生态边坡
㈠ 边坡绿化生态护坡的种类及原则有哪些
生态护坡根据边坡土质条件可分为土质生态边坡防护和岩质边坡生态防护。岩质边坡生态防护的关键是建立创造植被生长的有利条件。
生态护坡必须考虑边坡的稳定性和安全性,植被的选择要与周围大环境相协调一致,并考虑植物的生态性、形态性、地域性。原则上是适合当地气候条件、土壤条件的植被,且抗逆性强、生长迅速、自繁能力强、适应粗放管理,日后管理简单。
㈡ (一)生态护坡及其优势
1.生态护坡的含义与作用机理
生态护坡是河流生态治理的一项重要措施,是结合水利工程与生态环境保护而兴起的一种新型护坡技术。它集现代水利工程学、生物科学、环境学、生态学、景观学、美学等学科为一体,打破了传统护岸水泥三面衬砌、整齐划一的格局,同时不再仅仅强调护岸的抗冲刷能力等,而要求稳定性、景观性和生态性的完美结合。因此,生态护坡技术可描述为“通过使用植物或植物与土木工程相结合的方式,减轻水流、风浪、雨水等各类侵蚀的程度,提高坡面及坡脚的稳定性,实现河岸生态群落向顶级群落演变的水利工程技术”。
生态护坡技术是利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡同时美化环境的新技术,是涉及岩土工程学、水土保持学、环境保护学、生态学植物学、园林学、土壤肥料等多学科于一体的综合工程技术。
根据以上概念,生态护坡模式应具有以下特点:
1)从概念与方法看,强调两个标准的协调,不仅需要根据当地自然和社会经济发展状况提出河道的防护体系标准,而且需要了解河道本身的自然生态体系,使得工程实施后能尽快恢复河道系统的生态平衡。涉及的领域更宽,技术手段更多,方法更复杂。
2)丰富了原有护坡模式,不仅包括传统的防护绿化型,而且还包括滩地的人工湿地系统,高尔夫球场、种植养殖等开发型模式。
3)材料的选择多样化,包括土、石、混凝土、生态型混凝土制品、土工合成材料、适宜的植物等。只要满足生态防护的要求,不排斥采用混凝土进行防护。
4)与传统的绿化美化不同,生态护坡强调尽量利用自然的力量达到植被系统的生态平衡和自然修复,恢复自然的四季景观。经验表明,不能自然生态平衡的系统需要人工进行维持,因而管理维护费用高。
生态护坡作用方式主要是通过坡面植物的地下根系和地上茎叶,地下广布的根系纵横交织,大大增加了土体的固着和结持力,地上部分的茎叶可减少或防止降雨对地的直接撞击溅蚀。从上述角度出发,其护坡机理应当从以下两个方面考虑:①植被系统控制侵蚀的力学机制(力学效应);②植被系统控制侵蚀的水文机制(水文效应),在这方面周锡九、张俊云、王文生等人做了大量的研究工作,归纳起来生态护坡的机理如图10-1所示。
图10-1 生态护坡机理
图10-1中深根锚固作用与蒸腾排水效应的主要功能是加固边坡,浅根加筋作用与茎叶水文效应的主要功能是坡面防护。
植被的力学效应。植物分为草本类植物和木本类植物两大类,由于这两大类植物生物学特性不同,造成其根系形态也不尽相同,因此其作用机理也不同。根据根的形态特征,植物根系可分为草本类植物根系和木本类植物水平根系、垂直根系三种类型,从力学角度表现为浅根加筋、深根锚固两种作用类型。其机理如下:①浅根的加筋作用。植草的根系在土中错综盘结,使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料,草根叫视为带预应力的三维加筋材料。②深根的锚固作用。木本植物的垂直根系的主根粗壮,扎入土层较深。垂直深根穿过边坡的软弱层或滑动面,以锚固与桩侧阻的方式对边坡起到加固作用,其作用类似于锚杆或抗滑桩。
植被的水文效应。植被地上部分的茎叶及枯枝落叶可减少或防止降雨对地面的直接撞击溅蚀,植物尤其是草本植物具有控制土壤侵蚀的能力,通过其降雨截留、径流延滞、土壤增渗、土层固结等作用,改善坡面小气候,减缓了土表侵蚀。①降低坡体孔隙水压力,提高土体抗剪强度。降雨是诱发滑坡的重要因素之一,边坡的失稳与坡体水压力的大小有着密切关系。植物通过吸收和蒸腾坡体内水分,降低土体的孔隙水压力,增加土体吸力,提高土体的抗剪强度,有利于边坡体稳定。②降雨截留,削弱溅蚀。一部分降雨在到达坡面之前就被植被截留,重新蒸发到大气或下落到坡面。下落的雨滴在打击坡面时,把动量传递给土体,产生的分裂力使土体颗粒分离飞溅,在滴溅过程中,雨滴动量越大,撞击分裂力越大,被溅出的土粒数量也越多,植被能拦截高速下落的雨滴,减少雨滴数量、滴溅能量及飞溅的土粒。③抑制径流冲刷。地表径流带走己被滴溅分离的土粒,进一步引起片蚀、沟蚀,植被能够抑制地表径流并削弱滴、溅蚀,从而能控制土粒流失。通常情况下,土的流失量随植被覆盖率的增加呈指数关系降低。
2.生态护坡相对于传统护坡的优势
传统的城镇河道整治,一般采用单纯的工程措施护坡,主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等,护砌形式多为梯形或矩形断面,有些甚至是全断面衬砌。这些结构形式的传统护坡,在保持坡岸的结构稳定、防止水土流失以及防洪排涝等方面,起到了一定的作用,但却对景观、环境和生态产生了不同程度的负面影响。而目前采用的生态型护坡一般是采用植物护坡或植物与工程措施相结合的复合护坡。因为植被的存在,恢复了护坡应具备的生态学功能,相对于传统护坡有了较大改善。
(1)改善水质及水体的自净能力
光洁、硬质的传统护坡,岸坡没有植物作为屏障,会使岸边的垃圾以及地表径流带来的污染物轻易进入水体,加速水体水质的恶化,造成污染。而生态护坡因为植被能够滞纳垃圾和颗粒物质,过滤来自高地以及地表径流中的污染物,起到保护河道水体的作用。蔡婧等的研究发现土壤生物工程柴笼、灌丛垫和传统的植草护坡对悬浮固体和营养盐的截留率达到80%以上。另外,寸草不生的传统硬质护岸,破坏了水体—土壤—生物之间的物质和能量循环体系,不利于具有净水功能的水生生物的生长,削弱了水体的自净能力。生态护坡所采用的植被以及新型材料加强了护坡的透水性和透气性,在一定程度上保持了水体—土壤—生物之间的物质和能量循环,保护了水体的自净能力。
(2)调节水温变化,维持水生生态系统的平衡
传统护坡增强了对光照的吸收,导致水体温度变化过大,不利于维持水中生态平衡。水温的变化过大,不利于对温度敏感物种的生存;对鱼类产卵产生较大的负面影响,因为鱼类的正常繁殖对温度的反应非常敏感;在高温季节,还会孳生传染病菌。而引入植被、灌木或森林的生态护坡在调节光照吸收和防止水温变化过大方面起到了一定的作用。因此,从这个层面上说,生态护坡在一定程度上改善了水生生态系统的平衡。
(3)保护河道系统的生态多样性
混凝土和砂石修葺的传统护坡在一定程度上加快了水体的流速,加大了水流冲刷力度,水中一些生物会被水流冲走,使水中生物减少,岸上又缺乏天然植物,直接影响沿河野生物种,如水鸟等的生存。据统计,目前河道衬砌后,沿河生物种类减少了70%以上,而水生生物也只相当于原来的50%,加之河道的裁弯取直、横断面的几何规则化,使自然河流系统中河床的异质性不复存在,许多水生生物无法安身,不能形成多种多样的生境组合。生态护坡的透水性有利于维持河道水体的原有流速,同时也为各种生物的生长、昆虫和鸟类的栖息、鱼类的繁殖提供了有利的水边环境,保护了河道系统的生物多样性。
(4)恢复护坡的绿色景观
过去没有绿色的传统护坡,使河道失去了原有的生机。而增加了绿色的生态护坡,恢复了护坡的绿色景观,满足了现代人回归自然的追求。生态型护坡是在传统型护坡基础上的改进,不单纯局限于新型环保材料或技术的应用,同样重视发掘传统人工材料和技术的生态功能以及改进传统的护坡方法,在设计和施工中更多地顾及环境和生物的需求。因此,生态型护坡既源于传统型护坡,又有别于传统型护坡,是护坡工程发展的崭新阶段。
㈢ (二)传统生态护坡的常见类型及其优缺点
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。
优点:施工简单、造价低廉等。
缺点: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.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,是将草籽、肥料、黏着剂、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。
优点: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,两个月后形成防护、绿化功能;④适用性广。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。
缺点:①固土保水能力低,容易形成径流沟和侵蚀;②施工者容易偷工减料做假,形成表面现象;③因品种选择不当和混合材料不够,后期容易造成水土流失或冲沟。
3.客土植生植物护坡
客土植生植物护坡,是将保水剂、黏合剂、抗蒸腾剂、团粒剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复合肥等一类材料制成客土,经过专用机械搅拌后吹附到坡面上,形成一定厚度的客土层。然后将选好的种子同木纤维、黏合剂、保水剂、复合肥、缓释营养液经过喷播机搅拌后喷附到坡面客土层中。
优点:①可以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;②客土与坡面的结合牢固;③土层的透气性和肥力好;④抗旱性较好;⑤机械化程度高,速度快,施工简淡,工期短;⑥植被防护效果好,基本不需要养护就可维持植物的正常生长。该法适用于坡度较小的岩基坡面、风化岩及硬质土沙地,道路边坡,矿山,库区以及贫瘠土地。
缺点:要求边坡稳定、坡面冲刷轻微,边坡坡度大的地方,已经长期浸水地区均不适合。
4.平铺草皮
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。
优点:施工简单,工程造价低、成坪时间短、护坡功效快施工季节限制少。
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。平铺草皮是设计应用最多的传统坡面植物防护措施之一。
缺点:由于前期养护管理困难,新铺草皮易受各种自然灾害,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、坍滑等边坡灾害。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。
(5)网格生态护坡
网格生态护坡,是由砖、石、混凝土砌块、现浇混凝土等材料形成网格,在网格中栽植植物,形成网格与植物综合护坡系统,既能起到护坡作用,同时又能恢复生态、保护环境。
网格生态护坡将工程护坡结构与植物护坡相结合,护坡效果非常好。其中现浇网格生态护坡是一种新型护坡专利技术,具有护坡能力极强、施工工艺简单、技术合理、经济实用等优点,是新一代生态护坡技术,具有很大的实用价值。
㈣ 边坡生态景观的定义是什么
边坡生态景观即边坡绿化是一种新兴的能有效防护裸露坡面的生态护坡方式,它与传统的土木工程护坡(钢筋锚杆支护、挂网、格构等)相结合,可有效实现坡面的生态植被恢复与防护。不仅具有保持水土的功能,还可以改善环境和景观,提高保健、文化水平。
㈤ 客土喷播高次团粒生态边坡系统是什么
高次团粒生态边坡系统主要是利用专用喷播设备将植物种子及生长基质喷附在岩石、高砌坡、矿山等坡面,种子在团粒促进剂的营养条件下迅速发芽,形成根系网,加之客土、肥料的支撑,又促进了植物健康地生长发育。
㈥ 边坡生态恢复有哪些工程措施
1.湿法喷播技术
湿法喷播是将配制好的种子、肥料、覆盖料、土壤稳定剂等与水充分混合后,采用喷枪将混合物喷洒在边坡表面上,能保证在较短时间内植株迅速覆盖坡面,特别适合土质填方边坡和不平整土地植被的种植。祝于华等在石家庄机场飞行区5万㎡范围内进行湿法喷播植草试验工程。1998年8月11日试播,9月25日已郁闭成坪。草坪整齐美观,无病虫害,无高大杂草,且杂草密度小于1%,草坪覆盖度高达95%,生长非常健壮。
2.网袋植草技术
网袋植草技术是将植物种子、肥料、土壤混装在纤维网或金属网袋中,然后固定在边坡上进行绿化。纤维网可根据其抗拉能力和固土能力的不同设计为2~5层,一般薄层应用于填方边坡,厚层应用于挖方边坡。对于土质贫瘠的挖方边坡和土石混填的填方边坡,可以起到固土防冲刷并改善植草质量的良好效果。广州大学城公共绿地绿化工程在施工过程中,对坡面坡度大、坡面高的一些地块采用了植被网喷播法进行草坪建植,取得了较好的绿化效果。
3.植生带技术
植生带是将已成苗草皮或植物种子夹在织物或纤维垫中直接贴在边坡表面进行快速绿化的方法,适用于需要迅速得到防护的土质边坡和风化极严重的岩石边坡。谭发刚等对土质边坡直接植草护坡的加固机理、主要的施工方法进行了详细的研究。刘朝晖等结合高速公路工程实际论述了边坡生物防护的方法和选择原则,对铺设草皮的施工技术和方法进行了详细的讨论。顾小华等以稻草、麦秸等为原料,添加草种、保水剂、营养土等材料,在108国道对岩石、劣质土坡、陡坡进行了植被恢复试验。结果显示,在劣性土质和岩质边坡铺植植被毯防护效果显著,草毯覆盖层可以固定土壤,减少水分蒸发,增加地面粗糙度,缓解雨水对坡面表土的冲刷,稳定边坡。其工期短,造价低廉,造价比采用传统方法浆砌片石护面墙和三维植被网防护分别节约费用75%和28%以上。
4.客土喷播技术
客土喷播是以加工过的树皮、养生材料、植物种子与少量优质土混合,添加营养剂、粘结剂和土壤稳定剂制成客土,借助喷播机用挂网喷射的方式均匀涂喷于坡面上,实现对岩石边坡的绿化。汕梅高速公路梅州至畲江段工程建设过程中采用客土喷播技术进行边坡防护绿化,高速公路变成了绿色通道,达到了路容景观与自然景观的统一、连续、和谐,解决了高速公路岩质边坡绿化难的问题,为我国山区高速公路边坡防护绿化提供了有益的参考。
5.喷混植草技术
喷混植草是将含草种、有机质的混凝土喷在岩石坡面上,在风化岩质坡面上营造一层既能让植物生长发育的种植基质又耐冲刷的多孔稳定结构。广东西部沿海高速公路珠海段在2005年6月以前完成的喷混植生施工的岩石边坡,经历了2005年6月连续的暴雨冲刷,各边坡喷混基底无一垮塌,植物没有被冲刷的痕迹。这表明在草坪植被与基材的共同作用下,基材的抗侵蚀性大大增强,并且随着植物的进一步生长,草坪植物的根系会纵横交错,最终形成稳定的草灌结合的植物群落,从而可以达到长期护坡的目的。
6.仿原生态植被恢复技术
仿原生态植被恢复技术是在原开挖陡峭的边坡采用直接挂网客土植草办法难以成活,但局部位置具有植物生长的基础,如石缝、沟壑、平台及凹陷部位,采用植生袋或客土植草防护,使局部位置能尽快实现绿化;不能植草的陡峭、风化程度轻的母岩位置则采用着色的办法使之与周边岩石表层颜色基本一致。黄滔等对常张高速公路岩石边坡仿原生态植被恢复技术的试验研究表明,仿原生态植被恢复技术与传统的边坡防护相比较,投资省、见效快,且能稳定表层边坡,综合造价仅为客土喷播植草的50%~60%,能在短期内使边坡整体环境景观效果与周边协调一致,尤其适宜于对客土喷播植草难以成活的极陡边坡(坡率大于1:0.75)的生态防护。
㈦ 边坡生态防护技术涉及哪些学科
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。
㈧ 什么是生态护坡
以前的人们植树造林只是单纯的植树,但是这种人工林物种单一,浪费资源,对生态环境造成破坏。所谓生态护坡,就是人工构建一个完整的小系统,栽种当地的各种草、树形成的一个能够长时间存活,最后能脱离人工维护的自然系统。
㈨ 什么是生态护坡
生态护坡技术应来该是既源能满足河道护坡功能,又有利于恢复河道护坡系统生态平衡的一种方式。听朋友说南京久禾润是专业做生态护坡,绿化混凝土护坡,现浇混凝土护坡,就是长草的那种形式,您可以问问看,里面的核心材料 都是他们自己研发生产的。