水保植生毯在坡面保護中的應用淺析

馬貴友

(海城市水利工程建設質量安全監(jiān)督站，遼寧 海城 114200)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，國家對河道邊坡防護、高速公路邊坡防護、礦渣場復綠等提出了越來越高的要求，不僅停留在綠化的質量方面，還需要考慮植被對環(huán)境的影響，其內容多種多樣，例如，“樹林化”、“與周圍景觀協(xié)調”、“保護生態(tài)系統(tǒng)”、“削減CO2”、“應對溫室效應”等，并且不斷升級，需要進一步應對環(huán)境的需求，以達到“尊重自然、恢復自然”的理念。

根據(jù)國內外對生態(tài)護坡技術的研究理論與具體實踐，在坡面生態(tài)治理工程中有各種治理措施，目前應用比較普遍的有：格賓網(wǎng)墊、聯(lián)鎖式護坡磚、植生毯，格賓網(wǎng)墊、聯(lián)鎖式護坡磚因產(chǎn)品特點造成產(chǎn)品造價高、施工工期長、綠化覆蓋率低，在河道凹岸處、高速水流沖刷處有其使用的必要性，但此種護坡方式給人以生硬的感受，環(huán)境協(xié)調性不好。在流速不高于4m/s的地方，植生毯因造價低廉、施工方便、綠化覆蓋率高，回歸自然，是最好的選擇。

1 水保植生毯技術原理及特點簡介

1.1 技術原理

水保植生毯按使用目的，可以劃分為喬木林型、灌木林型、草本型及作為景觀的特殊型，是將種子、肥料等生長基材與纖維網(wǎng)、生態(tài)布三層整體黏合在一起，用專用大頭釘固定在土壤或風化巖石邊坡表面，先期通過纖維網(wǎng)、生態(tài)布達到防止水土流失的目的，在植物生長后，通過植被和根系起到深層防止沖刷、抑制水土流失的作用，是邊坡防止雨水沖刷、抑制水土流失和環(huán)境綠化的完美結合。

1.2 技術特點

(1)生長基材與纖維網(wǎng)、生態(tài)布三層結構使用植物用無毒膠水整體黏合在一起，這樣產(chǎn)品質量更輕，草種、肥料黏合均勻，施工中不宜脫漏，施工更方便，可以工廠進行標準化、大批量生產(chǎn)，確保了產(chǎn)品質量同一性，保證了植物發(fā)芽率。

(2)草種選擇靈活，適應各地區(qū)不同的氣候生長條件。

(3)含有特殊的土壤改良劑及保水劑，改善了植物生長環(huán)境，降低了后期養(yǎng)護費用。

(4)施工簡便，比傳統(tǒng)護岸、防止水土流失技術節(jié)省工期3倍以上。

(5)工程造價低廉，是傳統(tǒng)技術的1/3～1/2，可有效降低工程成本。

1.3 應用范圍

適用于人工島、河道、公路、礦山廢渣場邊坡防護綠化以及城市景觀、公園綠化等。

1.4 解決的具體問題

(1)有效解決了綠化防沖問題，耐沖流速達2～4m/s，可防護暴雨級降雨對地面的沖刷。

(2)對早期水土流失起到很好的抑制作用，綠化生長速度快，是人工島、公路、礦山廢渣場邊坡治理綠化的首選。

(3)通過謹慎選擇植物種類，避免外來物種入侵，并確保本地物種逐漸滲入，實現(xiàn)原生態(tài)治理的目標。

(4)采用水保植生毯防護的邊坡在降雨過程中減流效應相當顯著，坡面植被具有較高的葉面指數(shù)，高出未使用植生毯坡面的葉面積指數(shù)34.4%～39.6%，反映出使用植生毯的坡面植被降雨截留能力較強。

2 水保植生毯設計應考慮的因素

水保植生毯設計將防止坡面水土流失、恢復自然景觀作為目標，其前提是在穩(wěn)定的坡面進行施工。應在考慮綠化目標與防止水土流失、基材保護、保水、保溫等環(huán)境綠化產(chǎn)品的功能與實施性以后決定其使用。另外，需要具有下列條件：

(1)基礎的狀態(tài)。植物的生長基礎應能夠抵御水土流失、崩塌的威脅。

(2)植物的適應范圍。所選植物應當適合于坡面的地質、坡度與氣象條件，符合綠化目標。

(3)實施方法。應確保在達到植物穩(wěn)定，茂盛狀態(tài)之前，不會受到水土流失的侵害，可以持久生長。

(4)實施期間。在植物發(fā)育至可以發(fā)芽、生長、不受水土流失危害的程度之前，應確保溫度、水分、光等條件。

(5)異常天氣與病蟲害等。在植物生長方面，不應出現(xiàn)不利的外在因素。

2.1 坡面調查

2.1.1 周圍情況

因為對象坡面的位置與周圍環(huán)境條件會影響植生施工方法的效果，因此應事先掌握相關信息：

(1)地形。海拔、斜坡坡度、形狀。

(2)周圍植被。調查坡面周圍的植被情況。

(3)周圍原有坡面情況。綠化情況(退化、植被侵入、水土流失情況等)。

2.1.2 坡面的地質、形狀

需要注意容易發(fā)生表層崩塌的地質，另外，還要注意坡面上方的山腰斜坡的地形與滾石。

(1)坡面周圍情況。山腰斜坡的坡度、滾石、巖盤與土質情況。

(2)坡面情況。土質、巖盤的種類、裂縫距離、土壤硬度、土壤酸度、涌水；土質：雖然使用土壤分析結果，但是有時還需要根據(jù)目視進行判斷。風化程度：雖然根據(jù)錘擊判斷，但是有時需要根據(jù)目視進行判斷。龜裂間隔：使用折尺測量裂縫距離。土壤硬度：使用土壤硬度計測量，有時也會根據(jù)釘子的刺入情況與目視進行判斷。

(3)形狀、規(guī)模。坡面高度、坡度、全長、面積、坡面表面的凹凸情況。

2.1.3 氣象

因為預想的施工期間的氣象條件會直接影響植生施工方法的成果，所以需要在實地調查的同時進行詳細調查。

(1)氣溫。年、每個月、平均、最高、最低、測量指數(shù)。

(2)降雨量。年、每個月、小時降雨量、積雪深度、凍脹深度。

2.2 綠化目標

水保植生毯的首要目的在于防止水土流失及表層崩塌，同時將實現(xiàn)與周圍環(huán)境的和諧，減輕維護管理成本，事前必須考慮將來植物的繁茂程度，所需形成的目標植物群落的種類，事先設定綠化目標。

綠化目的的種類，可以劃分為喬木林型、灌木林型、草本型三種類型，另外還有作為修景的特殊型。水保植生毯在考慮施工現(xiàn)場的周圍景觀與管理方面的條件等以后設定綠化目標，并根據(jù)坡面情況研討所使用的植物與產(chǎn)品。

(1)喬木林型。在緩坡導入的有赤楊毛赤楊、青栲、櫟樹等，也可導入草本與灌木稍微混生的群落。不建議在陡坡導入喬木。

(2)灌木林型。灌木林型建議將豆科灌木等作為主要構成樹種，使用草本類覆蓋地表。

(3)草本型。一般情況下，使用將外來草本類作為主體的搭配方法，但是，有時會根據(jù)地點混播原有的草本類，如混播白三葉、鐵掃帚等豆科植物。

(4)特殊型。在自然公園內需要考慮生態(tài)系統(tǒng)保全的地點，使用飛入種子的方式恢復周圍的植被。對市區(qū)等景觀的地點，有時也導入花卉苗木與草本花。此時的坡面傾斜應為低于1∶1.2的坡面，并且需要進行割草除草、施肥等管理。

2.3 種子搭配

用于水保植生毯的種子，要根據(jù)沿線氣候和土壤特點，采用適宜在當?shù)厣L的樹種和草種，模擬當?shù)靥烊恢脖唤Y構，利用植物群落的多樣性促進植被的穩(wěn)定性。

2.3.1 選定導入植物

(1)選擇符合綠化目的的植物。防止初期水土流失：蔓莖紫羊茅、肯塔基藍草、紅頂草、百慕大草等。環(huán)境保全：芒草、艾草、虎杖、鐵掃帚、原有木本類等

(2)按照氣象條件選定植物。積雪嚴寒地帶：蔓莖紫羊茅、細弱剪股穎、虎杖等；溫暖-干燥地區(qū)：百慕大草、美洲雀稗、芒草等。

(3)按照生長基礎選定植物。硬質土：百慕大草、芒草、鐵掃帚、馬棘、胡枝子等；酸性土：紅頂草、芒草、鐵掃帚等；風化花崗巖、白砂地：百慕大草、芒草、鐵掃帚、胡枝子、金雀花等。

(4)根據(jù)施工期選定植物。在梅雨季節(jié)以后播種時，選擇發(fā)芽率明顯降低的植物：赤楊、垂榿木、毛赤楊等；不適宜在秋季播種的植物：百慕大草、美洲雀稗等暖地型草本、木本類等。

2.3.2 導入植物的搭配

用于水保植生毯的植物，基本上采用將幾種草類混播的方法?；觳r，根據(jù)綠化目標、施工時間、坡面(斜坡)情況等決定。

2.3.3 種子設計

種子設計，是設定單位面積的生長預計棵數(shù)，按照下列公式計算播種量：

(1)

式中，W—每個品種的播種量，g/m2；G—使用品種的預計生長棵數(shù)，棵/m2；S—每克平均粒數(shù)；P—純度，%；B—發(fā)芽率，%；N—補正數(shù)值，%。

補正數(shù)值需要考慮到施工地各種阻礙發(fā)芽的因素后確定。

3 水保植生毯施工方法

(1)清除綠化面大塊雜物。

(2)鋪設、平整綠化面。主要是鋪設20cm耕作土，可以滿足水保植生毯綠化生長需要，清除綠化面上雜草等不利護坡草籽生長的物質。使水保植生毯與邊坡親密接觸，避免水保植生毯空鼓現(xiàn)象。平整綠化面使用人工定額：1組(5人1組)1d可平整2000～3000m2。

(3)挖溝。主要作用是起固定水保植生毯的作用。溝的規(guī)格是20cm×30cm(寬×深)，長度根據(jù)綠化面而定。挖溝定額：每人每小時可挖溝100m。

(4)水保植生毯鋪設及錨固。從年季風主要風向向下鋪設水保植生毯，然后將水保植生毯沿綠化面自上而下展開，使水保植生毯與綠化面充分接觸，不可過緊或過松。鋪設水保植生毯定額：1組(5人1組)1d可鋪設水保植生毯3000～5000m2。鋪設速度由綠化面的長度而定。

(5)覆土、澆水。水保植生毯表面進行覆土，覆土厚度2cm左右，以提高防風、保溫、保墑的作用。澆水時頭遍水要澆透，保持水保植生毯濕潤到幼苗鉆出，在土壤較干燥的地方應時常保持水保植生毯濕潤，以利于草坪快速發(fā)芽。

4 應用效果分析

在坡面生態(tài)治理的各種工程措施中，目前應用比較普遍的有：格賓網(wǎng)墊、聯(lián)鎖式護坡磚、水保植生毯，以下為各種工程措施在實際應用中的對比。

(1)施工2年后的石籠護坡，綠化覆蓋率很低，這是因為塊石侵占了植物生長空間導致的。

(2)聯(lián)鎖式護坡磚因結構原因，同樣導致綠化覆蓋率很低。

(3)同時施工的植生毯、聯(lián)鎖式護坡磚綠化覆蓋率對比，工程地點為廣東省韶關市南雄縣，工程完工1個月后所照。由圖片可以看出，水保植生毯綠化覆蓋率已達90%以上，而聯(lián)鎖式護坡磚綠化覆蓋率基本為0。

基于以上對比及工程實例可以看出，格賓網(wǎng)墊、聯(lián)鎖式護坡磚綠化覆蓋率低，水保植生毯綠化覆蓋率高，加之水保植生毯對邊坡形成整體覆蓋效果，增強了坡面抗風蝕能力，降低施工難度，減少交叉施工影響，降低工程造價，水保植生毯能夠蓄水保墑，減少蒸發(fā)，減少灌溉頻率和灌溉量，只需在天氣干旱的情況下進行適量澆灌，節(jié)約水資源且后期維護簡單，已成為工程首選。

5 結語

“金山銀山，不如綠水青山”，在國家高度重視生態(tài)環(huán)境、節(jié)能減排的大趨勢下，對環(huán)境進行生態(tài)化治理，恢復自然面貌的理念促進了生態(tài)治理技術的不斷發(fā)展。水保植生毯因其技術特點、設計、施工的簡便性，為坡面治理提供了一個很好的參考方案，與傳統(tǒng)護坡產(chǎn)品相比，水保植生毯雖然耐沖流速低，但可以工廠化大批生產(chǎn)、造價低、施工簡便、綠化效果好的優(yōu)點突出，可以看出，新型植生產(chǎn)品在護坡生態(tài)化治理中有廣闊的應用前景。

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