淺談生態(tài)護(hù)坡在現(xiàn)代水利中的應(yīng)用

蔣 坤 蔣 鵬 張躍飛 林 馨

淺談生態(tài)護(hù)坡在現(xiàn)代水利中的應(yīng)用

蔣 坤 蔣 鵬 張躍飛 林 馨

水利工程建設(shè)從傳統(tǒng)水利發(fā)展到環(huán)境水利，進(jìn)而向生態(tài)水利轉(zhuǎn)化，城市水環(huán)境的整治已經(jīng)愈來愈被社會各界所重視。生態(tài)護(hù)坡是指開挖邊坡形成以后，通過種植植物，利用植物與巖土體的相互作用（根系錨固作用）對邊坡表層進(jìn)行防護(hù)、加固，使之既能滿足對邊坡表層穩(wěn)定的要求，又能恢復(fù)被破壞的自然生態(tài)環(huán)境的護(hù)坡方式，是一種有效的護(hù)坡、固坡手段。

一、生態(tài)護(hù)坡的原則

1.當(dāng)?shù)卦瓌t

設(shè)計應(yīng)因地制宜，在充分了解當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的基礎(chǔ)上，進(jìn)行與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相和諧的設(shè)計。在設(shè)計時應(yīng)做到：尊重傳統(tǒng)文化和鄉(xiāng)土知識；要考慮帶有場所特征的自然因素，維護(hù)場所健康；盡量使用當(dāng)?shù)夭牧?、植物和建材，使生態(tài)護(hù)坡與當(dāng)?shù)刈匀粭l件相協(xié)調(diào)。

2.保護(hù)與節(jié)約自然資源原則

生態(tài)設(shè)計強(qiáng)調(diào)的解決之道有4條：保護(hù)不可再生資源，非萬不得已不得使用；盡可能減少能源、土地、水、生物資源的使用，提高使用效率；利用原有材料，包括植被、土壤、磚石等服務(wù)于新的功能，可大大減少資源和能源的耗費(fèi)；盡量讓護(hù)坡處于良性循環(huán)中，從而使資源可以再生。

3.回歸自然原則

自然生態(tài)系統(tǒng)為維持人類生存和滿足其需要提供各種條件和過程。這一原則著重體現(xiàn)在：（1）自然界沒有廢物，每一個健康生態(tài)系統(tǒng)都有完善的食物鏈和營養(yǎng)級，所以生態(tài)設(shè)計應(yīng)使系統(tǒng)處于健康狀態(tài)。（2）邊緣效應(yīng)：在兩個或多個不同的生態(tài)系統(tǒng)邊緣帶，有更活躍的能流和物流，具有豐富的物種和更高的生命力。（3）生物多樣性：保持有效數(shù)量的動植物種、保護(hù)各種類型及多種演替階段的生態(tài)系統(tǒng)，尊重各種生態(tài)工程及自然的干擾，包括自然火災(zāi)過程、旱雨季的交替規(guī)律以及洪水的季節(jié)性泛濫。

二、生態(tài)護(hù)坡在現(xiàn)代水利中的應(yīng)用

1.植草、植草皮、植樹

植草適用于邊坡穩(wěn)定、斜面沖刷輕微且宜于草類植物生長的土質(zhì)邊坡。包括種草籽、植草皮和三維植草。

（1）人工種草護(hù)坡。人工種草護(hù)坡是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護(hù)措施。選用草籽應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂驐l件，選擇容易生長、根部發(fā)達(dá)、葉莖低矮、枝葉茂密的草種為宜，最好采用幾種草籽混合播種，使之成為一個良好的覆蓋層。種植草籽摻沙或土粒拌和，播撒均勻，播種時間以氣候溫暖、濕度較大的季節(jié)為宜。這種方法多用于邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質(zhì)路塹和路堤邊坡防護(hù)工程。具有施工簡單、造價低廉等特點(diǎn)。但由于草籽播撒不均勻、草籽易被雨水沖走、種草成活率低等，往往達(dá)不到令人滿意的邊坡防護(hù)效果。

（2）平鋪草皮護(hù)坡。平鋪草皮護(hù)坡是通過人工在邊坡面鋪設(shè)天然草皮的一種傳統(tǒng)邊坡植物防護(hù)措施。具有施工簡單、工程造價較低等特點(diǎn)。適用于附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質(zhì)及嚴(yán)重風(fēng)化的巖層和成巖作用差的軟巖層邊坡防護(hù)工程，是設(shè)計應(yīng)用最多的傳統(tǒng)坡面植物防護(hù)措施之一，但由于施工后期養(yǎng)護(hù)管理困難，平鋪草皮易被沖走且成活率低，工程質(zhì)量往往難以保證。

（3）液壓噴播植草護(hù)坡。液壓噴播植草護(hù)坡是國外近幾年新開發(fā)的一項(xiàng)邊坡植物防護(hù)措施，是將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑、上色素等按一定比例在混合箱內(nèi)配水?dāng)噭?，通過機(jī)械加壓噴射到邊坡坡面。特點(diǎn)是施工簡單、速度快、施工質(zhì)量高、防護(hù)效果好，適用性廣，工程造價低。目前，液壓噴播植草護(hù)坡在公路、鐵路、城市建設(shè)等部門邊坡防護(hù)與綠化工程中使用較多。

（4）行栽香根草護(hù)坡。香根草是一種禾本科植物，長勢挺立，在3～4月內(nèi)可長成茂密的活籬笆，根系發(fā)達(dá)、粗壯，1年內(nèi)一般可深入地下2～3m，根系抗拉強(qiáng)度大，可達(dá)75MPa，耐旱、耐澇、耐火、耐貧瘠、抗病蟲，適應(yīng)能力極強(qiáng)。行栽香根草護(hù)坡就是在土質(zhì)邊坡上行栽香根草進(jìn)行邊坡防護(hù)，該技術(shù)能顯著增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性，具有理想的固土護(hù)坡功能，已有取代傳統(tǒng)片石護(hù)坡的趨勢。

（5）三維植草。三維植草又稱土工網(wǎng)植草護(hù)坡，是新開發(fā)的一項(xiàng)集坡面加固和植物防護(hù)于一體的復(fù)合型邊坡植物防護(hù)措施。該技術(shù)所用土工網(wǎng)是一種邊坡防護(hù)新材料，通過特殊工藝生產(chǎn)的三維立體網(wǎng)，不僅具有加固邊坡的功能，在播種初期還能起到防止沖刷、保護(hù)土壤以利草籽發(fā)芽、生長的作用。隨著植物生長，坡面逐漸被植物覆蓋，這樣植物與土工網(wǎng)就共同對邊坡起到了長期防護(hù)及綠化作用。它適宜于沖刷較大、坡面較陡的山坡，成本較高。土工網(wǎng)植草護(hù)坡在公路、堤壩邊坡防護(hù)工程中使用較多。

2.噴播生態(tài)混凝土、鋪設(shè)綠化植生帶

（1）噴播生態(tài)混凝土

生態(tài)種植基是固體、液體、氣體3種物質(zhì)組成的具有一定強(qiáng)度的多孔人工材料。固體物質(zhì)包括粗細(xì)不同的土壤礦物顆粒、膠結(jié)材料、肥料和有機(jī)質(zhì)、成孔材料、保水劑以及其他混合物。其中土壤是植物生長的基體，有機(jī)質(zhì)和肥料為草種日后的生長提供肥力，膠結(jié)材料用于土壤顆粒之間以及與巖體表面的膠結(jié)，保水劑能吸收和保持水分供植物生長，成孔材料能提高植基的透水性和透氣性，一般采用稻草秸稈，經(jīng)濟(jì)方便，還可以根據(jù)需要添加其他特定作用的混合物。噴播生態(tài)混凝土護(hù)坡，是在穩(wěn)定巖質(zhì)邊坡上施工短錨桿、鋪掛鍍鋅鐵絲網(wǎng)后，采用專用噴射機(jī)，將拌和均勻的種植基材噴射到坡面上，植物依靠“基材”生長發(fā)育，形成植物護(hù)坡的施工技術(shù)。具有防護(hù)邊坡、恢復(fù)植被雙重作用，可以取代傳統(tǒng)的噴錨防護(hù)、片石護(hù)坡等圬工措施。該技術(shù)使用的種植基材由種植土、混合草灌種子、有機(jī)質(zhì)、肥料、團(tuán)粒劑、保水劑、穩(wěn)定劑、pH緩解劑和水等組成，其種植基材的配方是成功的關(guān)鍵，良好的配方在陡于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡上既具備一定的強(qiáng)度以保護(hù)坡面和抵抗雨水沖刷，又具有足夠的孔隙率和肥力以保證植物生長。為了使生態(tài)混凝土能牢固地固定在巖體表面上，在噴播之前一般都在坡面上掛網(wǎng)。掛網(wǎng)的施工步驟是:平整邊坡表面—鉆孔—打入錨桿—掛網(wǎng)—噴播生態(tài)混凝土。

（2）鋪設(shè)綠化植生帶：典型的綠化植生帶從底往上由無紡?fù)凉げ?、綠化物料層、植物纖維層和尼龍網(wǎng)格等組成。無紡?fù)凉げ寂c地表吸附作用強(qiáng)，有利于保持濕度且能夠自然降解，腐爛后可轉(zhuǎn)化為肥料；綠化物料層是最重要的部分，由種子、保水劑、肥料及改良劑組成，主要為植物生長提供肥料；植物纖維層由稻草秸稈、麥稈等植物纖維組成，主要作用是鋪設(shè)完工初期防止綠化物料層的物質(zhì)遭受雨水沖刷及遮陰保濕，后期則腐爛后為植物提供肥力；最上層的尼龍繩網(wǎng)主要起到固定的作用。

3.栽藤

主要用于土石夾雜難以種草植樹的段落，通過藤草爬附作用覆蓋坡面，從而和周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。

4.框架內(nèi)植草護(hù)坡

框架內(nèi)植草護(hù)坡是一項(xiàng)類似于干砌片石護(hù)坡的邊坡防護(hù)技術(shù)。在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格后，在網(wǎng)格內(nèi)鋪填種植土，再在磚框內(nèi)栽草或種草的一項(xiàng)邊坡防護(hù)措施。該技術(shù)所用框磚可在預(yù)制場批量生產(chǎn)，其受力結(jié)構(gòu)合理，拼鋪在邊坡上能有效地分散坡面雨水徑流，減緩水流速度，防止坡面沖刷，保護(hù)草皮生長。這種護(hù)坡施工簡單，外觀齊整，造型美觀大方，具有邊坡防護(hù)、綠化雙重效果，工程造價適中，略高于漿砌片石骨架護(hù)坡，該技術(shù)多用于填方邊坡的防護(hù)，適用于坡度較陡且容易受沖刷的土質(zhì)和強(qiáng)風(fēng)化的巖質(zhì)塹坡上。

三、結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題越來越嚴(yán)重，人們對環(huán)境及生態(tài)的要求標(biāo)準(zhǔn)越來越高。由于傳統(tǒng)護(hù)坡破壞了河道生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，造成水質(zhì)惡化、水土流失等嚴(yán)重后果，目前生態(tài)修復(fù)已成為河道整治中的重要任務(wù)之一。生態(tài)護(hù)坡作為生態(tài)修復(fù)的主要手段，必然能在現(xiàn)代水利中大放異彩■

（作者單位：淮安市水利勘測設(shè)計研究院有限公司 223005）

（專欄編輯：王 適）