邊坡綠化防護技術的發(fā)展和植被護坡機理

（廣西華藍巖土工程有限公司，廣西 南寧 530001）

【摘 要】當前，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的環(huán)保意識不斷提高，環(huán)境建設及環(huán)境保護工作被提上日程。公路邊坡綠化防護是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的一種重要手段，對于這方面的研究，發(fā)達國家進行得比較早，我國在這方面的研究起步比較晚。作為邊坡綠化防護的一種基本形式，我們有必要對植被護坡機理進行了解，并將其用于提升植被護坡設計方面。基于此，文章從不同角度針對邊坡綠化防護技術的發(fā)展和植被護坡機理進行了分析。

【關鍵詞】邊坡綠化防護技術；發(fā)展；植被護坡機理

【中圖分類號】U418.9 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）07-0078-03

公路、礦山、電力等工程在建設過程中往往需要進行大量的挖方和填方，因此會形成大量裸露邊坡，這些裸露邊坡會帶來很多環(huán)境問題，例如滑坡、水土流失等，甚至會造成生物鏈的破壞，而這些工程邊坡很難依靠自身力量恢復生態(tài)平衡，必須采取一定的工程措施，對邊坡進行防護，以減少生態(tài)災害的發(fā)生[1]。近年來，結(jié)合大量基礎設施的建設，邊坡植被防護與綠化技術得到了較快發(fā)展，并且也促使相關人員在草、喬灌木等植物的合理配置、生態(tài)群落的合理布置等方面展開了一系列有益的探索。

1 實施邊坡植被防護的重要意義

隨著近年來人類精神文明的日益提高，越來越多的人開始關注生態(tài)恢復問題，人們的環(huán)保意識越來越強烈，然而工程建設不可避免地會破壞生態(tài)環(huán)境，大面積護坡的出現(xiàn)使得原有生物群落失去了平衡，不僅對生態(tài)造成了嚴重威脅，同時道路沿線不協(xié)調(diào)、不美觀的各種工程防護開始出現(xiàn)。隨著近年來護坡技術逐漸發(fā)展成熟，人們開始關注生態(tài)恢復工作，采用邊坡指標防護技術，對公路沿線護坡景觀進行改善，對于生態(tài)平衡的恢復起到了積極作用。區(qū)域內(nèi)物種共存也更加和諧，在保證路基邊坡穩(wěn)定的前提下，有效地改善了景觀生態(tài)平衡現(xiàn)狀。

邊坡植被防護技術在當前尚未形成系統(tǒng)的理論體系，這方面的研究也并不深入，因為我國各地區(qū)的氣候差異比較大，各地區(qū)的地質(zhì)情況也大不相同，例如特殊的膨脹土、黃土等[2]。然而，當前既沒有典型的地區(qū)植被防護技術案例，也沒有對設計人員的設計方向進行規(guī)范，因此在邊坡設計工作上，不同地區(qū)均應以對邊坡穩(wěn)定性進行保護為前提，針對不同土質(zhì)、不同地區(qū)分別提出有針對性的防護性手段和措施，針對不同區(qū)域設計不同的防護類型。

2 邊坡生物治理理論發(fā)展研究

單獨利用植物或者將植物和構(gòu)筑物結(jié)合起來對邊坡進行綠化及防護，這就是邊坡生物治理。邊坡生物治理需要跨越很多不同學科，需要應用工程力學、土木工程學及生態(tài)學等多個學科的知識，尤其是水土保持工程學等相關學科的發(fā)展，直接給人們的認識帶來了巨大的影響。隨著近年來水土保持工程學及恢復生態(tài)學的快速發(fā)展，加上人們對于植物對邊坡的影響進行了更加深入的研究，人們開始認識到必須在邊坡防護的過程中對邊坡原有植被進行恢復。

2.1 水土保持工程學的發(fā)展

近年來，水土保持工程學研究獲得了很大的成果，這直接表明邊坡水土流失防護工作中植被起到了關鍵性作用。土壤流失需要對降雨、邊坡長度、土壤的可侵蝕性、植被覆蓋等因素進行充分考慮。大量工程實驗證明，植被覆蓋率的增加是防止土壤流失的關鍵性因素，良好的植被覆蓋坡面可以大大減少土壤流失，而土壤可侵蝕性、降雨等因素對土壤流失的影響很小，幾乎可以忽略。

2.2 恢復生態(tài)學的研究

邊坡自然植被受到了人類行為不同程度的侵害，不管采用怎樣的手段進行治理，其最好的結(jié)果就是使邊坡原有生態(tài)系統(tǒng)得到恢復。這就需要突破原來的防護理念，從生態(tài)學的角度展開邊坡治理工作，利用恢復生態(tài)學基本理論對邊坡治理進行指導。當前，恢復生態(tài)學已經(jīng)建立了非常完整的理論體系，例如生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)理論、生態(tài)位原理等[3]，為生態(tài)系統(tǒng)恢復提供了有力的指導，在植物選擇、恢復評價及物質(zhì)循環(huán)等不同方面的生物治理工作提供了支持。

2.3 邊坡防護綠化技術的發(fā)展

在以上理論的指導下，人們開始充分重視植物在邊坡治理工作中的固坡作用，同時也廣泛應用了農(nóng)學、園藝學及生態(tài)學等方面的知識，當前修剪技術、扦插技術及土壤改良技術等均在邊坡工程中得到了廣泛應用，在近30年的時間里創(chuàng)造出了多種防護綠化方法及技術。土質(zhì)邊坡的防護方法主要有單獨利用植物、利用植物與護坡建筑相配合的方式進行綠化和防護，例如框格綠化法、階梯墻綠化法等。

巖土邊坡防護綠化是以土質(zhì)邊坡綠化為基礎發(fā)展起來的，它主要建立在噴錨結(jié)構(gòu)和巖石力學基礎上。發(fā)達國家非常重視環(huán)境綠化工作，因此邊坡綠化工作在很早就引起了它們的注意。例如日本，他們對邊坡綠化的研究起步非常早，其建筑工程主導思想與綠化同步進行。早在1973年，日本就開發(fā)出了纖維土綠化工法，這標志著基材噴射護坡技術開始在軟弱巖石邊坡生態(tài)防護中得到應用。隨著近年來這些技術的完善和改進，當前噴射綠化技術已經(jīng)發(fā)展成為一種被廣泛應用的生態(tài)護坡技術，常常應用于軟弱巖石邊坡、中硬巖石邊坡的綠化中。

我國應用巖石邊坡防護和土質(zhì)邊坡防護技術的時間比較晚，尤其是巖石邊坡綠化技術，在近年來才得到發(fā)展。利用噴射綠化技術配方、工藝，不能起到邊坡防護作用，具有一定的局限性，例如后層基材噴射綠化法保水性能較差，還具有不耐旱等缺點。當前，邊坡治理已經(jīng)發(fā)展到了生態(tài)恢復和防護的階段，但是對生態(tài)恢復方面的研究還需要很長的時間，而我國目前剛剛將恢復生態(tài)學理論納入邊坡領域工作中，只是單純的概念性引入，其實踐成果非常少，還需進一步加大對其理論的研究力度。在這種情況下，必須加大對防護綠化的研究深度。

3 植被護坡機理分析

3.1 植被護坡簡述

邊坡災害是工程建設人員非常關心的問題，由于受到風蝕、雨蝕等因素的影響而造成的滑落是邊坡災害的主要形成原因，很多深層不穩(wěn)定邊坡通常會利用擋土墻、錨索及抗滑樁等設施進行治理，對于表層不穩(wěn)定邊坡，通常會利用干砌片石護坡、漿砌片石護坡等方式進行治理。隨著當前人們環(huán)保意識的不斷增強，工程建設人員開始認識到環(huán)境保護工作的重要性，尤其是在公路、鐵路等工程中，采用噴射混凝土、漿砌片石等灰色護坡技術逐漸受到指責，而植被護坡技術的應用可以起到噴射混凝土、漿砌片石等邊坡防護的功能，同時又不會破壞環(huán)境，因此這一新型護坡技術引起了大家的關注。

植被護坡主要利用其水文效應和機械效應實現(xiàn)，從水文方面來看，植被可以調(diào)節(jié)地表、地下水文情況，對地面氣候進行調(diào)節(jié)，并使植被生長地區(qū)水循環(huán)出現(xiàn)變化，進而對侵蝕過程造成影響，以此來減少水土流失。從機械效應方面來看，植被主要利用根系和土壤的機械性作用來增加根際土層的機械強度，起到加固土壤、固土護坡的作用[4]。植物護坡主要利用植物地下根系及地上莖葉起到護坡的作用，其作用主要可以分成植物水文效應和根系力學效應2個部分。

3.2 植物根系和邊坡的相互作用

通常，坡面會表現(xiàn)出淺層不穩(wěn)定、表層不穩(wěn)定及深層不穩(wěn)定，植物枝葉及根系主要集中于土壤表面，可以充分控制由于水造成的斜坡表面物質(zhì)淺移，可以對表層不穩(wěn)定起到很好的抑制效果。喬木也可以對表層移動帶來影響，喬木和灌木可以通過影響土力學狀況及水力性質(zhì)，達到提升土壤強度、錨固土層的作用，可以影響淺層不穩(wěn)定性。我國很多地區(qū)表層及淺層不穩(wěn)定都是利用植被護坡的方式起到防護性作用。

3.3 植被的水文效應

氣候、土壤、水文等因素都對土壤侵蝕具體重要影響，植被也可以不同程度地起到控制地表侵蝕的作用。對于降雨造成的土壤侵襲，植被可以起到有效抑制侵蝕的作用[5]：第一，植被的降雨截留作用，在降雨過程中一部分雨水到達地面之前就已經(jīng)被植被的莖葉截留，然后蒸發(fā)到大體中，通過截留作用，植被可以降低降雨達到坡面的雨量，通過這種方式減弱雨水對坡面的侵蝕作用。第二，植物的減弱濺蝕功能，雨滴的濺蝕是指雨滴降落到地面的拍打作用，降雨過程中雨滴從高空落下，由于雨滴本身具有一定的加速度，下落過程中會產(chǎn)生打擊力量，在這種力量的打擊下，裸露的表土結(jié)構(gòu)會遭到破壞，濺起的土顆粒落在坡面，會向坡下滾動很多。植物可以將高速下落的雨滴攔截下來，利用莖葉起到緩沖作用，大量消耗雨滴的能量，這樣一來，雨滴的能量就降低了很多。第三，植被可以抑制地表徑流，通常情況下地表徑流集中會形成坡面土體沖蝕的主要動力，徑流速度大小直接決定了土體沖蝕的強弱，草本植物本身分蘗較多，可以使徑流得到有效分散，通過這種方式達到阻截徑流的作用，這樣徑流就可以在草叢中迂回流動?？梢姡酶采w草本植物的方式可以減慢徑流的速度，也能增加雨水入滲量。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著當前科學技術的快速發(fā)展，人們對植物護坡的作用已經(jīng)有了一定的了解，同時還在多年的研究過程中發(fā)展出多種邊坡防護綠化方法。當前，越來越多的人認識到必須在邊坡防護的過程中進行原有植被的恢復。植物和邊坡巖土體之間的作用是相互的，植物可以利用水文效應和力學效應增加坡面的穩(wěn)定性，同時植物也與土體環(huán)境分不開，需要從土體中得到它需要的水分及礦質(zhì)養(yǎng)分。因此，在植物邊坡防護設計工作中，應該對植物護坡的機理進行深入了解，展開深入的研究和探索，這樣才能將植物防護效果更好地發(fā)揮出來。

參 考 文 獻

[1]方軍輝，朱德濱，程承，等.客土噴播的護坡機理及基材和施工等控制要點[J].森林工程，2014（3）：116-119，123.

[2]熊孝波，桂國慶，鄭明新，等.高速公路邊坡生態(tài)防護研究現(xiàn)狀與展望[J].井岡山學院學報，2008（5）：5-11.

[3]崔玉萍，周科文，楊圣超，等.基于斷裂理論的公路邊坡防護體系研究[J].公路，2008（5）：190-194.

[4]王金惠，楊知建.護坡植物的選擇及對護坡土體穩(wěn)定性的影響研究進展[J].作物研究，2011（1）：84-88.

[5]羅珂，高照良，王凱.毛壩至陜川界高速公路邊坡生態(tài)防護技術及其應用研究[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2015（6）：128-135.

[責任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】廖霖，女，廣西河池人，碩士，廣西華藍巖土工程有限公司工程師，研究方向：基坑工程中土與支護結(jié)構(gòu)相互作用機理、邊坡防護技術的發(fā)展和護坡機理。