-60％；所說的土質活化劑是腐殖酸鈉、Mg(OH)2·MgCO3、Ca(OH)2·Ca3(PO4)2中的一種或兩種；所說的土壤層形成助劑是聚丙烯酸酸鈣、水解聚丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酸鈉共聚物中的一種或兩種。
2.按照權利要求1所述的水庫床面防滲節(jié)水劑，其特征在于，有毒元素限量為砷≤0.002％，鎘≤0.002％，鉛≤0.01％。
全文摘要
本發(fā)明的水庫床面防滲節(jié)水劑屬用于水庫、養(yǎng)魚池、蓄水池等床面的節(jié)水化控制劑技術領域。成份及按重量百分比是粘土91％－96％，土質活化劑1％－3％，土壤層形成助劑3％－6％；所說的土質活化劑是腐殖酸鈉、Mg(OH)
文檔編號C09K107/00GK101029234SQ20071005535
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權日2007年2月15日
發(fā)明者崔湘浩, 趙淵 申請人:吉林省新世紀農業(yè)科技有限公司