边坡生态范文10篇

时间:2023-04-11 20:36:28

边坡生态

边坡生态范文篇1

关键词:边坡生态环境生态防护灌木

在公路、铁路、水利、矿山等基础设施的施工过程中,原地貌植被的破坏不可避免,弃土、弃石、开挖等会给和谐的自然环境留下大量的裸露边坡。这些边坡有的是岩质边坡,有的是土质边坡,或陡或平。根据恢复生态学原理,在排除环境干扰的条件下,土质边坡有自我修复、恢复的能力,但这是个漫长的过程,随着环境的变化有很多不确定性,不能及时达到防护和绿化的效果。岩质边坡因缺乏植被生长的条件,更难于自我恢复[1]。鉴于此,只有借助人工才能加快其恢复过程。利用植被稳定边坡、改善生态环境在生态学上称为边坡生态防护。近10多年来,人们开发出了多种既能起到良好的边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术。它不同于以往的工程防护措施,能与传统的坡面工程防护措施共同形成边坡工程植物防护体系,以坡面长期稳定为目的,以保护当地自然植物群落结构、恢复生态系统、防止水土流失、减轻管理工作量为宗旨,主要靠植物根系与土壤之间的附着力以及根系之间的相互缠绕来达到加固边坡的目的。边坡生态防护可以涵养水源、减少水土流失,还可以有效地净化空气、保护生态、美化环境,具有生态效益[2]。

边坡生态防护的主体是植物,目前采用最多的是豆科、禾本科等草本植物[3],对灌木、乔木等木本植物研究较少,实践中也不太成功,但木本植物在生态防护中有自己的优势。本文通过分析草本、木本植物在边坡生态防护中的作用,着重研究灌木的应用前景。

1生态防护的理论体系

生态防护的目标之一是使植物存活并正常生长。然而长期以来,人们仅把不良自然条件下树或草坪的成活作为研究目的,并在栽培方面获得了很大成功,形成了一系列在不同条件下的施工工艺或技术,如植生带、土工网、三维网、草袋、保水剂、生根粉等[4]。现代生态防护工程则不能仅以植物存活为研究目的。大量的施工实践证明,边坡防护施工后,有的看似达到了生态防护的目的,表面上植被恢复了,水土流失也得到了一定的控制,但时间一长,由于植物之间的恶性竞争或外界环境不能满足植物生态习性的要求,致使植物生长势逐渐减弱,群落开始逆行演替,刚刚恢复植被覆盖的土地又会退化为裸地,形成水土流失现象[5]。

为发挥植物持续永久的综合生态功能,应运用生态学原理构建一个和谐有序、稳定的植物群落,这一点非常重要,其关键是护坡植物的选择。下面研究在不同的边坡上制定物种配方应遵循的原则。

1.1遵从植物生态习性,因地制宜

植物的生态习性是指植物生长对环境条件的要求,包括气候生态条件、土壤生态条件、生物生态条件等。气候生态条件(光照、湿度、温度等)影响植物的生长繁殖,决定植物能否顺利越冬、越夏;土壤生态条件(养分、肥力、结构、pH值、盐分等)与植物的生长密切相关;生物生态条件关系着植物的生长发育。如果外界环境不能满足植物的生态习性,植物生长就要受到阻碍甚至发生退化。因此,在选配植物时应综合考虑环境条件,因地制宜合理种植。

1.2保持物种多样性,建立自然群落结构

目前,学术界就物种多样性在生态系统中的作用提出了很多假设,如冗余种假设[6]、零假设、特异反应假设、铆钉假设等,对这个问题的看法还没有完全一致的认识。多数生态学家认为,物种多样性是群落稳定的一个重要尺度,物种多样性指数高的群落,物种之间往往形成比较复杂的关系,植物链或植物网更加趋于复杂,当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时,群落有一个较强的反馈系统,可以缓冲干扰。当某一物种发生病虫害时,不可能侵染所有的物种,即病虫害不易传播。植物的自然群落结构是草、灌、乔三位一体的多层次的复杂结构,物种多样性指数高,在一般的情况下抗外界干扰的能力强,即使群落中一种或几种植物受到病虫害的危害而死亡,其他的植物也会填补其留下的空白。

1.3遵从生态位原则,优化植物配置

基于物种多样性的考虑,在利用植物进行边坡防护时采用的植物种类较多,这就要求拟定一个合理的配方,因自然群落中的物种、种群不是偶然的组合,而是生态上的协调与组合[7]。绿化植物的选配除了要考虑它们的生态习性外,实际上还取决于生态位的配置,这是生态防护工作关键的一步,它直接关系到系统生态功能的发挥和景观价值的提高。因此,在选配植物时,应充分考虑植物在群落中的生态位特征,从空间、时间和资源生态位上的分异来合理选配植物种类,使所选择植物生态位尽量错开,从而避免种间的直接竞争[8]。

1.4遵从互惠共生的原理,协同植物之间的关系

在植物生长发育过程中,根系作为植物和土壤的重要界面,不仅是重要的吸收和代谢器官,而且是重要的分泌器官[9]。它一方面从生长介质中摄取养分和水分,另一方面也向生长介质中分泌离子和大量的有机物质。当一些植物的分泌物对另一些植物的生长发育有利时,他们互惠共生,相互促进生长,如皂荚与七里香在一起生长时,互相都有促进作用;当一些植物的分泌物对其他植物的生长发育不利时,就会影响其生长。群落中植物的分泌物对其他植物的生长发育有很大的影响,在选配植物种时应高度重视。

2生态防护的现状

目前,在生态防护中草坪应用比较广泛。根据草种对气候的适应性,可将草种分为冷季型草种(早熟禾属、羊茅属、黑麦草属、胡枝子属、苔草属、三叶草属、百脉根属等)、暖季型草种(狗牙根属、狼尾草属、地毯草属、钝叶草属、假俭草属、马蹄金属、画眉草属等)、过渡型草种(野牛草属、结缕草属等)。在边坡防护工程中大都选择一些根系发达、固土能力强的草种,如早熟禾、黑麦草、羊茅草、狗牙根、假俭草、钝叶草、马蹄金等[10],然后采用合理的施工技术播种,并精心呵护以保证一定的成活率。早期,种子发芽率高、出芽整齐,如黑麦草,播种7天后,发芽率可达90%以上,1个月后,原来裸露的边坡就披上了绿装。表面上看,植被恢复了,水土流失得到了控制,生态环境得到了改善,但这种好景不长,短则一年半载,长则2~3年就会发生衰退现象。如华南地区引进的多年生黑麦草,不耐高温、不能越夏,在夏天很快就消失,不能完成世代交替[11],但麦草在初期生长非常旺盛,有竞争优势。为达到四季常青的效果,在护坡工程中还常常采取冷季型草与暖季型草混播的措施,但因暖季型草在冬天枯萎后常阻碍冷季型草的发芽、繁殖,冷季型草在夏天又阻碍暖季型草的发芽、繁殖,还是很难达到四季长青的效果。究其原因,我们认为这种生态防护工程旨在利用人工的方法加快植被恢复过程,往往违背了自然演替规律,在选配植物时,大多只考虑单个物种的生态习性,欠考虑物种间的竞争关系,忽略了物种多样性对生态系统功能的贡献。另外,草本植物在水土保持功能上也有一定的缺憾:一是根系较浅,固坡护坡效果较差;二是群落易发生衰退,二次恢复很困难;三是管理费用高;四是外来种的大量采用,对生态安全有很大风险。

3灌木在生态护坡中的作用

我国的边坡坡度一般为45°,有的甚至达到60°以上,单纯用草本植物虽然覆盖度大、美观,初期植被均匀整齐,但防护效果不太理想,而栽植乔木又会提高坡面负载,在风力作用下极易造成坡面的不稳定或坍塌。随着实践经验的提高,人们逐渐认识到灌木绿化具有的优势。灌木不仅具有良好的抗旱、保水、保土、防风沙、降尘土、抗盐碱等优点,而且生长快、耐贫瘠、对土壤环境要求不高,和草本植物相比,优势相当明显:一是灌木类木本植物根系的先端部位能向土壤母质内部延伸,在吸取其营养的同时固持风化土层,增强边坡的稳定性。二是维护管理作业量小,灌木对水、肥的需求少,适应性强。三是对小气候的改善作用明显,能缓和阳光的热辐射,使酷热的天气降温、失燥,给人以舒适的感觉。同时由于灌木的生物量比草本植物大,进行光合作用吸收的二氧化碳多,吸滞烟灰粉尘,稀释、分解、吸收和固定大气中的有毒有害物质也较多,能更好地净化空气。但单一的灌木群落也易产生表土侵蚀,对初期的水土保持不利。因此,在边坡防护过程中,植物种的选择以草本植物与灌木配合为宜,二者结合,可起到快速持久的护坡效果,有利于生态系统的正向演替。

但采用草本植物种子和灌木种子混合播种时,有时会不尽如人意,常常形成稀树草原的格局,这是因为草本植物一般发芽早、成坪快,往往扼杀刚刚发芽的灌木幼苗。所以在当今的绿化施工过程中,一般先种植生长速度快、成坪快的先锋草本植物[12],以达到快速恢复植被,控制早期水土流失的目的,然后因地制宜栽植灌木。

[参考文献]

[1]叶建军,周明涛,许文年.谈喷射护坡绿化技术[J].水土保持研究,2004,11(2).

[2]谭少华,江溢敏.高速公路边坡生态防护技术研究进展与思考[J].水土保持研究,2004,11(3).

[3]许文年,叶建军.工程边坡绿化技术初探[J].三峡大学学报(自然科学版)[J].2001,23(6):512~515.

[4]刘龙,叶慧海.高速公路路域植被恢复设计与技术施工初探[J].交通环保,2002,23(1).

[5]范庆春.公路绿化与水土保持初探[J].交通环保,2002,23(5).

[6]曹成有,朱丽辉,蒋德明,等.固沙植物群落稳定性机制的探讨[J].中国沙漠,2004,24(4).

[7]刘孔杰,刘龙,周有秀.生物多样性在路域植被恢复中的应用[J].交通环保,2002,23(4).

[8]樊江文,钟华平,杜占池,等.草地植物竞争的研究[J].草业学报,2004,13(3).

[9]郝红建,蒋新,常江,等.根分泌物在污染土壤生物修复中的应用[J].生物学杂志,2004,23(4).

[10]许文年,叶建军.岩石边坡护坡绿化技术应用研究[J].水利水电技术,2002(7):35~40.

边坡生态范文篇2

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石裸露边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

边坡生态范文篇3

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石裸露边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

边坡生态范文篇4

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石裸露边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

边坡生态范文篇5

1.前言

生态建设和环境保护是21世纪人类共同关注的热门话题,也是世界各国政府和人民为之不懈努力解决的焦点问题。基本建设的快速发展与生态环境的不协调,导致了人类赖以生存环境的生态破坏,同时也制约了社会经济的可持续发展,对人类的生存和社会发展构成了威胁。因此,项目开发与环境保护兼顾是经济可持续发展的重大课题,在工程建设中合理利用资源、保护环境、美化环境,是我们必须正视和认真对待的问题。

公路、铁路、水利等工程建设与自然环境密切相关。其工程规模大、项目多、涉及面广,土石填挖工程形成的大量土石裸露边坡,破坏了既有植被,对当地生态环境影响较大,以往通常采用单纯的工程防护,如浆(干)砌片石、喷锚防护等,这些工程措施都导致原有植被破坏、水土流失、滑坡、边坡失稳等一系列生态环境和工程问题。国家已经十分重视工程建设中的生态建设和环境保护,国务院下达了[2000]31号文件“关于进一步推进绿色通道建设的通知”,工程建设中的生态建设、环境保护已提上议程,这对整个工程建设的可持续发展战略的实施起到了推动作用。

2.边坡生态防护现状

近十多年来人们开发出了多种既能起到良好边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术,与传统的坡面工程防护措施共同形成了边坡工程植物防护体系。

根据不同的边坡土质条件,采用不同的施工方法和施工工艺可将边坡植物防护技术分为:①人工种草护坡;②平铺草皮护坡;③液压喷播植草护坡;④土工网植草护坡;⑤OH液植草护坡;⑥行栽香根草护坡;⑦蜂巢式网格植草护坡;⑧客土植生植物护坡;⑨喷混植生植物护坡。各类边坡植物防护技术的主要作用及应用条件各不相同。

2.1人工种草护坡

人工种草护坡,是通过人工在边坡坡面简单播撒草种的一种传统边坡植物防护措施。多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路堤边坡防护工程。具有施工简单、造价低兼等特点。但由于草籽播撒不均匀,草籽易被雨水冲走,种草成活率低等原因,往往达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程,使得该技术近年应用较少。

2.2平铺草皮护坡

平铺草皮护坡,是通过人工在边坡面铺设天然草皮的一种传统边坡植物防护措施。具有施工简单、工程造价较低等特点。适用于附近草皮来源较易、边坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩层边坡防护工程,是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一,但由于施工后期养护管理困难,平铺草皮易被冲走,且成活率低,工程质量往往难以保证,达不到满意的边坡防护效果,而造成坡面冲沟,表土流失、坍滑等边坡病害,导致大量的边坡病害整治、修复工程。近年来,由于草皮来源紧张,使得平铺草皮护坡的作用逐渐受到了限制。

2.3液压喷播植草护坡

液压喷播植草护坡,是国外近十多年新开发的一项边坡植物防护措施,是交草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂上、色素等按一定比例在混合箱内配水搅匀,通过机械加压喷射到边坡坡面而完成植草施工的。其特点是:①施工简单、速度快;②施工质量高,草籽喷播均匀发芽快、整齐一致;③防护效果好,正常情况下,喷播一个月后坡面植物覆盖率可达70%以上,二个月后形成防护、绿化功能;④适用性广;⑤工程造价低。目前,国内液压喷播植草护坡在公路、铁路、城市建设等部门边坡防护与绿化工程中使用较多。

2.4土工网植草护坡

土工网植草护坡,是国外近十多年新开发的一项集坡面加固和植物防护于一体的复合型边坡植物防护措施。该技术所用土工网是一种边坡防护新材料,是通过特殊工艺生产的三维立体网,不仅具有加固边坡的功能,在播种初期还起到防止冲刷、保持土壤以利草籽发芽、生长的作用随着植物生长、成熟,坡面逐渐被植物覆盖,这样植物与土工网就共同对边坡起到了长期防护,绿化作用,土工网植草护坡能承受4m/s以上流速的水流冲刷,在一定条件下可替代浆(干)砌片石护坡。目前,国内土工网植草护坡在公路、堤坝边坡防护工程中使用较多,铁路部门相对较少。

2.5OH液植草护坡

该项技术是国外近十多年新开发的一项边坡化学植草防护措施。它是通过专用机械,将新型化工产品HYCEL_OH液用水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果,具有施工简单、迅速,不需后期养护,边坡防护、绿化效果好等特点。尽管OH液植草护坡具有理想的边坡防护、绿化效果,但由于该技术所用的这种HYCEL_OH液还末能实现国产化,使得其工程造价较高综合造价达40元/m2左右,故目前还无法推广应用。只是在京九铁路等个别工点进行了尝试性试验。

2.6行栽香根草护坡

香根草是近十多年才被人们“重新发现”的一种禾本科植物,具有长势挺立,在3~4月内可长成茂密的活篱笆;根系发达、粗壮,一年内一般可深入地下2~3m;根系抗拉强度大,达75MPa,耐旱、耐涝、耐火、耐贫瘠、抗病虫、适应能力极强等特点。行栽香根草护坡就是在土质边坡上行栽香根草进行边坡防护的一种工程措施,该技术充分利用了香根草的优良特征,具有显著增强边坡稳定性和理想的固土护坡功能,大有取代传统片石护坡之趋势。目前国内应用较少,还有待于在公路、铁路、堤坝、城市建设等边坡防护工程中进一步试验推广。

2.7蜂巢式网格植草护坡

蜂巢式网格植草护坡,是一项类似于干砌片石护坡的边坡防护技术。是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后,在网格内铺填种植土,再在砖框内栽草或种草的一项边坡防护措施。该技术所用框砖可在预制场批量生产,其受力结构合理,拼铺在边坡上能有效地分散坡面雨水径流,减缓水流速度,防止坡面冲刷,保护草皮生长。这种护坡施工简单,外观齐整,造型美观大方,具有边坡防护、绿化双重效果,工程造价适中,略高于浆砌片石骨架护坡,该技术多用于填方边坡的防护。

2.8客土植生植物护坡

客土植生植物护坡,是在边坡坡面上挂网机械喷填(或人工铺设)一定厚度适宜植物生长的土壤或基质(客土)和种子的边坡植物防护措施。该技术的特点是可根据地质和气候条件进行基质和种子配方,从而具有广泛的适应性,多用于普通条件下无法绿化或绿化效果差的边坡。由于客土可以由机械拌和,挂网实施容易,因此施工的机械化程度高,速度快,无论从效率和成本上都比浆砌片石和挂网喷砼防护要优越,而且植被防护效果良好,基本不需要养护即可维持植物的正常生长。该技术在公路边坡防护中已被大量应用,在日本等国家已经被作为边坡绿化的常规方法加以应用。

2.9喷混植生植物护坡

喷混植生植物护坡,是在稳定岩质边坡上施工短锚杆、铺挂镀锌铁丝网后,采用专用喷射机,将拌和均匀的种植基材喷射到坡面上,植物依靠“基材”生长发育,形成植物护坡的施工技术,具有防护边坡、恢复植被双重作用,可以取代传统的喷锚防护、片石护坡等圬工措施。该技术使用的种植基材由种植土、混合草灌种子、有机质、肥料、团粒剂、保水剂、稳定剂、PH缓解剂和水等组成,其种植基材的配方是成功的关键,良好的配方能够达到在陡于1∶0.75的岩质边坡上既具备一定的强度保护坡面和抵抗雨水冲刷,又具有足够的空隙率和肥力以保证植物生长。该技术已广泛应用于铁路、公路、水利等各类岩石边坡绿化防护工程。

3.边坡绿化工程中的难点问题

随着边坡植物防护技术的推广应用,各类边坡植物防护技术已发展成为公路、铁路绿色通道建设中的重要组成部分,但也存在一些难点问题。

3.1边坡植草的退化

在公路、铁路等工程建设中,其边坡绿化防护上投入的资金比例较低,在低投入、低养护或无养护情况下,边坡草坪处于自生自养状态,极易退化、死亡。因为人工种植草种生长较弱、品种单一,随着时间的增长,在养分水分供应较差的边坡上都会呈现不同程度的草坡退化现象,这是一个十分突出和严重的问题,若草被退化得不到解决,不仅造成重复建设、资金浪费,而且起不到边坡绿化防护效果,最终可能会引起水土流失、坡面坍塌等许多不良后果。

3.2喷播时的植物种子配比与最终植物状态

在较短的时间内把开挖的边坡恢复到自然状态,施工者将面临:①植物种子的配比如何确定;②如何考虑当地自生优势群落的结构特点进行种子配比;③如何确定喷播时的植物配比与最终形成的植物群落之间的动态关系。只有对这些问题作详尽的调查研究分析,才能正确指导施工,否则边坡的植物生长将无法实现人工强制绿化向原始植物群落的顺利演替。

3.3干旱对土体很薄的坡面植物构成威胁

开挖后的岩石边坡,岩石层厚、整体性好,坡体高陡,对边坡进行植物绿化后,随着时间的增长,秋冬季干旱、夏伏季炎热,土体养分逐渐流失,土壤肥力降低,如何解决边坡呈现的无土、缺水、缺肥的状态及边坡植被面临的干、热威胁,这将直接影响到边坡最终的绿化效果和生态效益。

4.边坡绿化工程可持续发展的着眼点

可持续发展,是指在人类与自然和谐的前提下,不断提高人类的生活质量和环境承载能力,满足当代人的需求又不损害对子孙后代的需求;满足一个区域或一个国家的需求面又不损害其他区域或国家的需求。根据可持续发展内涵的要求,边坡绿化工程中应着眼于与自然环境(生态系统)的协调性和环保生态功能,结合目前国内边坡绿化防护工程现状及问题,提出以下对策与建议。

4.1注重边坡生态防护的设计与资金投入

在公路、铁路设计与建设中,人们常将设计重点和大量资金放在它的工程功能及安全功能上,而生态功能的设计与投资力度不足,生态防护工程往往采取低价中标的方式,这种低投入、低质量的恶性循环,使边坡生态环境发展不够好,抗灾能力不强等。应建立和加大公路、铁路边坡建设、养护和生态环境保护的专项资金,在设计上要深入细化,根据不同气候条件、不同环境、不同区域结合具体情况单独设计,注重落实边坡的生态环境保护方案。

4.2边坡植草退化的防治技术

防治边坡草被退化的重要措施就是乔灌草相结合,尽量模拟出当地的植物群落结构,走向本地化。实际上国外已经开始流行以乔灌木为主的绿化方式。天然植被一般都是草木混生的,在较高的贫瘠土质或石质边坡上,采用草灌结合的客土喷播或喷混植生技术施工,可以将草种和灌木树种进行混播,早期以草坪防护为主,后期以灌木防护为主,构建乔灌草立体防护生态体系,达到恢复自然植被的目的。植物种子的选择及配置应走本地化的道路,以地带性植被、乡土植物为基调,适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物。同时也应考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物与非豆科植物的结合,还要尽可能配置抗逆性强的植物和水、肥、光、热利用率高的植物,这样才能使植物更能适应当地气候与自然植被融为一体,建设一个具有生物多样性的稳定的、生命力强的立体生态群落。

4.3积极引进开发边坡生态防护新技术

边坡绿化工程中的难点问题,是对边坡生态防护可持续发展和环境科学技术的挑战,边坡生态防护技术涉及到工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科,必须不断在这些理论领域有所突破,积极引进开发新材料、新工艺及配套施工机械设备,充分吸收新的科研成果、先进技术和工程施工经验,注重国际和行业间的技术交流与合作。总之,提高边坡生态防护技术的科技含量,是边坡绿化防护工程成败的重要环节。

目前在边坡绿化防护工程中,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术;在边坡绿化养护工程中,滴灌、渗灌、注水根灌、插管根灌、膜孔灌等是具有节约水资源、提高成活率、促进草灌木植物生长的灌溉技术;在土壤肥力方面,ABT生根粉、菌根菌、农菌及各种微生物肥料的应用,具有促进植物生根、生长和发育,提高植物的生理机能和抗逆性。在这些新技术的应用过程中,还有许多问题和工艺需要探讨、改进,使其成本更低、操作更为简单、效果更好。随着边坡生态防护各项科研技术的不断深入,其各项新技术新工艺的应用将日趋完善和成熟。

5.结论

①在边坡植物绿化防护施工措施中,根据目前的国情、机械化施工程度、适用性、经济性和质量效果比较,液压喷播、客土喷播、喷混植生是具有典型生态防护施工技术,符合边坡绿化工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。

②正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,在边坡生态防护方面,针对难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,积极引进先进的技术和设备,鼓励和扶持施工企业朝生态防护专门化队伍方向发展,为彻底解决边坡生态防护可持续发展问题提供坚定的基础。

边坡生态范文篇6

1.1设计内容的不同

传统公路设计中将行车安全作为设计重点,更加注重公路的构造物和公路的几何线性设计。而生态公路在设计过程中,将公路沿线的环境也考虑在设计范围内,分析了每一个设计细节有可能对环境造成的影响,是一种以生态保护和生态恢复为基础的设计。

1.2设计目标不同

传统公路在设计中,更加注重公路设计的经济性、便利性和安全性,没有考虑环境和公路之间的协调性。而生态公路设计是在考虑上功能的基础上,要求环境和公路的统一性。降低公路施工对环境造成的影响,维护沿线生物的多样性,实现社会效益、经济效益和环境效益的和谐统一。

1.3设计方法不同

传统公路设计时,主要使用模拟图解的方式来测绘大比例地形图,然后利用数字化设备对地形数据进行收集。而生态设计多使用CAD技术、3S技术等现代化技术,可以有效提高公路设计的效率,为建立和谐公路、环境关系提供了一个良好的技术平台。

2生态公路设计理念

2.1环境破坏最小化

按照我国当前的经济条件、施工水平,公路施工必然会对生态环境造成破坏。即便是将来技术水平、经济水平提高,想要在零破坏生态环境的基础上完成公路建设也是非常困难的。因此,对于生态公路来说,其根本目的是尽可能降低对环境造成的破坏,并对破坏的环境进行最大限度的恢复。

2.2节约资源

在生态公路建设中,更加重视对物资和能源的利用,不随意增加环境压力,尽可能对资源进行循环利用,根据环境情况,充分发掘可以使用的资源。尽量少占用农田、耕地、林地等价值比较高的土地资源,将公路工程的经济效益、社会效益和环境效益充分发挥出来。

2.3可持续发展理念

生态公路的建设要认真贯彻可持续发展的基本理念,要尊重自然,按照自然规律开展建设。不能以牺牲其他动植物的生存环境为代价。站在自然环境、道路、经济、社会整体性的角度进行全局考虑,从而实现环境、经济和社会效益的最大化。

2.4重视公路景观设计

一直以来,公路设计中都偏重于设计的安全性,没有将公路景观的设计理念考虑进来,不重视公路景观设计。在生态公路设计、建设过程中,除了要将环境保护理念体现出来还要营造一个良好的公路景观环境。在保证环境功能和交通功能协调的基础上,进一步美化公路景观,为广大出行者提供一个愉悦、舒适的行车环境。

3生态公路的实现

某公路建设项目属于丘陵地区,植被比较发育,地势平坦。公路沿线经河流、坡地、山岭等地带,风景宜人。本生态公路设计的重点是将自然景观和公路景观有机的统一起来,降低公路施工对环境造成的负面影响。

3.1公路边坡生态设计理念

传统公路在设计建设过程中,为了节约土地使用量,一般将边坡设计为陡边坡,然后使用强防护措施来避免边坡对人造成危害。由于边坡防护多使用浆砌片石或混凝土护坡,对生态环境造成了一定程度的破坏,导致公路沿线的种群数量降低,物种严重退化。本生态公路设计过程中,根据生态公路的基本理念以及当地的实际环境,对坡率进行了合理的设计,并对生态边坡进行了防护。

3.1.1设计边坡坡率

本工程沿线主要呈圆型、半圆形和长月型,如果按照传统的方法进行设计,公路景观过于单调,达不到和自然景观和谐统一的效果。综合分析后,本工程在设计时,按照沿线山体的填挖高度、山体坡度,灵活的对边坡坡率进行确定。由于公路沿线的山体坡度多数都在15°以下,为了防止自然坡面和开挖坡面的坡度变化过于明显,决定将挖方边坡设计为缓坡。并且设计缓边坡可以有效提升坡面植物的存活率,为沿线边坡公路景观的设计以及边坡的防护提供更充足的空间。设计时,将路堑边坡的路堤坡角和边坡坡角的折角取消。使用弧线形设计来对边坡进行横向布置。使用圆弧过渡的方式和原地面线进行衔接。随着自然坡度的变化将圆弧半径设计为2~8m。在处理纵向边坡时,将边坡率逐渐从最大坡率过渡到自然山体坡率。从而使坡面可以更加接近地形的变化。通过使用缓坡比、渐变型的设计措施,使边坡和山坡更加接近。自然坡面和开挖面之间的连接也更加的平顺、圆滑,整个设计显得更加的自然、和谐。

3.1.2边坡防护设计

和传统的设计方法不同,本公路工程在边坡防护设计时,主要利用本地的植被来对人工施工的痕迹进行掩盖,抛开了以往强防护的设计措施。主要设计方案如下:①对于有稳定石质的边坡不予防护,可以在其顶部和底部用土覆盖后种植攀藤、草皮等植被;②对于土质相对稳定的边坡使用“植被+缓坡度防护措施,并在坡面8m的高度上设置了三维网。在使用以上防护措施后,使本公路边坡和自然环境更好地融合在一起,增加了公路的景观效果。

3.2排水系统的设计

本公路工程在设计排水系统时,主要按照绿、隐、浅、宽的基本原则来进行设计,使用了比较多的地下排水设施。

1)绿色截水沟和排水沟的设计。本公路项目沿线有很多地方都是水田,为了在达到生态设计的要求基础上,节约耕地,对于无排罐要求的路段设计草沟作为排水沟,草沟的顶部宽度设计及为1.2m,两侧的坡度控制在1∶0.5~1∶1之间。对于有排灌需求的路段,修建浆砌矩形沟,并在排水沟的两侧种植灌木。

2)使用生态浅碟形边沟。对于浅挖、低填路段,设计使用碟形边沟,使用黏土将边沟夯实后,为了避免雨水冲刷沟壁,使用椰纤维网种植草皮。通过使用碟形边沟,使边沟路侧的安全净宽在8m以上,安全性佳。并且平缓、宽阔、带弧形的绿色水沟也增加了自然的美感,可以缓解驾驶员的疲劳,使公路和自然景观更加和谐。

3.3公路两侧的绿化设计

1)为了对公路绿化设计中景观单一的情况进行解决,在进行绿化设计时,主要按照“散丛结合、草灌结合”的基本原则,借鉴自然界植物群落的分布特征,在坡面上构建出错落有致、高低不平的景观效果。

2)以往很多公路工程在绿化时,为了达到预期的绿化效果,会购买一些进口的花草进行种植,这类植物虽然有着比较快的生长速度,但是适应能力差,存活率低。并且不能很好地和周围的景观相协调。所以,在对本公路绿化设计时,多选用当地常见的植物,不仅保留了原有的生态景观,而且也节约了绿化成本。

4结论

边坡生态范文篇7

关键词:高速公路;客土喷播;边坡防护

1.客土喷播技术应用的概况

1.1国外、国内客土喷播技术发展状况

客土喷播技术在发达国家边坡防护中的应用已有较长的历史,现其技术已经发展得比较成熟。最早于1936年在美国得到应用,其后日本对客土喷播技术进行了比较深入的研究和应用并将其发展成一门生态防护技术。

90年代末,我国交通部科学研究院从日本引进了客土喷播防护技术,开始在公路岩质路基边坡进行研究和试验。2000年,广东省河惠高速公路开始用客土喷播技术对岩质路基边坡绿化防护进行了试验并取得成功。之后,湖南临长高速公路、云南大保高速公路、河南省洛南高速公路南阳段等相继推广应用并取得了较好的效果。

1.2洛南高速公路洛阳段引用客土喷播技术的意义

根据国务院国发[2000]31号文件《国务院关于进一步推进绿色通道的通知》以及河南省交通厅关于把洛南高速公路建设成生态路、和谐路的要求,针对洛南高速公路深路堑边坡较多的实际情况,对原设计的边坡防护方案进行了优化,废除了原设计中圬工防护方案,引进生态护坡─—客土喷播技术对挖方路基进行防护,把洛南高速公路洛阳段建设成“人在车中坐,车在画中行”的生态路。而且,客土喷播进行边坡防护具有施工进度快,人力需用少等特点,可创造较好的经济效益和社会效益。

2.客土喷播技术的基本原理

客土喷播是将植物种子、肥料、保水剂、土壤、有机物、稳定剂等混合物充分混合后,通过高压设备和喷射机按设计厚度均匀喷到需防护的工程坡面,经过养护管理后,植物发芽成长,达到快速绿化贫瘠坡面的目的。

2.1土壤学原理

众所周知,土壤和水分是植物生长的基本条件之一。不同植物对土壤基础厚度要求不同,同时喷射基质厚度、山体状态、所处地区的年降雨量和边坡坡率有着较大关系。而岩质边坡或是土质贫瘠边坡植物生长困难。客土基质含有丰富有机质,其保水性和保肥性较一般土壤好,适合植物生长的基质厚度也较小。因此,通过喷射机将利于植物生长、发育的基质按照不同的物种所需基础厚度喷射附着到坡面上,经过养护管理后植物生长繁殖。

除植物生长所需基质厚度外,土壤的酸碱性对植物生长也有影响,过酸或过碱土质均不利于植物生长。土壤团粒太密实或太疏松也不利于植物生长。因此,在选择客土材料前,可以先鉴定当地土质、地表水的酸碱性,并充分考虑上述因素后进行优化选择。

2.2生态学原理

客土喷播种植的植物群落种类必须具有较强的稳定性,能适应当地的气候、土质条件,具有较强的抗逆性、耐寒性、耐干旱性。植物群落具有以下特征:

(1)植物群落自然选择的结果,人工恢复植物群落的痕迹不能太明显;

(2)乔木、灌木、花草等植物有机结合;

(3)具有较强的自我繁衍能力。

因此,采用客土喷播对边坡进行生态绿化时,物种的选择要从生态学角度出发,尽可能采用适应当地自然环境的植物种类及乡土植物种类,并使各植物种类合理配置,以求能形成最接近当地自然植物群落的效果。

3.客土喷播技术在洛南高速公路洛阳段三标的应用

3.1客土喷播的环境条件

3.1.1施工区域气候特征

施工区域处于北亚热带向暖温带过度带,属大陆型季风性气候,其显著特点是:冬季干寒,夏热多雨,干湿交替,四季分明,雨量充沛,光照充足,雨热同期,年平均降雨量690.3~1100mm,年内降雨量多集中在6~8月份,往往占全年降雨量的60%以上。年平均气温14.0℃~14.8℃,每年元月份气温最低,平均气温-2℃~3℃,极端最低气温-21℃,冻结期一般10~20天,冻结深度10cm~20cm。7月份气温最高,极端最高气温44℃。由于受季风影响,冬季多偏北风,夏季多东南风。

3.1.2洛南高速公路洛阳段三标边坡条件

洛南高速公路洛阳段三标挖方路基起止里程为右线YK10+795~YK10+991、左线ZK10+852~ZK11+051。大部分为石质边坡,高度从5m~24m不等。大于8m边坡在8m高度处设一2m宽碎落平台,一级边坡以上8m处亦设一平台,边坡坡率均为1:1。挖方路基二级边坡以上为土质(亚粘土)边坡;二级以下为强~全风化岩质边坡。岩质为安山岩,岩体较软,裂隙发育,本标段挖方边坡坡率较缓,具备进行客土喷播防护的条件。

3.2施工机械设备与材料

3.2.1施工机械设备的配备

客土喷播防护配备的主要机械设备有:喷射机1台、空压机1台、柴油发电机1台、自落式混凝土搅拌机1台、碎土机1台、抽水泵1台、自卸汽车1辆。同时,为了提高施工效率和更好的控制熟土粒径,采用输送带对喷射机进行喂料。

3.2.2材料选择

(1)客土喷播使用的基质材料:

1.东北黑土:由多种微生物菌群发酵而成,其含有较丰富的氮、磷、钾及各种微量元素和生长激素,作用在于改善土壤,促进植物生长。

2.保水剂:由于岩面不易渗透水,降雨后水分易蒸发,不易于其上植物种子的发芽和生长。保水剂除可以吸收水分外,还可在遇到降雨时迅速而膨胀成凝胶将水分贮存起来,供给植物根系吸收,为植物生长提供必要的条件。用量在12g/m²。

3.长效复合肥:采用缓释长效肥和速效肥相结合,将各种含N、P、K的肥料按照一定的比例配制而成。设计比例为N:P:K=6:36:6,用量125g/m²。由于其肥力释放持续时间长,可以为植物的生长提供较持久的肥力。

4.当地土料:采用路基开挖土方的熟土,采用碎土机破碎后,人工过筛处理,以控制熟土的粒径以便于喷射和拌合均匀。

5.植物种子:经过对当地植物群落考察以后,选用狗牙根、高羊茅、荆条、胡枝子、紫穗槐、紫花苜蓿等物种。狗牙根极耐酷暑、干旱,其夏季生命力较强。高羊茅耐寒性强,特别适合于洛阳这种冬季较寒冷的地区采用,适于各种土壤条件生长,对各种立地条件适应性强。紫穗槐耐贫瘠、耐干旱,根系较发达具有较强的固土能力,生长和繁殖能力强,易与草本植物共生,在陡坡地、石质山地能正常生长。为了使边坡恢复到接近原生态的植物群落,在混合种子里掺加了当地繁殖较多的荆条种子。为丰富景观,再混合种子中加入紫花苜蓿等物种。根据设计,喷播种子配比按以下配比进行配料,详见表3-1、表3-2。

6.另外加入草纤维。草纤维可以起到基材的连接强度和整体稳定性。

7.喷播用水:经检测,施工地点的水源酸碱度合适,可直接取用。

(2)客土喷播使用的辅助材料:

1.镀锌铁丝网:菱形镀锌低碳铁丝网网孔规格为5.5cm×5.5cm,直径2.2mm。可以使整个喷层连接成一整体,增加喷层附着力和稳定性,形成持久的整体基质板块。

2.锚杆:用于挂镀锌铁丝网并起到一定的稳固边坡的作用。主锚杆采用长40cm的Ф14钢筋,次锚杆采用长25cm的Ф12钢筋。

3.3客土喷播施工工艺

客土喷播施工工艺流程:施工准备(修整坡面、坡面排水设施施工、备料等)→铺网、钉网→客土喷播→覆盖→养护管理。

3.3.1施工准备

(1)技术交底及安全文明施工培训:施工前除对操作人员进行施工工艺、质量要求等技术交底外,还进行安全文明施工培训,确保人人懂安全文明施工、会安全文明施工,为边坡防护施工打好质量和安全基础。

(2)坡面排水:在进行客土喷播前先行施工截水沟、平台排水沟、急流槽等排水设施。这样可以避免路基坡面排水设施施工对边坡防护造成损坏,而且还起到了预防冲刷的作用,保证喷播层的稳定性。

(3)修整坡面

修整坡面:进行客土喷播施工前先将坡面杂物、危石清除,使坡面基本平整。然后检查坡率、路基宽度是否符合设计要求,进行边坡验收。在边坡修整过程中,对坡面转角处及坡顶的棱角进行修整,使之呈弧形,以利于客土喷播施工。为增强喷层附着力,在较光滑的坡面采用人工挖横向楔形槽处理,槽间距0.8~1.0m。对坡面残存植物,在不防碍施工的情况下尽量保留。

(4)备料

客土喷播基材混合料中的熟土,施工前要经过挖运、破碎土、过筛、储备等一系列过程,需要较长的备料时间。因此,应在喷播前做好熟土的备料,以免影响施工进度。经过破碎、过筛后的黏土,要覆盖储存好,避免雨淋。其他材料也应覆盖防水。基材混合料喷播前应按设计配比事先分袋或分堆存放,这样做可以保证配比准确,又便于施工,加快施工进度。为了使植物种子更易于发育,乔、灌木种子在喷播前用温水(含浸种剂)浸种1天,草本植物种子在喷播前浸种1~2小时使种子吸水饱和。

(5)测量放样

喷播前先按设计间距做好锚杆打设位置的放样,并做好标志。主锚杆间距2.0m,次锚杆间距1.0m。当坡面不规则时,可结合坡面实际情况适当调整。

3.3.2锚杆打设及挂网施工

坡面修理完毕后,挂设菱形镀锌低碳铁丝网。菱形镀锌低碳铁丝网网孔规格为5.5cm×5.5cm,直径2.2mm。岩石处用风钻或电钻按设计间距梅花形布置锚杆。主锚杆每3㎡不少于2根,次锚杆每平方米不少于2根,其位置可根据坡面凹凸实际情况适当调整,坡面局部不平整处加密锚杆。坡面锚杆固定采用比钢筋型号小一号的钻头钻孔后,人工用铁锤将锚杆打入,这样可以使锚杆更牢固。锚杆与镀锌网接触呈90°弯起,弯起长度不小于5cm。

挂网施工时采用自上而下放卷,相邻两卷铁丝网分别用铁丝绑扎连接固定,两网交接处重叠宽度要求≥10cm。网与作业面保持一定间隙,并均匀一致。较陡岩面处,可用草绳按一定间隔缠绕在网上,以增强附着力,以确保喷播层能达到设计厚度。菱形网和铺设应保持坡顶处及坡体两侧覆盖不小于1m,小于1m应用更多的锚杆固定。平台排水沟外侧亦挂网客土喷播。

3.3.3客土喷播

先将准确称量配比好的有机肥、草籽、复合肥、过磷酸钙、当地肥土、植物纤维等按比例拌和均匀,采用喷射机将其喷射到坡面上,并保持喷播厚薄均匀。喷射自上而下进行,分二次实施喷播。第一次喷播厚3cm,待客土稳定后(10~20min)再喷播第二次至设计厚度10cm,在岩性破碎、岩质坚硬坡段喷层厚度可适当增加。采用埋设厚度检测标志的方法对喷播层厚度进行控制。喷射施工时,喷附者应自上而下对坡面进行喷射、并尽可能保证喷嘴与坡面垂直,距离保持在0.8~1m,一次喷附宽度5~6m。

3.3.4覆盖

配播完毕后,采用20g/m²的无纺布进行覆盖,以预防成型后喷播层被雨冲刷,避免种子、客土流失;可保温、保湿、防晒,促进植物的生长。

3.3.5养护管理

种子出芽至幼苗期间,浇水养护以保持土壤湿润,一般每天早晨浇一次水(此浇水频率为秋冬季,炎热夏季宜早晚各浇水一次)。采用洒水车装水,喷管端头加工成若干小孔,以使喷出的水呈雾状,利于喷水养护均匀和避免水量过大而造成冲刷。随植物的生长可逐渐减少浇水次数,并根据降水情况调整。

在植被逐渐生长过程中,对其适时施肥和防治病虫害。喷播施工完毕后3个月左右,进行追肥。采用复合肥,施肥量在40g/m²左右。施肥坚持“多次少量”的原则。喷播完成后一个月,全面检查植被生长情况,对生长明显不均匀的位置,确认原因后予以追播补栽,以确保形成预期灌木群落。一般来说,施工三个月后草本植物覆盖率应达到30~50%,木本植物成株密度应达到10株/m²;施工一年后:灌木群落覆盖率达到90%以上,常绿灌木达到20%以上。

4.几点浅见

1.经过在洛南高速公路洛阳段三标实践发现,客土喷播实际喷层厚度要达到1.2~1.25倍设计喷层厚度比按照设计厚度控制效果较好。这是因为岩质边坡会造成一部分基质水分散失而导致基质实际厚度达不到设计厚度。

2.客土喷播技术在边坡防护中已成为一项较理想的边坡生态防护技术,但在选用防护方案前,应充分论证边坡稳定性,不可一味地追求绿化而留下工程质量隐患。

3.为增添自然效果,可将路基边沟、边坡急流槽等圬工工程隐蔽处理。如我们在洛南高速公路洛阳段三标将边沟、边坡急流槽盖板变更为方孔式,在其上覆以渗水性较好的土;此外,边沟每隔10~30m设置泄水槽,泄水槽上覆以片(卵)石。这样处理后,可以在盖板上进行生态防护处理,使边坡植被整体连成一片,收到了很好的自然景观效果。当然,在南方雨量较大的地区,这种方案是否可行值得商榷。

4.在硬质石质边坡中,石方路基主要依靠爆破开挖,严格按照设计边坡坡率使边坡成型不易实现,似应将边坡上的危石清除后即可采用客土喷播防护,绿化防护效果更为贴近自然。当然,前提是坡率要达到可以实现采用客土喷播的条件。

5.客土喷播生态防护技术特别适合于风化岩质边坡、土壤较少的软岩边坡及稳定的土质边坡采用。对于坡度较大、石质成片的坡面在采取相关措施后也可借鉴应用,如在基材中掺加结合剂(普通硅酸盐水泥)及PH缓冲剂等。

6.对于稳定性差的边坡,可以在采取锚杆、预应力锚索等防护方式后再应用客土喷播进行生态复绿处理。

5.结语

随着我国可持续发展战略的实施,基础设施建设对环保的要求将更进一步提升。客土喷播这种生态防护技术将在公路、铁路、水利建设领域的边坡防护及住宅小区边坡绿化防护、采料场等的生态恢复中将得到进一步的推广应用。

参考文献:

[1]成子桥.客土喷播技术在泌桐高速公路的应用.隧道建设2007.1(27)

边坡生态范文篇8

该地区山地的工程土质多为类土质边坡。包括残积土边坡、全风化和强风化软岩边坡等。类土质边坡具有类似于岩体中存在的软弱结构面,特别是由岩体边坡全~强风化而形成的类土质边坡,更保留了原岩的结构面,容易产生单面平面滑动、错落、崩塌等形式破坏。根据类土质路堑边坡的物质组成、成因机制和坡体结构特征,主要有坡残积土边坡、风化土边坡、崩滑流堆积物边坡三种形式。

2工程建设施工现状及环境保护措施

调查“山水怀柔”“生态怀柔”是怀柔的整个城市形象。流域全境山清水秀,植被丰茂,自然环境十分优越。

2.1敏感地带区内环境影响调查

对公路工程类土质边坡的构造进行分析。坡残积土边坡,在大气降雨等因素的作用下,在边坡开挖切削坡脚支撑并致使其接触带临空暴露的情况下,极易产生上覆坡积成因岩土层沿其接触带发生坍滑变形和破坏。风化土边坡,常见一些强烈风化软弱带,如果其产状倾向坡面,在边坡开挖切削坡脚支撑并致使其软弱带临空暴露的情况下,极易产生较大规模的滑动变形和破坏。在崩滑流堆积物边坡,禁止工程施工。其中残积土边坡和风化土边坡在受到植被破坏的影响下,水土流失现象明显。对现有怀河、雁栖河水系的河岸及其他基础设施进行调查,发现该水系建筑大多老化、破损严重,不能满足城市功能需求,水体流通循环、自净等功能受限。某些地段还存在着开采砂石,使得地形破坏,河道的行洪和堤防的安全甚为堪忧。

2.2对建筑工程施工环保措施进行调研

对金桥建筑集团第五项目部八龙桥雅苑工地的项目部环境保护组织机构、大气环保措施、噪声、水环境、环境及安全现场资料进行了调查。对北京市城建集团雁西湖国际会都工程项目部的绿色施工专项施工方案进行了调研活动。

2.3绿色防护措施

怀柔区2013年森林健康经营抚育面积84000亩,总投资2589.66万元。其中森林健康经营示范区工程面积3888亩,共有两处。怀柔区2014年APEC会议在怀柔区雁西湖举行,从2012年开始,投资约9亿元,实施三项重点绿化工程,打造生态新区。

3敏感地带区工程建设施工对环境影响控制因素研究

工程建设对大气环境的影响主要以道路施工、土方施工、建筑垃圾等扬尘为主。控制期主要在施工期内进行。运用期主要考虑建筑项目的供热方式是否有锅炉设施。大气环境考虑内容只做一般分析即可。

4工程项目建设对水土流失的影响分析

4.1扰动前土壤侵蚀模数

根据北京市水土流失现状遥感成果,怀柔区水土流失主要表现为水力侵蚀,主要分布在山区和丘陵区。依据《北京市水土保持公报》等资料,项目区所在地水土流失属轻度水力侵蚀,土壤侵蚀模数约为500t/(km2•年)以下。

4.2扰动后土壤侵蚀模数

工程施工期是产生水土流失的主要时段,特别是路基开挖回填等施工活动期间水土流失最为严重。工程扰动后的土壤侵蚀模数的确定,采用类比分析法和实地调查法相结合的方法,项目区水土流失属于中度侵蚀,项目所在区域的土壤侵蚀模数为1000t/(km2•年)。主体工程区是主要水土流失源。因此,必须制定切实可行的水土保持措施,有效防治水土流失。

5敏感地带区工程建设施工对生态环境影响分析

怀柔新城发展目标为:首都会议、休闲旅游基地,怀柔区的政治、经济、文化中心,以高新技术和现代服务为核心的生态友好型产业基地。在此基础上,敏感地带区工程施工对生物量的影响分析主要有:

1)对绿地的影响,绿地是保护动植物的栖息地,对绿地的影响,反映了对动植物的绿色生态系统的影响。

2)对城市生态的影响,主要包括对城市交通休闲娱乐的环境的影响。

3)对城市景观的影响,工程建设的外在美是对城市形象的宣传和展示,对城市景观影响是保护环境和提供休闲的基础上美感的要求。

6结论与建议

边坡生态范文篇9

关键词:山地风电场;道路;优化设计;水土保持

1前言

山地风电场的各个风电机组一般呈星点状分布在山峦的山顶和山脊处,风电场道路则呈线状分布连接各风电机组,需要从山脚、山腰过度到山顶,其建设具有占地范围广、扰动土地面积大、地形地貌复杂、水土流失危害大等的特点[1,2]。做好道路的前期规划设计、建设期的施工保护以及使用期的安全稳定防护对减少工程建设成本、减少道路占地面积、最大限度的防治水土流失、保护当地生态环境和当地百姓生命财产安全具有重要意义,为发展生态环保型山地风电场起到了良好示范作用。本文在前人研究的基础上,以江西省华能高龙山风电场道路建设为例,以表土和植被的保护、道路路基优化设计、截排水设计、边坡防护、土石方开挖和回填、开挖弃土再利用和集约化处理措施集成一套完整的山地风电场道路建设水土流失防治体系,较为系统的提出一套完整的生态环保型山地风电场道路建设设计方案,与传统的设计方案相比,优化了道路占地、植被保护、水土保持等,具有占地面积和扰动土地面积小、土石方量小、交通便利的特点,有效的缓解了山地风电场道路开发建设对当地生态环境的破坏。

2项目概况

华能高龙山风电场位于江西省吉安市永丰县与抚州市乐安县两县交界处,属中亚热带季风湿润气候区,风电场海拔在585~1063m之间,山体主体呈东西走向,东部区域呈南北走向,山脊较为连续,沿脊背主线行走地势变化较为平缓。风电场全场分布有可塑性粉质黏土,混少量砂岩碎块,站址区分布有强风化砂岩。华能高龙山装机容量为80MW,共安装36台单机容量2.2MW/2.3MW的风力发电机组。本风电场道路主要由进场道路、进站道路和场内施工检修道路三部分组成。

3体系建设及应用

本研究针对风电场道路建设过程中粗放式管理和建设问题,从风电场道路前期建设到后期建成整个过程的优化设计,合理利用资源,从整个风电场道路建设过程控制水土流失,减少开发建设对生态环境的破坏。3.1表土和植被保护。道路、场坪在施工前,将表层营养价值较高的残坡积覆盖层土体(表土)剥离,并集中堆放至平地或凹地,采用毡布覆盖并定期洒水养护,待施工完成后铺设到表层进行植被恢复,可以有效提高植被或草籽成活率。表土层的剥离厚度为0.3~0.5m。在清表过程中,将适合的、容易成活的树苗、灌木、花径或草甸移栽到指定的假植沟槽内,并覆土(草甸除外)、施肥、浇水进行养护,覆土厚度为苗木高度的1/3~2/3;待施工完成后把它移栽到需要的地方,可以快速成活,有效恢复原有植被。在后期的植被恢复过程中,可以以原生态物种鹿角杜鹃、云锦杜鹃、茶树和杨梅树等为基础,搭配其他高山植物进行下边坡复绿工作。3.2项目区道路路基优化设计。以往的风电场建设中,道路的设计与施工主要从经济性和工期的角度出发,以挖填平衡为主要措施,同时设置的防护措施较少。对于山地风电场,陡峭山体处的填方难以压实,且底部拦挡困难,导致现场填方边坡稳定性较差,大件运输时无法保证车辆安全,且经过雨水冲刷和重车碾压,亦使得下边坡垮塌,造成严重水土流失及山体滑坡,山体植被破坏量大,甚至影响下游村庄。因下边坡滑坡导致的破坏面,其破坏严重、破坏面积广、植被恢复难度大、恢复费用大。本研究根据以往山地风电场道路建设经验,以尽量减少生态环境破坏为原则,对道路路基优化设计,即:用“全挖”方案替代传统的“半挖半填”方案道路建设。除山体自然坡度较缓(坡比缓于1:2.5)采用传统的“半挖半填”设计方案,对自然坡度陡于1:2.5的山体,均采用“全挖”设计方案。图3-2路基传统的“半挖半填”向“全挖”改进技术方案设计采用的全挖方路基形式,路基全断面的承载强度得到保障,从根本上杜绝了半挖半填式路基压实度不够导致路基断裂的问题,进一步提高了大件设备运输的安全性;最大程度减少下边坡原有生态环境破坏,且下边坡无需再设置挡墙及采取绿化恢复措施;全挖方形式路基虽然略微增加道路土石方开挖量及弃方量,但多余的弃方量可采取场内土方调配的方式运送至附近弃土场进行弃土,弃土场在弃土完成后统一进行植被绿化恢复,将道路下边坡的零散水土保持措施优化为集约式处理措施;风电场道路施工及其影响范围可得到有效控制,最大限度地避开了林地、国土违法违规占地风险;下边坡塌方、水土流失等现象基本可以避免;可有效控制对周边村用水、小水电站等影响。路基的其他设计根据四级公路设计标准和厂矿道路设计规范进行设计[3,4]。3.3截排水设计。本工程路基纵向排水系统根据沿线地形、地势及道路纵横坡设置边沟等排水设施,将水引至路基外。大件运输结束后,道路全线挖方路段修建边沟,边沟采用浆砌片石砌筑,断面采用矩形断面,底宽为40cm,沟深为40cm,壁厚为20cm,同时,根据汇水量沿线布置排水圆管涵,以将边沟水流引至路基外。路面排水系统:本项目路面通过拦水土埂和路拱横坡(行车道路拱横坡为2%,土路肩路拱横坡为3%)将水自然排除到路基范围外。3.4护坡设计。(1)上边坡防护风电场高陡上边坡采用挂网喷播植草、喷混植生护坡、三维排水柔性生态护坡等绿化措施,低矮上边坡采用客土喷播植草进行植被恢复,缓边坡则采用撒播草籽结合栽植苗木的方式进行植被恢复,全岩石边坡则通过坡底种植常青藤和爬山虎等攀爬类植物进行植被恢复。(2)下边坡防护在路基下边坡地面横坡较陡、边坡放坡较远且填筑困难时,设置挡土墙,挡土墙采用仰斜式。挡土墙墙体采用M7.5砂浆砌片石,并采用M10水泥砂浆勾缝。挡土墙基础一般埋置深度在天然地面以下不小于1m。挡土墙基础开挖后均应对地基承载力进行测定,如挡土墙基底地基承载力不足时,须采取地基加固处理措施。边坡采用客土喷播植草或撒播草籽进行植被恢复。草种选用狗牙根、假俭草等,要求净度>95%,发芽率>90%,种播种数量为60kg/hm2。3.5弃土处置。(1)路基填料本工程道路全挖方路基形式为主,存在大量的弃方,路基挖方一般为强风化岩石及少量覆盖层,可作为路基填料。为减少弃方造成的危害,路基填料采用挖方废弃的石质和土石混合料。对不符合填筑要求的开山石渣采用碎石机轧制成未筛分碎石分层填筑碾压。(2)弃土场集约化处理本方案以全挖方断面为主,除沟壑、道路内弯半径不满足大件运输车辆转弯半径等必须要进行回填外,所有余土外运至弃土场,最大限度保护下边坡原有植被不受扰动,维持下边坡原有的土壤和植被。弃土场一般选择在坡度较缓的冲沟地段。本着“少占良田,尽量减少破坏植被、诱发新的地质灾害,不影响路基稳定,不破坏生态环境,是工程与环境较为协调”的原则,为防止水土流失,保护生态环境,尽量利用平缓山坡荒地或当地其他废弃的场地。由于场区道路贯穿整个风电场,为减少运输距离,特将弃土场分散布置。弃土完成后,对弃土表层进行绿化或复垦,要求弃土场内弃土压实度达到90%。弃土场下边坡坡脚处设置格宾石笼挡墙,坡体采用播撒草籽、植物移植、铺设无纺布等措施加以绿化或防护并做好排水措施,控制弃土场下边坡稳定的同时也使得弃土场与周边自然环境协调一致,达到良好的自然生态效果。3.6土石方开挖和回填。(1)土石方开挖a)土方开挖应按图纸要求自上而下的进行,不得乱挖或超挖。严禁用爆破法施工或掏洞取土。当石方量较大时,坚持“高边坡不爆破,矮边坡少爆破”的原则,尽量采用炮锤施工。b)施工过程中将“开挖边线”向山体内侧平移,使得路基外侧有天然的小土坡拦挡,防止下边坡溜渣。除沟壑、道路内弯半径不满足大件运输车辆转弯半径等必须要进行回填外,所有余土外运至弃土场,最大限度保护下边坡原有植被不受扰动,维持下边坡原有生态。c)开挖作业时,挖掘机尽量由边坡向内开挖,不要平行于边坡方向开挖,防止渣土向下边坡滚落。(2)土石方回填(局部沟壑、道路内弯和弃土场处)a)填方路段地面横坡陡于1:1.5时,应挖成台阶,宽度不小于2.0m,阶底应有2-4%的倒坡。b)涵洞顶部和挡土墙背填料应采用碎石或砂砾石作为填料,压实应采用轻型机具,严格控制松铺厚度并保证满足压实度要求。c)在弃土场弃土以及换填路段填土前,应在下边坡控制红线边沿开挖一条缓冲沟,有效控制块石滚落至缓冲沟内。

4结语

江西省华能高龙山风电场道路区通过表土和植被保护、道路路基设计、截排水设计、边坡防护、土石方开挖和回填、开挖弃土再利用和集约化处理等措施集成一套完整的山地风电场道路建设水土流失防治体系,水土流失治理度97%,土壤流失控制被0.90,渣土防护率95%,表土保护率93%,林草植被恢复率99%,林草覆盖度27%。本体系可以合理有效的解决风电场道路建设过程中扰动土地面积大、水土流失严重等的问题,具有良好的生态环境效益,促进了生态环保型山地风电场建设的发展。(1)合理保护和利用表土和植物资源。(2)大大降低了道路建设过程中的扰动土地面积,减少植被破坏和水土流失。(3)一系列道路排水、拦挡、坡面防护等措施降低了外界环境(主要为强降雨等)对道路的破坏,良好的保障了道路的安全稳定性。

参考文献:

[1]李晓放,胡皓,熊峰等.江西山地风电场道路工程水土流失防治措施总体布局探讨[J].江西水利科技,2015,41(06):433-435.

[2]夏妍,张溯明,刘瑞龙.山区风电场项目道路工程水土流失防护探讨[J].安徽农学通报,2019,25(07):119-120+134.

[3]中华人民共和国交通运输部.中华人民共和国行业标准公路工程技术标准:JTGB01-2014[S].北京:交通运输部公路局,2014.

边坡生态范文篇10

关键词:边坡生态环境生态防护灌木

在公路、铁路、水利、矿山等基础设施的施工过程中,原地貌植被的破坏不可避免,弃土、弃石、开挖等会给和谐的自然环境留下大量的裸露边坡。这些边坡有的是岩质边坡,有的是土质边坡,或陡或平。根据恢复生态学原理,在排除环境干扰的条件下,土质边坡有自我修复、恢复的能力,但这是个漫长的过程,随着环境的变化有很多不确定性,不能及时达到防护和绿化的效果。岩质边坡因缺乏植被生长的条件,更难于自我恢复[1]。鉴于此,只有借助人工才能加快其恢复过程。利用植被稳定边坡、改善生态环境在生态学上称为边坡生态防护。近10多年来,人们开发出了多种既能起到良好的边坡防护作用,又能改善工程环境、体现自然环境美的边坡植物防护新技术。它不同于以往的工程防护措施,能与传统的坡面工程防护措施共同形成边坡工程植物防护体系,以坡面长期稳定为目的,以保护当地自然植物群落结构、恢复生态系统、防止水土流失、减轻管理工作量为宗旨,主要靠植物根系与土壤之间的附着力以及根系之间的相互缠绕来达到加固边坡的目的。边坡生态防护可以涵养水源、减少水土流失,还可以有效地净化空气、保护生态、美化环境,具有生态效益[2]。

边坡生态防护的主体是植物,目前采用最多的是豆科、禾本科等草本植物[3],对灌木、乔木等木本植物研究较少,实践中也不太成功,但木本植物在生态防护中有自己的优势。本文通过分析草本、木本植物在边坡生态防护中的作用,着重研究灌木的应用前景。

1生态防护的理论体系

生态防护的目标之一是使植物存活并正常生长。然而长期以来,人们仅把不良自然条件下树或草坪的成活作为研究目的,并在栽培方面获得了很大成功,形成了一系列在不同条件下的施工工艺或技术,如植生带、土工网、三维网、草袋、保水剂、生根粉等[4]。现代生态防护工程则不能仅以植物存活为研究目的。大量的施工实践证明,边坡防护施工后,有的看似达到了生态防护的目的,表面上植被恢复了,水土流失也得到了一定的控制,但时间一长,由于植物之间的恶性竞争或外界环境不能满足植物生态习性的要求,致使植物生长势逐渐减弱,群落开始逆行演替,刚刚恢复植被覆盖的土地又会退化为裸地,形成水土流失现象[5]。

为发挥植物持续永久的综合生态功能,应运用生态学原理构建一个和谐有序、稳定的植物群落,这一点非常重要,其关键是护坡植物的选择。下面研究在不同的边坡上制定物种配方应遵循的原则。

1.1遵从植物生态习性,因地制宜

植物的生态习性是指植物生长对环境条件的要求,包括气候生态条件、土壤生态条件、生物生态条件等。气候生态条件(光照、湿度、温度等)影响植物的生长繁殖,决定植物能否顺利越冬、越夏;土壤生态条件(养分、肥力、结构、pH值、盐分等)与植物的生长密切相关;生物生态条件关系着植物的生长发育。如果外界环境不能满足植物的生态习性,植物生长就要受到阻碍甚至发生退化。因此,在选配植物时应综合考虑环境条件,因地制宜合理种植。

1.2保持物种多样性,建立自然群落结构

目前,学术界就物种多样性在生态系统中的作用提出了很多假设,如冗余种假设[6]、零假设、特异反应假设、铆钉假设等,对这个问题的看法还没有完全一致的认识。多数生态学家认为,物种多样性是群落稳定的一个重要尺度,物种多样性指数高的群落,物种之间往往形成比较复杂的关系,植物链或植物网更加趋于复杂,当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时,群落有一个较强的反馈系统,可以缓冲干扰。当某一物种发生病虫害时,不可能侵染所有的物种,即病虫害不易传播。植物的自然群落结构是草、灌、乔三位一体的多层次的复杂结构,物种多样性指数高,在一般的情况下抗外界干扰的能力强,即使群落中一种或几种植物受到病虫害的危害而死亡,其他的植物也会填补其留下的空白。

1.3遵从生态位原则,优化植物配置

基于物种多样性的考虑,在利用植物进行边坡防护时采用的植物种类较多,这就要求拟定一个合理的配方,因自然群落中的物种、种群不是偶然的组合,而是生态上的协调与组合[7]。绿化植物的选配除了要考虑它们的生态习性外,实际上还取决于生态位的配置,这是生态防护工作关键的一步,它直接关系到系统生态功能的发挥和景观价值的提高。因此,在选配植物时,应充分考虑植物在群落中的生态位特征,从空间、时间和资源生态位上的分异来合理选配植物种类,使所选择植物生态位尽量错开,从而避免种间的直接竞争[8]。

1.4遵从互惠共生的原理,协同植物之间的关系

在植物生长发育过程中,根系作为植物和土壤的重要界面,不仅是重要的吸收和代谢器官,而且是重要的分泌器官[9]。它一方面从生长介质中摄取养分和水分,另一方面也向生长介质中分泌离子和大量的有机物质。当一些植物的分泌物对另一些植物的生长发育有利时,他们互惠共生,相互促进生长,如皂荚与七里香在一起生长时,互相都有促进作用;当一些植物的分泌物对其他植物的生长发育不利时,就会影响其生长。群落中植物的分泌物对其他植物的生长发育有很大的影响,在选配植物种时应高度重视。

2生态防护的现状

目前,在生态防护中草坪应用比较广泛。根据草种对气候的适应性,可将草种分为冷季型草种(早熟禾属、羊茅属、黑麦草属、胡枝子属、苔草属、三叶草属、百脉根属等)、暖季型草种(狗牙根属、狼尾草属、地毯草属、钝叶草属、假俭草属、马蹄金属、画眉草属等)、过渡型草种(野牛草属、结缕草属等)。在边坡防护工程中大都选择一些根系发达、固土能力强的草种,如早熟禾、黑麦草、羊茅草、狗牙根、假俭草、钝叶草、马蹄金等[10],然后采用合理的施工技术播种,并精心呵护以保证一定的成活率。早期,种子发芽率高、出芽整齐,如黑麦草,播种7天后,发芽率可达90%以上,1个月后,原来裸露的边坡就披上了绿装。表面上看,植被恢复了,水土流失得到了控制,生态环境得到了改善,但这种好景不长,短则一年半载,长则2~3年就会发生衰退现象。如华南地区引进的多年生黑麦草,不耐高温、不能越夏,在夏天很快就消失,不能完成世代交替[11],但麦草在初期生长非常旺盛,有竞争优势。为达到四季常青的效果,在护坡工程中还常常采取冷季型草与暖季型草混播的措施,但因暖季型草在冬天枯萎后常阻碍冷季型草的发芽、繁殖,冷季型草在夏天又阻碍暖季型草的发芽、繁殖,还是很难达到四季长青的效果。究其原因,我们认为这种生态防护工程旨在利用人工的方法加快植被恢复过程,往往违背了自然演替规律,在选配植物时,大多只考虑单个物种的生态习性,欠考虑物种间的竞争关系,忽略了物种多样性对生态系统功能的贡献。另外,草本植物在水土保持功能上也有一定的缺憾:一是根系较浅,固坡护坡效果较差;二是群落易发生衰退,二次恢复很困难;三是管理费用高;四是外来种的大量采用,对生态安全有很大风险。

3灌木在生态护坡中的作用

我国的边坡坡度一般为45°,有的甚至达到60°以上,单纯用草本植物虽然覆盖度大、美观,初期植被均匀整齐,但防护效果不太理想,而栽植乔木又会提高坡面负载,在风力作用下极易造成坡面的不稳定或坍塌。随着实践经验的提高,人们逐渐认识到灌木绿化具有的优势。灌木不仅具有良好的抗旱、保水、保土、防风沙、降尘土、抗盐碱等优点,而且生长快、耐贫瘠、对土壤环境要求不高,和草本植物相比,优势相当明显:一是灌木类木本植物根系的先端部位能向土壤母质内部延伸,在吸取其营养的同时固持风化土层,增强边坡的稳定性。二是维护管理作业量小,灌木对水、肥的需求少,适应性强。三是对小气候的改善作用明显,能缓和阳光的热辐射,使酷热的天气降温、失燥,给人以舒适的感觉。同时由于灌木的生物量比草本植物大,进行光合作用吸收的二氧化碳多,吸滞烟灰粉尘,稀释、分解、吸收和固定大气中的有毒有害物质也较多,能更好地净化空气。但单一的灌木群落也易产生表土侵蚀,对初期的水土保持不利。因此,在边坡防护过程中,植物种的选择以草本植物与灌木配合为宜,二者结合,可起到快速持久的护坡效果,有利于生态系统的正向演替。

但采用草本植物种子和灌木种子混合播种时,有时会不尽如人意,常常形成稀树草原的格局,这是因为草本植物一般发芽早、成坪快,往往扼杀刚刚发芽的灌木幼苗。所以在当今的绿化施工过程中,一般先种植生长速度快、成坪快的先锋草本植物[12],以达到快速恢复植被,控制早期水土流失的目的,然后因地制宜栽植灌木。

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