行業資訊
淺談邊坡生態防護工程與自然環境
近年來我國經濟發展迅猛,公路、鐵路、堤壩等基礎建設日新月異。然而,建設過程中大量開山、筑堤,形成很多裸露的土壤坡面,不僅容易造成水土流失、土體坍塌,而且很大程度上破壞了自然生態環境。
用植被代替工程護坡,用草、花及灌木綠化美化邊坡,已成為當今公路、鐵路建設的必然要求,因為植物強勁的根系和致密的地表覆蓋不僅可以涵養水源,保持水土,而且可以凈化空氣,保護生態,美化環境,保證行車安全。由于邊坡綠化的作用日益凸顯,國家已將綠化環保作為高速公路、鐵路驗收的一個重要項目(占驗收總分的10%)。
在五年來對高速公路、鐵路、水庫、河邊進行邊坡綠化防護的實踐和探索的基礎上,我們總結出一套適合華南地質、氣候條件的以液壓噴播植草技術為主的邊坡綠化防護技術及規范。對邊坡采取“即挖即護,植物防護為主”的保護方案,除部分不穩定邊坡采用必要的圬工砌體防護外,其余所有裸露的土地包括路塹、路基邊坡、取土、棄土場等全部進行植草綠化防護。
一、綠化設計原則
對于公路、鐵路、水庫、江河的邊坡綠化、防護及美化,我們遵循以下原則:
(1)首先對邊坡的自然條件進行充分調查,在掌握地理地質、邊坡形狀、土壤特性及氣候環境的基礎上確定總體設計方案;
(2)“點、線、面”有機結合,即局部地段重點防護、綠化和美化,局部地段過渡處理;
(3)設計手法采用自然式和規則式并用;
(4)從安全、美學角度考慮植物品種配置和種植形式,形成色彩、色帶的韻律變化;
(5)選用固土護坡作用強的植物,以植草為主,灌草結合,短、長期水保效益兼顧,從根本上防治水土流失。
二、植草技術
邊坡植草以液壓噴播技術為主,人工播種為輔,對有些不能結籽的種類如香根草采用分株或其它營養繁殖。液壓噴播,是一種將植物種子(草種、花種或樹種)或植物體的一部分(芽、根、莖等可以發芽萌生的物質)經過科學處理后,混入水中,并配以一定比例的專用配料(包括肥料、色素、木纖維覆蓋物、紙漿、粘合劑、保水劑、土壤改良劑),通過噴植機的攪拌,利用高壓泵體的作用,噴播在地面或坡面的現代化種植植被的方法。
液壓噴播較人工植草有以下優點:
(1)機械化程度高,可大面積快速植草。液壓噴播機是一種高效的現代化的植草機械,一臺液壓噴草機可日噴草500~2000㎡。
(2)適應性廣,在人工難以施工的地域建植草坪。由于液壓噴播機上裝有可任意調節方向的高壓噴料槍,其噴料揚程為30~80m,此外,還配有30多米的噴料軟管。因此,液壓噴播機可在人工難以施工的陡坡、高坡上建植草坪。
(3)在植物難以成活的地域建植草坪。噴料槍高速噴出的種子混合液中溶有營養物及土壤等配料,可使植物在難以生存的場所生長成坪。特別是配料中含有保水劑,這種保水劑可吸收相當于自身數十倍至數百倍的水分,而且它不僅吸水能力強,吸水后即使用力擠壓水也不會流出;但將其混入土壤中,水分卻能慢慢釋放出來。因此,應用保水劑可改善土壤物理特性,有利于通風透氣,蓄水排水,尤其可提高抗旱性。
(4)能建植高質量的草坪。液力噴植機所噴出的是事先經過催芽的草種,這樣可以免去草種萌發所需的時間,再加上地表形成一層薄膜,能保溫保水,因此,出苗快,生長迅速,能很快覆蓋土表,而且密度均勻,郁閉度好。
(5)養護簡單,噴播后基本不用澆水就能成坪,適合管理粗放的荒山荒坡。
(6)可根據具體的自然條件或按設計要求,選擇幾種不同的草籽進行混播,以達到覆蓋度、根系、生長期、抗逆性等方面優勢互補的效果。
三、路塹邊坡的綠化防護
1 路塹邊坡性質分類
根據前幾年的經驗,我們將華南地區的路塹邊坡分為以下四種類型,分別采用不同的方法進行施工。
第一類 坡度較緩的土質邊坡;
第二類 坡度陡,土壤以砂質和礫質土為主,并帶有強風化花崗巖,土壤貧瘠的邊坡;
第三類 坡面以膨脹土為主,油面巖及片狀面巖數量多,面積大,自身狀態不穩定的邊坡;
第四類 花崗巖,土質混合夾石邊坡。
2 路塹邊坡綠化工程的施工
(1)對于第一類邊坡,基本上采用對坡面直接液壓噴播草籽的方法。邊坡坡度的大小對草籽的發芽生長有較大的影響,坡度較緩,則草坪生長的持久性較好,不需采取挖溝、挖坑或其它補助措施。在種籽噴播施工時,先對邊坡進行簡易修整,然后使用噴草機將種籽、肥料、覆蓋材料、土壤改良劑、保水劑、色素和防蝕劑等加水攪拌后直接噴灑在邊坡的表面,然后覆蓋無紡布,這樣即可減少雨水沖刷和侵蝕,防止種籽在發芽期移動流失,又可防止地表水分蒸發,起到保溫和保濕的作用。無紡布由木纖維組成,覆蓋地面三個月內將完全降解。所用草種根據地區不同而不同,華南地區所采用的草籽以百慕大草和百喜草為主,其中摻以少量的畫眉草,冬季可加一定數量黑麥草。多種草籽混播,可使邊坡草坪適應差別較大的土壤和氣候條件,能更快地覆蓋土表,并能延長邊坡草坪的使用年限。
(2)對于第二類邊坡,可先開挖行距20~40cm水平橫溝,回填有機肥土,然后噴播草籽,再加蓋無紡布進行保護。路塹挖方邊坡的坡度陡,草籽在發芽前期易移動、流失,水分和養分補給也較困難,而且由于坡陡,草籽生長的基盤本身(如土壤層)的滑落會對草籽根系的伸展造成極其不良的影響,而砂質、礫質土、強風化巖面,又無一不是草籽生長、成坪的障礙。所以,只有開挖橫溝,回填有機肥土,再進行草籽的噴播才能最大限度地減低這些不利影響。挖溝后噴播所選用草籽應以百喜草為主,該草良好的生根性和耐土壤貧瘠(可從巖石深層吸收養分)的能力令其即使在土壤肥力較差的砂質、礫質土中亦能生長良好。
(3)對于第三類邊坡,其自身的物質構成極不穩定,一遇雨水坡面就容易被沖刷,特別是受暴雨、雪、凍脹、地下水、風等因素的影響邊坡很可能發生崩塌現象。此類邊坡單純依靠植被防護是不夠的,只有采用植草與工程措施相結合,對之進行全面、綜合防護,才能獲得較好的防護效果。綜合防護大致又分為兩類:一類是以植草為主,邊緣用石塊防護。一般在50°以上的陡坡上可采用此法,石塊可砌成菱形、人字形和拱形,其內再噴播草籽。在斜坡的坡腳和坡頂,應栽植1~2行固坡能力強的灌木,如胡頹子、勒杜鵑等。另一類是以工程措施為主,結合植草護坡。此法一般在陡坡上應用,具體措施是先鋪石塊或卵石,再在間隙中種植草本植物。在草種選擇上,依次以百喜草、百慕大草和畫眉草為主。
(4)第四類邊坡構成復雜,必須認真分析,區別對待。對于土質混合夾石邊坡,仍采用第三類邊坡的施工方法;而對于中等及弱風化巖石邊坡,則在邊坡上開挖水平溝,放置編織袋,袋內混有肥料、土壤、草籽和灌木種籽;或是在邊坡上鉆孔后放入有機肥,加入適量的固體肥料,以保證前期和中期邊坡綠化效果良好,為草坪草和灌木生長提供基質。所選用的草種仍以畫眉草、百喜草和百慕大草為主,灌木以胡頹子為主。在此類邊坡的綠化防護中,為增加其防護效果和綠化層次,還應在邊坡坡頂和邊坡的夾石中栽植垂吊植物,邊坡坡腳和夾石的下部栽植攀援植物,并在邊坡的邊、角、底等地方栽植勒杜鵑等,以體現出立體綠化效果。
3 綠化防護主要植物品種
適合華南地區邊坡綠化防護的植物主要有:
(1)百喜草 禾本科雀稗屬多年生匍匐及叢生草本植物,其粗壯發達的“辮”狀匍匐莖纏結地表,草高尺許,強勁的須根深達1~2m,具良好的抗逆性和適應性,耐伏旱高溫、瘠薄、能在風化石等極為貧瘠的土壤中生長,是極佳的固土護坡草。
(2)百慕大草 禾本科狗牙根屬多年生草本植物,草莖匍匐,貼地生長,有發達的不定根,并于節上生根及產生分枝,根莖交織成網狀,覆蓋力極強,耐高溫、干旱,能在各種土壤中生長。
(3)畫眉草 多年生叢生草本植物,特別耐干旱,耐土壤貧瘠,分枝旺盛,莖葉強健,根的伸展性好,能在巖石縫隙中生長。但這種草播種密度每平方米不宜超過2克,因為草茂密生長,易引起火災。
(4)黑麥草 禾本科多年生草本植物,抗寒、抗霜、耐濕、生長較快,能很好地保護并提高草坪的成坪速度。這種草播種時每平方米不宜超過5克,因為該草在夏季會枯死,只有半年的綠期,分量太多在夏季整體欠美觀。
(5)胡頹子 胡頹子科常綠灌木,喜光,耐干旱、瘠薄,易于栽培,管理粗放,宜用于防護性質的栽植。
(6)勒杜鵑 紫茉莉科藤本小灌木,又名葉子花、九重葛,喜光,耐干旱,萌芽能力強,抗污染能力較強,對土壤的要求不高,莖多分枝,具枝刺,枝繁亦葉茂。
在五年來對高速公路、鐵路、水庫、河邊進行邊坡綠化防護的實踐和探索的基礎上,我們總結出一套適合華南地質、氣候條件的以液壓噴播植草技術為主的邊坡綠化防護技術及規范。對邊坡采取“即挖即護,植物防護為主”的保護方案,除部分不穩定邊坡采用必要的圬工砌體防護外,其余所有裸露的土地包括路塹、路基邊坡、取土、棄土場等全部進行植草綠化防護。
一、綠化設計原則
對于公路、鐵路、水庫、江河的邊坡綠化、防護及美化,我們遵循以下原則:
(1)首先對邊坡的自然條件進行充分調查,在掌握地理地質、邊坡形狀、土壤特性及氣候環境的基礎上確定總體設計方案;
(2)“點、線、面”有機結合,即局部地段重點防護、綠化和美化,局部地段過渡處理;
(3)設計手法采用自然式和規則式并用;
(4)從安全、美學角度考慮植物品種配置和種植形式,形成色彩、色帶的韻律變化;
(5)選用固土護坡作用強的植物,以植草為主,灌草結合,短、長期水保效益兼顧,從根本上防治水土流失。
二、植草技術
邊坡植草以液壓噴播技術為主,人工播種為輔,對有些不能結籽的種類如香根草采用分株或其它營養繁殖。液壓噴播,是一種將植物種子(草種、花種或樹種)或植物體的一部分(芽、根、莖等可以發芽萌生的物質)經過科學處理后,混入水中,并配以一定比例的專用配料(包括肥料、色素、木纖維覆蓋物、紙漿、粘合劑、保水劑、土壤改良劑),通過噴植機的攪拌,利用高壓泵體的作用,噴播在地面或坡面的現代化種植植被的方法。
液壓噴播較人工植草有以下優點:
(1)機械化程度高,可大面積快速植草。液壓噴播機是一種高效的現代化的植草機械,一臺液壓噴草機可日噴草500~2000㎡。
(2)適應性廣,在人工難以施工的地域建植草坪。由于液壓噴播機上裝有可任意調節方向的高壓噴料槍,其噴料揚程為30~80m,此外,還配有30多米的噴料軟管。因此,液壓噴播機可在人工難以施工的陡坡、高坡上建植草坪。
(3)在植物難以成活的地域建植草坪。噴料槍高速噴出的種子混合液中溶有營養物及土壤等配料,可使植物在難以生存的場所生長成坪。特別是配料中含有保水劑,這種保水劑可吸收相當于自身數十倍至數百倍的水分,而且它不僅吸水能力強,吸水后即使用力擠壓水也不會流出;但將其混入土壤中,水分卻能慢慢釋放出來。因此,應用保水劑可改善土壤物理特性,有利于通風透氣,蓄水排水,尤其可提高抗旱性。
(4)能建植高質量的草坪。液力噴植機所噴出的是事先經過催芽的草種,這樣可以免去草種萌發所需的時間,再加上地表形成一層薄膜,能保溫保水,因此,出苗快,生長迅速,能很快覆蓋土表,而且密度均勻,郁閉度好。
(5)養護簡單,噴播后基本不用澆水就能成坪,適合管理粗放的荒山荒坡。
(6)可根據具體的自然條件或按設計要求,選擇幾種不同的草籽進行混播,以達到覆蓋度、根系、生長期、抗逆性等方面優勢互補的效果。
三、路塹邊坡的綠化防護
1 路塹邊坡性質分類
根據前幾年的經驗,我們將華南地區的路塹邊坡分為以下四種類型,分別采用不同的方法進行施工。
第一類 坡度較緩的土質邊坡;
第二類 坡度陡,土壤以砂質和礫質土為主,并帶有強風化花崗巖,土壤貧瘠的邊坡;
第三類 坡面以膨脹土為主,油面巖及片狀面巖數量多,面積大,自身狀態不穩定的邊坡;
第四類 花崗巖,土質混合夾石邊坡。
(1)對于第一類邊坡,基本上采用對坡面直接液壓噴播草籽的方法。邊坡坡度的大小對草籽的發芽生長有較大的影響,坡度較緩,則草坪生長的持久性較好,不需采取挖溝、挖坑或其它補助措施。在種籽噴播施工時,先對邊坡進行簡易修整,然后使用噴草機將種籽、肥料、覆蓋材料、土壤改良劑、保水劑、色素和防蝕劑等加水攪拌后直接噴灑在邊坡的表面,然后覆蓋無紡布,這樣即可減少雨水沖刷和侵蝕,防止種籽在發芽期移動流失,又可防止地表水分蒸發,起到保溫和保濕的作用。無紡布由木纖維組成,覆蓋地面三個月內將完全降解。所用草種根據地區不同而不同,華南地區所采用的草籽以百慕大草和百喜草為主,其中摻以少量的畫眉草,冬季可加一定數量黑麥草。多種草籽混播,可使邊坡草坪適應差別較大的土壤和氣候條件,能更快地覆蓋土表,并能延長邊坡草坪的使用年限。
(2)對于第二類邊坡,可先開挖行距20~40cm水平橫溝,回填有機肥土,然后噴播草籽,再加蓋無紡布進行保護。路塹挖方邊坡的坡度陡,草籽在發芽前期易移動、流失,水分和養分補給也較困難,而且由于坡陡,草籽生長的基盤本身(如土壤層)的滑落會對草籽根系的伸展造成極其不良的影響,而砂質、礫質土、強風化巖面,又無一不是草籽生長、成坪的障礙。所以,只有開挖橫溝,回填有機肥土,再進行草籽的噴播才能最大限度地減低這些不利影響。挖溝后噴播所選用草籽應以百喜草為主,該草良好的生根性和耐土壤貧瘠(可從巖石深層吸收養分)的能力令其即使在土壤肥力較差的砂質、礫質土中亦能生長良好。
(3)對于第三類邊坡,其自身的物質構成極不穩定,一遇雨水坡面就容易被沖刷,特別是受暴雨、雪、凍脹、地下水、風等因素的影響邊坡很可能發生崩塌現象。此類邊坡單純依靠植被防護是不夠的,只有采用植草與工程措施相結合,對之進行全面、綜合防護,才能獲得較好的防護效果。綜合防護大致又分為兩類:一類是以植草為主,邊緣用石塊防護。一般在50°以上的陡坡上可采用此法,石塊可砌成菱形、人字形和拱形,其內再噴播草籽。在斜坡的坡腳和坡頂,應栽植1~2行固坡能力強的灌木,如胡頹子、勒杜鵑等。另一類是以工程措施為主,結合植草護坡。此法一般在陡坡上應用,具體措施是先鋪石塊或卵石,再在間隙中種植草本植物。在草種選擇上,依次以百喜草、百慕大草和畫眉草為主。
(4)第四類邊坡構成復雜,必須認真分析,區別對待。對于土質混合夾石邊坡,仍采用第三類邊坡的施工方法;而對于中等及弱風化巖石邊坡,則在邊坡上開挖水平溝,放置編織袋,袋內混有肥料、土壤、草籽和灌木種籽;或是在邊坡上鉆孔后放入有機肥,加入適量的固體肥料,以保證前期和中期邊坡綠化效果良好,為草坪草和灌木生長提供基質。所選用的草種仍以畫眉草、百喜草和百慕大草為主,灌木以胡頹子為主。在此類邊坡的綠化防護中,為增加其防護效果和綠化層次,還應在邊坡坡頂和邊坡的夾石中栽植垂吊植物,邊坡坡腳和夾石的下部栽植攀援植物,并在邊坡的邊、角、底等地方栽植勒杜鵑等,以體現出立體綠化效果。
3 綠化防護主要植物品種
適合華南地區邊坡綠化防護的植物主要有:
(1)百喜草 禾本科雀稗屬多年生匍匐及叢生草本植物,其粗壯發達的“辮”狀匍匐莖纏結地表,草高尺許,強勁的須根深達1~2m,具良好的抗逆性和適應性,耐伏旱高溫、瘠薄、能在風化石等極為貧瘠的土壤中生長,是極佳的固土護坡草。
(2)百慕大草 禾本科狗牙根屬多年生草本植物,草莖匍匐,貼地生長,有發達的不定根,并于節上生根及產生分枝,根莖交織成網狀,覆蓋力極強,耐高溫、干旱,能在各種土壤中生長。
(3)畫眉草 多年生叢生草本植物,特別耐干旱,耐土壤貧瘠,分枝旺盛,莖葉強健,根的伸展性好,能在巖石縫隙中生長。但這種草播種密度每平方米不宜超過2克,因為草茂密生長,易引起火災。
(4)黑麥草 禾本科多年生草本植物,抗寒、抗霜、耐濕、生長較快,能很好地保護并提高草坪的成坪速度。這種草播種時每平方米不宜超過5克,因為該草在夏季會枯死,只有半年的綠期,分量太多在夏季整體欠美觀。
(5)胡頹子 胡頹子科常綠灌木,喜光,耐干旱、瘠薄,易于栽培,管理粗放,宜用于防護性質的栽植。
(6)勒杜鵑 紫茉莉科藤本小灌木,又名葉子花、九重葛,喜光,耐干旱,萌芽能力強,抗污染能力較強,對土壤的要求不高,莖多分枝,具枝刺,枝繁亦葉茂。
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