香根草在江苏泰东河水利工程河坡防护上的应用及效果

1、香根草在江苏泰东河水利工程河坡防护上的应用及效果 袁 根 （江苏新长香根草固坡工程有限公司）摘 要： 香根草在泰东河工程河坡上试验与应用后，生长情况良好，具明显的耐水优势，其网状深扎的根系能有效地稳固土壤，较好地缓解船行波对河坡的冲刷破坏，是生物工程治理河坡的理想植物和新的途径，在水利工程方面推广应用具有较高的经济、环境和社会效益。关键词：香根草；河坡防护；船行波；应用效果1前言水利河坡的稳定与否直接关系到工程的安全，因此河坡防护在水利建设中历来受到高度的重视，针对各种河坡的实际情况，采取了多种有效的防护措施，如满铺砼或砌石、骨架内植草、格栅或挂网喷播、撒草籽加种小灌木等。这些传统的防护措施，

2、虽然具有较好的防护效果，但受当地环境、资源、水文条件和工程造价的影响较大，如一般草类在水位变幅区以下不能生存，而河坡铺砌砼或石块既不经济又不美观。随着科技进步和人民生活水平的不断提高，人们对环境的要求也越来越高，传统的防护措施需要作不断改进和提高，研究和探索防护效果好，造价低廉，又具有绿色环保价值的新技术、新材料，是摆在水利建设广大工程技术人员面前的一项重要任务。本文介绍的种植香根草防护河坡就是力图在这方面做一点探索。2香根草的主要特性香根草原产于泰国、印度等热带、亚热带地区，20世纪80年代受到世界各国的青睐，1996年2月在泰国清莱召开了主题为“香根草-神奇之草”的首届国际香根草会议。19

3、88年开始引入我国南方红壤世行项目，1999年10月中国香根草网络在南昌召开了“国际香根草生物工程技术保持水土与工程保护讲习研讨会”， 正式开始用于工程护坡，2003年10月在广州召开了主题为“香根草与水”的第三届国际香根草会议。图1 香根草香根草（Vetiveria zizanioides），属禾本科多年生草本植物（图1），簇丛生，根深可达地下25米，干、鲜根系具香味。成熟茎秆高1.52.5米，直立质硬，叶片相对挺直狭长。植株花而不育极难结籽，其繁殖多由分蘖完成，6、7月份前后为生长高峰期。具有适应性广、抗逆性强、耐水性好、根系发达、易繁殖、生长快等特点，可在土壤pH值3.011.0、年降雨

4、量3003000mm、气温-15.950的环境下生存。3香根草的河坡防护机理香根草系统能够稳定河坡主要得益于三个方面：其一为地表下发达的根系。香根草生长速度快，可在生长季几个月内使地下23米的土层内布满根系，庞大的根系通过抗张力、摩擦力和粘附作用等牢牢地固结土体，其平均抗张强度约75Mpa，在地表下形成一排排抗滑的“生物桩”，可大幅度提高土体的抗剪强度。并且，其根系在地下3050cm范围内自相或与其它自生的杂草根系交错连接，形成高密度的地下网状结构，加固土体。其二为河坡上浓密、坚硬的香根草篱。香根草地上部分簇生成丛，茎秆直立粗壮挺拔，能经受水流冲击。香根草生长快，栽后三个月高可达1m以上，形成

5、茂密的活篱笆，使坡面的土壤流失减少90%，地面径流减速70%，还可形成泥沙的滤栅，茎叶强大的蒸腾作用可减少土壤中的水分，它们对坡面的覆盖有效缓冲了雨滴的击溅力，缓减了地表径流的冲刷力，从而增强了河坡的稳定性。其三为极强的耐水性。香根草发达的根系和坚硬的茎、叶，可使它稳定在0.61米深、3.5m/s流速的洪水中，消减水流的冲刷力，使河坡免受洪水、风浪及船行波的淘刷，保护其安全。另外，香根草生长快、茎叶高，使它易于露出水面提高有氧呼吸的机会。本试验项目香根草在水中连续两次各淹泡一个多月时间，仍然顽强地活了过来，栽后四个月达到茎高1米多，河坡覆盖率90%以上的良好效果。此外，香根草的不蔓延性、病虫害

6、高抗性也是它作为河坡防护理想植物的重要原因。由于香根草不蔓延，生长靠茎基部分蘖完成，垂直深扎，不会朝河中央蔓延造成大面积杂草，因而对于底宽大于10米的河道不会影响泄洪，更不会阻塞河道。同时，香根草的根含有香味浓郁的香料油，其有效成份为诺卡酮，使草对害虫具有威慑作用，能通过杀死害虫消化道内部原生动物来扰乱白蚁等害虫的行为和生理系统，因此香根草较一般草类对病虫害具有更强的抵抗力，使得栽后管理更加粗放并且消除了大堤产生白蚁的隐患。4泰东河香根草种植试验4.1 河坡工程概况K50+30050+650段河坡位于江苏新通扬运河泰州海陵区，河道昼夜船来船往，坡高22.5m，原坡率1:3，土质多为抗冲刷能力差

7、的砂土和砂粘土，历史最高水位3.29m，最低0.57m。该段河道开挖后未及时防护，受船行波冲刷及雨水影响，原河坡陡立，坡面存在多处沟槽、冲沟，甚至坍塌，受损严重。2003年5月下旬采用香根草进行河坡防护试验，验证其防止或减缓船行波对河坡（尤其在水位变幅区）冲刷破坏的有效性，并为泰东河全线的河坡防护积累经验。4.2 香根草种植方案河坡按1:2坡率重新修复后，坡面采取了等高行栽穴植法种植香根草，全坡密植911行，行距0.5m，株距1520cm。青坎上栽植2行香根草，行距1米，株距20cm图2 香根草种植横断面布置示意图（图2）。4.3 试验实施及水位变化情况：试验段河坡顶青坎面标高为3.23.5m

8、，设计汛期常水位+1.67m , 2003年5月18日种植前水位为非汛期常水位+1.1m，原状河坡受损严重，断面示意如图3：图3 原状河坡断面示意图（2003年4月）试验于2003年45月修复坡面，5月19日水位+1.35m时开始种植，5月23日栽植完成，此时河坡上长满了自生的当地野草， 6月3日水位暴涨至+1.8m，6月20日进入梅雨季节后，遭遇苏北罕见的特大暴雨和洪水，水位逐日急剧上升，至7月6日达最高+3.1m，局部段落洪水漫上青坎（图4）。图4 香根草防护段修复后河坡断面示意图(2003年9月)2003年7月20日后水位曾一度回落，至7月24日达最低+1.5m，退水后河坡上只剩下香根草

9、，先前自生的满坡杂草全部淹死，一棵不剩。进入8月份后水位又开始上升，于8月10日涨至当年第二次高峰+2.5m，+1.8m以上高水位一直持续到8月底。九月份以后水位逐渐下降至非汛期常水位（+1.1m）。试验观测期（5月18至10月20日）内“日期-水位变化曲线”如图5。通过水位变化曲线图，可见香根草栽后一个月即遇梅雨季节，自5月31日7月18日连续49天处于+1.8m以上高水位浸泡中，其中7月1日至12日共12天河道基本上满水位，香根草被全部淹没。7月下旬水位下落后香根草得到了一个非常好的10天高温生长期。8月份重新进入整一个月的+1.8m以上水位的第二个淹水期。其长势表明，香根草的耐水性明显强

10、于一般草种，遭受了连续淹水49天、没顶全淹12天后仍能继续生长，并且耐反复淹水。4.4 香根草生长情况试验过程中常对株高、分蘖数、根深及长势进行观察和测量，结果表明，栽后四个月（即9月18日观测值）最大株高1.5m，根深60cm，分蘖数达28，主根平均直径约1.3mm，坡面下行间根系基本上连成一体，株间被分蘖的新梢填满，基本形成了绿篱，初步产生了防护作用。河坡最底下两行草篱由于浸水时间过长，株高相对偏矮、分蘖少，部分根系浅者被河水或船行波冲走。青坎上的香根草其根系与原有百喜草根系在地下3040 cm范围内早已交织连成一体。日期水位cmcm 图5 试验期间水位变化曲线4.5 河坡防护效果香根草种

11、植后分别经历了49天和31天的淹水、梅雨季节的特大暴雨、七月份的高温以及10月下旬温差剧变的考验，抵挡住了船行波和2003年罕见洪水的强烈冲击，半年后根系发育、茎叶长势良好。河坡在香根草的固持下，稳定性好，未发现类似试验实施前的明显冲沟和坍塌现象（图6、图7）。 图6 河坡防护效果照片一（摄于2003.9 ） 图7 河坡防护效果照片二（摄于2003.9）5结论和建议5.1 香根草护坡试验实施后河坡完好，对洪水和船行波造成的冲刷产生了一定的缓解作用，固坡效果显著。若不是栽后不久就遭遇2003年特大暴雨和洪水，试验效果定会更好。5.2 香根草栽后一个月，连续泡水49天仍能生存，而退水后坡面原有浓密的自生杂草全部淹死，两者对比充分说明了香根草耐水性较乡土杂草具有明显的优势。5.3 为保证水位上涨后香根草茎秆达到一定的高度和硬度，根系有一定的深埋长度，以充分发挥其耐水、抗浪、固坡特性，栽植季节应合理，尽量安排在春初低水位时实施，让梅雨和洪水到来之前香根草有足够的生长期。反季节施工则应严格把好种苗关和施工工艺选择，并须作专业养护管理。5.4 为进一步加强水利工程固坡效果并考虑美观因素，建议水位变幅区以上部位采用香根草和当地物种资源