边坡生态防护技术综述研究

1、边坡生态防护技术综述研究摘 要随着公路建设及矿山开采规模的扩大及城市建筑层次和密度增加，环境污染日益严重，在土地资源严重紧张的形势下，边坡生态防护显得格外迫切。通过边坡生态防护对道路边坡、矿山边坡、河道边坡及办公生活区边坡进行治理，保证边坡的稳定的同时，美化了环境；通过对城市建筑物和构筑物的墙面绿化，在不占用土地面积的条件下达到了生态防护的效果，实现了建筑业发展与生态防护双赢的效果。利用边坡生态防护技术，从不同角度改善生态环境，实现了大类与环境的和谐统一，对于环境可持续发展起到了积极作用。1 引言边坡失稳导致的山体滑坡、泥石流等灾害是各种地质灾害中爆发最为频繁、对大类活动危害最大的形式之一。边

2、坡生态防护是目前最为常见的边坡防护形式，其被广泛用于公路、铁路、水利等各类工程。在各类岩质边坡和土质边坡中均有广泛应用。由程直接优势，对生态保护、防治水土流失、美化环境等工程也具有间接作用且贡献巨大，因而在国内外得到广为推广。生态防护边坡的采用自中世纪以来就已有历史记载，但是直到20世纪中叶才被广泛运用，目前此类技术最为先进的国家是日木，我国采用此类技术较晚。20世纪90年代以前我国还在采用在坡土撒草种、穴播或沟播、铺草皮、片石骨架植草等传统模式的生态护坡方式，直到近几十年间我国才广泛运用该项技术。生态防护技术虽然应用广泛，但在坡度陡峭、土质差、降雨量大的地区的应用还有一定局限性，该技术的加固

3、特点是:起初时加固作用较弱，甚至没有，但随着植物的生长、扩张，其边坡加固与减轻坡而侵蚀等方而的作用会越来越显著。但该加固手段也仅限于对边坡浅层而言，所以浅层的稳定研究成为了该防护形式研究的核心内容。文中通过介绍前大各类模型试验方法，探讨总结了影响生态边坡稳定的因素作用形式以及生态防护模型试验中前大成果的一些优缺点，并提出了存在的问题以及未来的发展趋势。2 国内研究动态 早在16世纪末，中国就有植被护坡应用的记载，通过在河岸两边栽植柳树来加固与保护河堤；到17世纪，开始利用植树种草保护黄河河岸；19世纪起，采用防护林水土保持和防风固沙；这些技术都采取的植被护坡原理与方法。我国虽然记载较早，但在技

4、术的应用方而起步较晚。1989年广东从香港引进的喷播机，在华南地区进行实验研究。1991年，从日本引进液压喷播设备在黄土高原区进行坡而喷播绿化实验研究。经过不断的改进和国产化，液压喷播技术已广泛应用于我国的不同地区的公路、铁路、水利和矿山工程的边坡防护。3 生态防护的理论体系 生态防护的日的是使植物存活并能正常生长但实践证明边坡防护虽已达到了生态防护的日的，水土流失也得到了定的控制，但随着时间的关系及植物生态习性的要求，植物生长趋势会逐渐减弱，植被覆盖的土地也会慢慢的退化成裸地，造成水土流失为达到植物持续性综合生态功能，应以生态学原理构建个和谐有序、稳定的植物群落，关键是护坡植物的选择。4 我

5、国边坡生态防护的现状及现代边坡生态防护的理论体系 传统的生态防护是我国目前主要采用的边坡生态防护手段。传统的生态防护工程只是把不良自然条件下植被的成活作为研究目的，并在技术更新土获得了很大成功，尤其是在草坪方面，例如大工种植草坪护坡、土工网植草护坡、平铺草皮护坡、液压喷插草坪护坡、oh液植草护坡、客土植生植物护坡、蜂巢式网格植草护坡、行栽香根草护坡、喷混植生植物护坡等。 随着时间的推移，边坡植物防护技术得到了大力的推广应用，但是在推广的过程中大们发现了一些难点问题，主要体现在以下两个方面:第一、出现边坡植草退化的现象。这种现象产生的主要原因是大工种植的草种的品种比较单一，而且生长速度比较缓慢，

6、尤其是在养分、水分供应较差的边坡土，草种的生长更加缓慢，时间久了就会出现不同程度的草坡退化的现象。这是一个非常严重的问题，如果草坡退化现象得不到扼制，就会造成资金土的严重浪费，进而影响边坡防护绿化的效果，最终出现水土流失、坡面塌陷的不良后果。第二、土体很薄的坡面植物受到干旱的威胁。开挖后的边坡，岩石层较厚、坡体较陡，随着时间的增长，水分、养分逐渐供应不足，土壤的肥力大大降低，边坡绿化的难度也在不断加大。这一问题能否得到解决将直接影响到边坡的绿化效果和生态效益。从土面的论述中可以看出传统的边坡生态防护技术已经不能满足现代化建设的需求，为了能满足生产建设的需求，我们必须采用先进的技术一一现代边坡生

7、态防护技术。为了能使现代边坡生态防护技术得到有效的应用，充分发挥它的优势，我们在采用这项新技术时需考虑以下四个原则: （1)是遵从植物生态习性，因地制宜原则。 植物生长对环境条件的要求就是植物的生态习性，它包括土壤、气候、生物三种生态条件。当自然环境不能满足植物的生态习性时植物的生长就会受到阻碍，甚至会发生退化。因此，我们在进行边坡生态防护时要从光照、湿度、温度、养分、肥力、结构、ph值、盐分等多方面因素进行综合考虑，做到因地制宜、合理种植。 （2)是保持物种多样性，建立自然群落结构原则。 植物的自然群落结构是一种非常复杂的结构，群落的稳定性是由物种的多样性来决定的。在一般情况下，群落的物种多

8、样性的指数越高，那么物种之间的关系就越复杂，种间抗外界干扰的能力也就越强。 （3)是遵从生态位原则，优化植物配置原则。 由于在利用植物进行边坡生态防护时要考虑物种多样性的原则，这样供选择的植物种类就会增多，为了避免由于所选植物的生态位的重复而引起的种间竞争显现的出现，大们就要从时间、空间和资源生态位三个方面来合理配置物种。 （4)是遵从互惠共生的原理，协同植物之间的关系原则。根系是植物和土壤的重要界面，也是植物生长发育的重要组成部分，它一方面向生长介质中分泌大量的离子和有机物质，另一方面也从生长介质中汲取水分和养分。当一些植物的分泌物有利于另一种植物的生长发育时，它们就相互促进生长;否则，它们

9、之间就相互抑制生长。因此，大们在选配植物种时应协同植物之间的关系，遵从互惠共生的原理。5 边坡生态护坡的主要形式 立地条件是影响植被恢复是否成功的重要条件之一，因此边坡立地条件的划分是植被护坡的第一步。一般将边坡划分为土质边坡和石质边坡两类，不同的边坡类型采用的护坡技术也不一样。5. 1土质边坡的生态防护5.1.1香根草篱法 香根草护坡,依靠其高覆盖度和发达的根系加固防护的功能，在坡而土栽植高密度香根草的边坡防护技术。山于香根草具有繁殖能力强、根系发达和耐贫瘩等特征，因此广泛应用于南方温暖湿润地区的水土保持和边坡防护。5.1.2铺草护坡 铺草护坡，是将培育好的草皮自接固定在工程坡而或创而，使其

10、快速形成草坪的护坡绿化技术，具有工期短、成绿效果快、施工不受季节限制等优点，已应用于青藏铁路唐南段大多地处高寒草原区，门，特别是在运动场地和园林绿化中较为常见。5.1.3植生带法 植生带，是采用机械设备，把草种、肥料和保水剂等固定在无纺布或其它材料土，自接铺在坡而使种子萌发生长，在国外应用较早，我国在20世纪80年代开始试制和应用。山于植生袋的保肥、保水、保种，草种出苗率高且整齐，运输女装方便以及植生带材料的可降解等特点，现已广泛应用于大型绿地建植、开发区生活区、厂矿、公园、高尔夫运动场、机场、高速公路等。5.1.4液压喷播法 液压喷播是将草种、纤维、保水剂、粘介剂、肥料和染色剂等与水的混介物

11、通过喷播设备喷射到边坡土的绿化技术。山于机械化水平高、效率高、成坪快及均匀等特点，现已广泛应用于公路、铁路、堤坝、矿山等绿化工程。5.2岩质边坡的生态防护 岩质边坡的立地环境特点是不具备植物生长所需的土壤、水分和养分。因此要提前营造出适介植物生长的斜而环境，如采取消减坡长及坡度、排水等工程措施。目前公路边坡、采石场和矿山等岩石边坡的植被护坡方法主要有以下类型:5.2.1喷混植生法 喷混植生护坡是三峡大学许文年教授主要针对岩石坡而绿化难的问题，专门开发的专利技术，是将含有草种、有机质和混凝土混介物喷射在坡而的绿化方法。该技术适用于开挖后的岩石坡而的植被恢复，尤其对立地条件较差的环境，效果明显，如

12、砾石层、软岩、破碎岩以及较硬的岩石等。5.2.2三维植被网法 三维植被网是将树脂等材料通过高温挤拉伸等工序形成相互缠绕，接点焊接，底部为高模量基础层的三维立体结构网垫。因此它具有抗水冲刷、固土蓄水、阻风保温功能等优点，已在公路边坡和大坝边坡等工程土中成功应用。5.2.3飘台法 飘台法或沟槽法是在高陡的岩质边坡土，在同等高度土女装水泥预制板或以修筑种植穴的形式，创造植物生存的环境。在种植槽穴内装填土壤和肥料以及种植灌一藤一草等植物，优点是易推广，见效快。山于其少土少水的缺点，仅适用于部分草本植物的生长。5.2.4阶梯法 阶梯法也叫挖沟护坡法。这种方法的优势在于充分考虑了岩壁自然的凹凸而，在类似阶

13、梯平台土修筑种植槽，栽植乔木或攀垂植物，从而形成稳定的绿化植被生态系统，是植树造林常用的方法之一。客观而言，该方法虽然绿化效果及优势明显，但存在施工难度大，土石方工程量大和排水系统复杂等诸多问题，通常用于矿山石壁绿化等高标准的绿化项目。6 灌木在现代边坡生态防护建设中的优势和作用 草、灌、乔植物的不同形态结构和生物学特性决定着它们在自然界中具有不同的功能与作用。草本植物类种植方法简单，费用低廉，早期生长快，具有快速封闭地面、改良土壤和防治水土流失的功能，草本植物所需营养物质比木本植物相对较多，抗污染净化能力又比木本植物不，立体结构差，层次单一，虽然种类繁多，但目前有用途的较少，持续生存的性能差

14、。乔木植物类树体高大，立体层次结构明显，易与工程建筑物融为一体，易与自然景物相协调，改善环境效果显著，但植株耗水量大，一般乔木树种的耗水量是灌木、草本植物的2-3倍，在缺水少雨的地方不易成活。灌木植物种类较多，栽植成活率较高，多数植物可用扦插繁殖。这些植物树冠稠密，叶量丰富，生长稳定，自成群落，抑制着杂草的滋生，根系密集，固持力强，能分散地表径流，防止土壤侵蚀，形成稳定的坡面。 我国的边坡坡度般为45度，有的甚至达到60度以土，单用草本植物覆盖度大，初期植被均匀整齐、美观，但防护效果不太理想而栽植乔木不仅会提高坡而负载，在风力作用下也极易造成坡而的不稳定或坍塌灌木不仅具有良好的抗旱、保水、保土

15、、防风沙、降尘土、抗盐碱等优点，而且生长快、耐贫痔、对土壤环境要求不高，和草本植物相比，优势相当明显:是灌木类木本植物根系能向土壤母质内部延伸，吸取其营养、固持风化土层，增强边坡的稳定性一是维护管理作业量不，灌木对水、肥的需求少，适应性强三是对不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，给大以舒适的感觉同时山于灌木的生物量比草本植物大，进行光合作用吸收的一氧化碳多，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的灌木群落也易产生农土侵蚀，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，一者结合，可起到

16、快速持久的护坡效果，有利于生态系统的正向演替。在绿化施工过程中，一般先种植生长速度快、成坪快的草本植物，使其快速恢复植被，控制早期水土流失，然后因地制宜栽植灌木。7 边坡生态防护存在的问题 生态护坡是个系统的工程，其程序如下:1)恢复目标一植物选择;2)绿化基础工程;3)植物栽植(播种或植苗);4)保护管理，缺少任何一项就不可能完成任务。简单的绿化很容易出现“一年绿，两年黄，三年亡”的景象，最终还是二次生态退化。 目前，边坡生态防护主要存在以下几个问题:1)在植被恢复初期，边坡土的草本植物覆盖绿太大，而乔灌木较少，达到了复绿的效果而没有起到护坡的作用;2)在选择植物时，过多地引用外来植物，而忽

17、视了对乡土植物的利用，可能会引发新的生态入侵问题;3)植被护坡的理论研究还比较落后，对绿化工程实施后的效果缺乏系统的评价研究。8 边坡生态防护发展趋势 我认为边坡生态防护的首要任务是护坡，有必要采取工程措施先保证其女全稳定性，再考虑植被的美观等。目前边坡生态防护的发展趋势，主要体现在以下几个方而:1)工程措施与植被防护的结介，建立稳固生态的防护体系;2)从景观尺度土设计边坡防护工程，综介选择多种类型植物相配置，如草、灌、花、乔等;3)重视乡土植物品种，要达到稳定的顶级群落最终还是乡土植物;4)加强植被护坡技术的标准化与规范化研究;5)力日快国产边坡绿化材料及设备的研发，降低对进日产品的依赖来降

18、低成本;6)加强边坡绿化工程的效果评价与维护管理方而工作，建立科学的评价指标体系和标准，并依据检查结果对边坡生态统进行维护管理。 因此，边坡绿化要结介我国实际情况，因地制宜地根据不同的绿化目的、不同的边坡立地条件，采取多样化的绿化思想，才能保证绿化功能的充分发挥。参考文献1张水杰，王桂尧,王玲等.路堑边坡植被防护固土效果室内外试验 j.长沙理工大学学报:自然科学版,2012,9(3):9-14.2卢坤林，朱大勇，杨扬.边坡失稳过程模型试验研究j.岩土力学,2012,33(3);778-782.3孔令伟，陈正汉.特殊土与边坡技术发展综述j.土木工程学报2012 , 45(5) :141-161.4师东墙，赵力天.边坡生态防护工程植物护坡技术研究j.内蒙古林业