生態(tài)型框技術(shù)在護(hù)坡工程中的抗侵蝕效應(yīng)研究

劉靜文，王 勇，李 倩，康智勇，汪 斌，周 祥

(云南今禹生態(tài)工程咨詢有限公司，云南 昆明 650233)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目上馬，邊坡的開挖回填產(chǎn)生了大量的裸露地表，破壞了原生植被，產(chǎn)生了大量的水土流失，使生態(tài)環(huán)境遭到破壞。在邊坡治理的措施體系中，單純的植被護(hù)坡穩(wěn)定性差，效果并不理想；傳統(tǒng)的工程護(hù)坡雖然穩(wěn)定性好，但植被恢復(fù)效果差，不利于生態(tài)恢復(fù)。近年來(lái)，我國(guó)研發(fā)了多種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，如巢形裝配式混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)[1]、多孔混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)[2]、鉸鏈?zhǔn)交炷疗鰤K生態(tài)護(hù)坡技術(shù)[3]等，都是結(jié)合工程措施的穩(wěn)定性與植物措施的景觀效果，以更好地發(fā)揮措施的蓄水保土性能。

生態(tài)型框技術(shù)是從臺(tái)灣引進(jìn)的一種新型生態(tài)護(hù)坡技術(shù)[4]，它是利用環(huán)保高強(qiáng)力紙塑作為配筋架構(gòu)和混凝土模具實(shí)現(xiàn)快速一體化邊坡防護(hù)。生態(tài)型框具有施工便利、抗侵蝕、保持水土等優(yōu)點(diǎn)，可以解決傳統(tǒng)植草磚因?yàn)橥临|(zhì)松軟造成凹陷積水而損壞的問(wèn)題，同時(shí)具有高承載力和生態(tài)保護(hù)功能。

1 試驗(yàn)地概況

本次試驗(yàn)的試驗(yàn)地選在富民縣大風(fēng)丫口風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)道路路基回填邊坡處。富民縣屬低緯度亞熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，雨季為5—10月，多年平均氣溫15.8 ℃，最高氣溫33.4 ℃，最低氣溫-7 ℃，多年平均降水量846.50 mm，全年日照時(shí)數(shù)2 287 h。

于2017年7月，在試驗(yàn)地坡面設(shè)置2個(gè)徑流小區(qū)。2個(gè)小區(qū)立地條件一致，規(guī)格均為3.5 m×4.0 m，坡度為35°，土壤為黃棕壤。1號(hào)小區(qū)采用生態(tài)型框護(hù)坡，2號(hào)小區(qū)采用人工撒草護(hù)坡；設(shè)計(jì)的植物種類一致，草籽選用多年生黑麥草、紫羊茅、白三葉、狗牙根和寬葉雀稗；設(shè)計(jì)的播種量一致，均為38 g/m2，播種時(shí)間為7月下旬。

2 試驗(yàn)方法

2.1 生態(tài)型框施工工藝

生態(tài)型框施工步驟：首先對(duì)邊坡坡面進(jìn)行平整夯實(shí)，按照坡面面積計(jì)算鋼筋數(shù)量和生態(tài)型框數(shù)量，鋪設(shè)鋼筋及生態(tài)型框時(shí)注意水平及垂直方向齊整，確保所有生態(tài)型框頂面處于同一平面；然后澆筑C20混凝土，將生態(tài)型框表面抹平，混凝土表層硬化后，將生態(tài)型框頂蓋去除；最后將種植土及草籽回填于植草孔隙內(nèi)，草籽覆土厚度不超過(guò)2 cm，鋪上無(wú)紡布并澆水進(jìn)行常規(guī)撫育管理。生態(tài)型框施工和防護(hù)效果見圖1、2。

2.2 人工撒草施工工藝

人工撒草施工步驟：先清除邊坡地表石塊和其他雜物，不夯實(shí)，將草籽混合后進(jìn)行全面撒播；再用耙子順等高線方向覆土2 cm，鋪上無(wú)紡布并澆水進(jìn)行常規(guī)撫育管理。

圖1 生態(tài)型框施工照片

圖2 生態(tài)型框防護(hù)效果

2.3 觀測(cè)方法

試驗(yàn)人員在徑流小區(qū)上放置一臺(tái)CR2-06型翻斗式雨量計(jì)，并做好相應(yīng)的校驗(yàn)工作，通過(guò)雨量計(jì)傳感器詳細(xì)記錄試驗(yàn)期間的實(shí)際降雨量數(shù)據(jù)。徑流小區(qū)觀測(cè)主要通過(guò)集流桶進(jìn)行，當(dāng)產(chǎn)流結(jié)束時(shí)，試驗(yàn)人員直接測(cè)量產(chǎn)流量，然后將集流槽中的土收集到集流桶中攪拌均勻，取樣500 mL，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)恒溫80 ℃烘干稱量，以此準(zhǔn)確推算土壤流失量。

植被覆蓋度通過(guò)觀測(cè)冠層的地面垂直投影面積占該林草標(biāo)準(zhǔn)地面積的比例計(jì)算。經(jīng)過(guò)4個(gè)月連續(xù)觀測(cè)，徑流小區(qū)的植被狀況趨于穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)不同徑流小區(qū)的土壤流失量進(jìn)行觀測(cè)，分析不同護(hù)坡形式的抗侵蝕效應(yīng)。

3 土壤流失量對(duì)比分析

2個(gè)徑流小區(qū)的土壤流失量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理結(jié)果見表1?？梢钥闯觯?個(gè)徑流小區(qū)護(hù)坡措施實(shí)施初期土壤流失量均較大，隨著植被覆蓋度的提高，生長(zhǎng)的植物根系起到了固土保土作用，土壤流失量明顯降低。

表1 土壤流失量調(diào)查

試驗(yàn)期間7—10月正是雨季，據(jù)監(jiān)測(cè)，在降雨量較大的情況下，生態(tài)型框護(hù)坡的抗侵蝕能力優(yōu)于人工撒草護(hù)坡。試驗(yàn)期末，植被狀況趨于穩(wěn)定，生態(tài)型框護(hù)坡小區(qū)土壤流失量最小，為750 g?？紤]試驗(yàn)地雨季為5—10月共6個(gè)月，預(yù)測(cè)時(shí)段按最不利因素考慮，即雨季全部發(fā)生侵蝕，推算生態(tài)型框護(hù)坡小區(qū)土壤侵蝕模數(shù)為321 t/(km2·a)。根據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》中的劃分標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)地土壤侵蝕類型屬于以水力侵蝕為主的西南土石山區(qū)，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)。試驗(yàn)期末，生態(tài)型框護(hù)坡小區(qū)土壤流失量小于容許土壤流失量。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)以人工撒草護(hù)坡為對(duì)照，研究了生態(tài)型框護(hù)坡的抗侵蝕效應(yīng)。分析表明，生態(tài)型框護(hù)坡的水土保持效果明顯優(yōu)于人工撒草護(hù)坡，對(duì)于減少土壤流失有著較好的作用，可以在試驗(yàn)區(qū)類似地區(qū)推廣應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 黨福江,張富,高國(guó)勝,等.巢形裝配式混凝土生態(tài)護(hù)坡構(gòu)建設(shè)計(jì)[J].中國(guó)水土保持,2008(5):37-38.

[2] 殷琨.多孔混凝土及其在生態(tài)護(hù)坡工程中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2010,35(11):168-170.

[3] 蘇慧,孫玉松,顏建,等.鉸鏈?zhǔn)交炷疗鰤K生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在工程中的應(yīng)用研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2013,11(3):70-72.

[4] 王明同.生態(tài)型框:ZL201220503885.3[P].2013-04-17.