濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在水渠邊坡工程中的應(yīng)用

葉建軍， 陳陽(yáng)陽(yáng)， 黃 濤

(1.湖北工業(yè)大學(xué) 土木建筑與環(huán)境學(xué)院， 湖北 武漢 430068； 2.武漢康習(xí)環(huán)?？萍加邢薰荆?湖北 武漢 430000)

大規(guī)模工程建設(shè)形成的工程邊坡，帶來(lái)了生態(tài)環(huán)境破壞和地質(zhì)災(zāi)害隱患。對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)的同時(shí)修復(fù)坡面生態(tài)系統(tǒng)，近年來(lái)成為工程界努力追求的目標(biāo)。這催生了一個(gè)新的領(lǐng)域——生態(tài)護(hù)坡。在過(guò)去的30 a多時(shí)間里，伴隨大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)，國(guó)內(nèi)工程技術(shù)人員在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出了種類繁多的生態(tài)護(hù)坡新技術(shù)，如客土噴播技術(shù)、厚層基材噴播技術(shù)、植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)(初稱植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù))、防沖刷基材生態(tài)護(hù)坡技術(shù)、液壓噴播護(hù)坡技術(shù)、框格梁填土護(hù)坡技術(shù)、噴混植生護(hù)坡技術(shù)、植生帶生態(tài)防護(hù)技術(shù)、三維植被網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)、土工格室生態(tài)護(hù)坡技術(shù)等[1]。其中，2000年前后三峽大學(xué)許文年等[2]、王鐵橋等[3]發(fā)明的植被混凝土(vegetation-compatible concrete，VCC)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是其中杰出代表。該技術(shù)是將水泥、壤土、有機(jī)質(zhì)、植物種子、肥料及植被混凝土添加劑按配比混合得到植被混凝土基材(簡(jiǎn)稱基材)，再利用噴射機(jī)噴射到需要生態(tài)防護(hù)的邊坡(一般要先在坡面施工錨桿和掛網(wǎng))上，最后灑水養(yǎng)護(hù)。該技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)一直采用干噴工藝(使用干式噴錨機(jī))，已大規(guī)模應(yīng)用在各類生態(tài)護(hù)坡工程中[4]。通過(guò)大量工程實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)(干噴工藝)具有施工機(jī)械設(shè)備易獲得(可利用現(xiàn)有干式噴錨設(shè)備，不必專門開(kāi)發(fā)機(jī)械設(shè)備)、基材噴層護(hù)坡性能和抗沖刷性能良好的優(yōu)點(diǎn)；但也存在基材板結(jié)、pH值較高、部分植物發(fā)芽率低的缺點(diǎn)。另外，干噴工藝固有的缺點(diǎn)—效率低、粉塵污染大、噴槍手勞動(dòng)強(qiáng)度大和安全風(fēng)險(xiǎn)高也無(wú)法避免。雖然過(guò)去的10 a多期間陸續(xù)開(kāi)發(fā)了一系列專利技術(shù)(如改進(jìn)型植被混凝土綠化添加劑制備方法[5]，一種植被混凝土改良型微生物菌劑及其制備方法[6]等)，克服了原有技術(shù)的部分缺點(diǎn)(如基材板結(jié)和發(fā)芽率低)，但干噴工藝固有的缺點(diǎn)一直存在。

為了克服植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)干噴工藝存在的問(wèn)題，擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍，我們通過(guò)借鑒濕式客土噴播工藝[7]，改進(jìn)植被混凝土基材配方和開(kāi)發(fā)新型添加劑等技術(shù)途徑，開(kāi)發(fā)了濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)[8]。本文介紹了該發(fā)明的主要技術(shù)特征和首次在水渠邊坡治理工程中的應(yīng)用情況，以期驗(yàn)證其先進(jìn)性和實(shí)用性，為工程邊坡生態(tài)防護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在原有植被混凝土基材配方、植被混凝土添加劑、噴射機(jī)械等方面進(jìn)行了改進(jìn)，濕噴植被混凝土的配方見(jiàn)表1，該技術(shù)相對(duì)于原有技術(shù)的主要區(qū)別見(jiàn)表2。

表2 植被混凝土干噴工藝與濕噴工藝對(duì)比

表1 新拌濕噴植被混凝土配方

表1給出的濕噴植被混凝土配方選用材料常見(jiàn)，多數(shù)材料是當(dāng)?shù)夭牧?，能夠有效控制建設(shè)成本。配方中用量最大的是壤土，在使用前需要了解壤土的類型及其他性質(zhì)(含水量、pH值、養(yǎng)分含量)，以便優(yōu)化配方設(shè)計(jì)。濕噴植被混凝土添加劑為研發(fā)的新型專利產(chǎn)品[9]，經(jīng)過(guò)多道工序加工制備而成，能顯著改善植被混凝土基材的施工性能、土壤結(jié)構(gòu)及pH值等性能。該濕噴基材配合錨桿、鐵絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)等坡面防護(hù)體系，共同為邊坡創(chuàng)造穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)提供基本物質(zhì)基礎(chǔ)。

通過(guò)上表兩種施工工藝對(duì)比表明，在基材配方上，濕噴植被混凝土配方在原有干噴植被混凝土配方的基礎(chǔ)上，使用長(zhǎng)效肥替代部分普通復(fù)合肥改善濕噴基材后期的營(yíng)養(yǎng)狀況；加入草纖維及土壤黏合劑提高了基材整體性與附著性；以濕噴植被混凝土添加劑替代以往的綠化添加劑不僅能有效改善基材的pH值和養(yǎng)分供給，還能顯著提高新噴基材的早期黏聚性，防止基材脫落，提高植物抗旱能力，加速邊坡植被恢復(fù)進(jìn)程并建立穩(wěn)定坡面生態(tài)系統(tǒng)。

相對(duì)于干噴工藝中噴槍手需要用安全裝置站在陡坡上手持噴頭噴射植被混凝土基材，濕噴工藝中的濕噴機(jī)械上有專供操作人員工作的平臺(tái)，濕噴的泥漿狀基材可以噴射數(shù)10 m遠(yuǎn)，操作人員不必上到坡面，因而濕噴操作更加輕便和安全，幾乎沒(méi)有噴射灰塵。濕噴機(jī)械設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，成本比干噴低10%～15%；濕噴每天噴射量≥500 m2/d，施工效率是干噴的2.5倍以上，節(jié)約人工費(fèi)5%～10%，綜合經(jīng)濟(jì)成本可節(jié)約5%～15%。這表明，對(duì)于路上邊坡(或施工平臺(tái)以上的邊坡)，濕噴工藝占有明顯的優(yōu)勢(shì)。

在濕噴基材噴射施工中，存在一對(duì)根本的矛盾需要解決，即：為保證基材噴射不堵管和噴射距離遠(yuǎn)，需要基材黏度小、流動(dòng)性大；而為了使基材在坡面附著，需要新噴基材的黏度大和流動(dòng)性低。這對(duì)矛盾必須妥善解決，才能讓濕噴植被混凝土技術(shù)有廣泛的應(yīng)用(特別是可用于陡坡)。本發(fā)明通過(guò)以下措施解決：在濕噴基材中使用吸水型土壤黏合劑，這種有機(jī)土壤黏合劑連同無(wú)機(jī)膠凝材料——水泥、石膏(主要是水化作用時(shí)產(chǎn)生的陽(yáng)離子)共同作用，使分散在水中的黏土顆粒發(fā)生絮凝，在保證基材拌合物的有合適流動(dòng)性的前提下，顯著提高了新噴基材的附著性；在基材中加入了短植物纖維，能顯著提高新拌基材的整體性；在濕噴植被混凝土添加劑中加入適量石膏，利用石膏本身的快速凝結(jié)與硬化、鋁酸三鈣、硅酸三鈣的快速水化生成的凝膠以及石膏與硅酸三鈣、鋁酸三鈣反應(yīng)生成鈣礬石, 迅速降低新噴基材的流動(dòng)性；伴隨著水泥中硅酸鈣的繼續(xù)水化反應(yīng)和游離水分的蒸發(fā)，進(jìn)一步提高新噴基材的黏聚性和抗侵蝕性。采用多次分層施工工藝，減少每次噴射厚度，使新噴基材能黏結(jié)在硬化后的噴層上，且新噴基材中水分能被舊噴層吸收一部分，降低新噴層的流動(dòng)性。這些措施聯(lián)合作用解決了濕噴工藝的流動(dòng)性與黏聚性之間的根本矛盾。后期的工程應(yīng)用也驗(yàn)證了這個(gè)觀點(diǎn)。

1.2 新技術(shù)在花馬湖水渠邊坡工程的首次應(yīng)用

1.2.1 工程概況 花馬湖水系連通渠連接花馬湖上湖、中湖，位于鄂州市沙窩鄉(xiāng)新灣村。渠道總長(zhǎng)度1 004.2 m，寬度40 m，渠底至坡頂截水溝高度在5～67 m之間，邊坡坡度在35°～80°之間。該連通渠左岸有施工料場(chǎng)，右岸毗鄰當(dāng)?shù)爻靥?，上游與下游各有施工便道穿行，上游設(shè)置有閘口，下游設(shè)有涵管，防汛排澇。根據(jù)甲方要求，邊坡覆綠植物以草灌為主，草本、灌木、花卉相結(jié)合，施工完成后3個(gè)月內(nèi)覆綠率達(dá)到90%。該工程的典型斷面見(jiàn)圖1。

圖1 花馬湖水渠邊坡綠化工程YJ0+250樁號(hào)斷面圖

1.2.2 自然地理概況

(1) 氣候條件。該區(qū)域位于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，屬鄂東南和鄂南的沿江平原氣候區(qū)，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，梅雨期較短。年均氣溫16.8 ℃，年均降水量1 282.8 mm，年均無(wú)霜期266 d，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南季風(fēng)。

(2) 水文地質(zhì)條件。本水渠設(shè)計(jì)蓄水位深度為3.5 m，在每年6—10月汛期來(lái)臨時(shí)蓄水排洪；地形主要以東西走向的低山丘陵為主，境內(nèi)主要有白雉山、峰尖子山和早山；地貌較為單一，以丘陵地貌為主，遍布有較多的稻田、棉花地以及少數(shù)的溝渠、池塘，表層均為耕植土與腐植土；坡面巖石以含泥質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖層、風(fēng)化灰?guī)r、含泥質(zhì)粉砂土巖層為主，巖層破碎、風(fēng)化嚴(yán)重，局部存在倒坡現(xiàn)象。

(3) 植被狀況。該區(qū)域土壤肥沃、氣候適宜，草本、灌木、喬木、花卉類植物眾多，整體植被覆蓋率高達(dá)90%，對(duì)花馬湖流域典型植被進(jìn)行調(diào)查，主要有以下植被類型：①喬木。有刺槐、楊、柳、馬尾松、桑、馬尾松、香樟、構(gòu)樹(shù)、臭椿、廣玉蘭、油茶、山雞椒、冬青、楠木、苦楝、白玉蘭、枇杷、合歡、欒樹(shù)、柿、泡桐樹(shù)、側(cè)柏、水杉、榆樹(shù)、槭樹(shù)等；②灌木。有牡荊、連翹、薔薇、紫荊、火棘、胡枝子、杜鵑、鹽膚木、多花木蘭、小葉女貞、黃楊、枸骨、黑莓、烏藥、木槿、紫丁香、夾竹桃、無(wú)花果、檸條、紫穗槐等；③草本。有馬唐、狗尾草、牛筋草、青蒿、茴蒿、白茅、芭茅、竹、黃背草、馬鞭草、夏枯草、益香草、陰行草、車前草、水菖蒲、芒草、香附子、鬼針草、芍藥、野菊花、雞冠花、紫羅蘭等。

1.2.3 主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)

(1) 生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)。連通渠邊坡原設(shè)計(jì)采用噴C20混凝土護(hù)坡方式，后來(lái)考慮到生態(tài)環(huán)境保護(hù)及工程景觀效果，決定渠底至3.5 m高程采用現(xiàn)澆混凝土擋土墻，3.5 m以上(包括一級(jí)、二級(jí)平臺(tái))采用濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡。邊坡設(shè)置坡頂截水溝及坡面排水溝，其內(nèi)截面尺寸均為60 cm×60 cm；在坡面打錨桿(包括長(zhǎng)錨桿和短錨桿)掛鐵絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)(鋼筋網(wǎng)只在局部坡面使用，直徑為Φ6.5 mm光圓鋼筋，間隔500 mm×500 mm)，實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡的防護(hù)；噴射植被混凝土基材噴層厚度10～12 cm。

(2) 機(jī)械設(shè)備選擇。施工現(xiàn)場(chǎng)選用的機(jī)械設(shè)備有：JS1000強(qiáng)制式攪拌機(jī)，ZL930型農(nóng)用裝載機(jī)，50型震動(dòng)篩土機(jī)，HKP-125型濕式噴播機(jī)。它們搭配合理，施工效率高、用工較少，能夠滿足正常施工需求，節(jié)約施工成本。

(3) 基材配比。根據(jù)施工創(chuàng)面的特點(diǎn)和坡面立地條件，確定濕噴植被混凝土基材由壤土、水泥、濕噴植被混凝土添加劑、有機(jī)質(zhì)、長(zhǎng)效肥、普通復(fù)合肥、土壤粘合劑組成，包括基層和面層，基材配比為：基層(壤土0.5～0.6 m3/m3，水泥30～40 kg/m3，濕噴植被混凝土添加劑30～40 kg/m3，有機(jī)質(zhì)0.12～0.15 m3/m3，長(zhǎng)效肥0.6～0.8 kg/m3，復(fù)合肥0.5～0.7 kg/m3，土壤黏合劑0.1～0.2 kg/m3)，面層(壤土0.5～0.6 m3/m3，水泥20～25 kg/m3，濕噴植被混凝土添加劑20～25 kg/m3，有機(jī)質(zhì)0.1～0.12 m3/m3，長(zhǎng)效肥0.9～1.0 kg/m3，復(fù)合肥0.6～0.8 kg/m3，土壤黏合劑0.2～0.3 kg/m3，植物種子150～200 g/m3)。

其中，有機(jī)質(zhì)中草纖維的體積占40%～50%，腐爛的稻殼或酒糟的體積占50%～60%；草纖維采用長(zhǎng)度為20～80 mm的碎稻草或碎麥草。土壤黏合劑選用聚丙烯酰胺，兼作保水劑。長(zhǎng)效肥采用長(zhǎng)效復(fù)合肥，其中氮磷鉀含量分別占37.5%,50%,12.5%；普通復(fù)合肥中氮磷鉀含量分別占50%,25%,25%。

(4) 植物選擇與配比。依據(jù)恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論總結(jié)出的裸露的巖石邊坡的生態(tài)修復(fù)規(guī)律[10-11]，在進(jìn)行植物配置時(shí)應(yīng)遵循不同生態(tài)位的植物相搭配的原則，即深根和淺根植物相結(jié)合，草本和木本植物均兼顧，先鋒和建群植物都使用。

根據(jù)上述植物配置原則及邊坡植被對(duì)耐旱、耐寒、耐貧瘠要求，結(jié)合考慮市場(chǎng)供應(yīng)，確定了使用植物種類為：多花木蘭(Indigoferaamblyantha)、紫穗槐(Amorphafruticosa)、白三葉(Trifoliumrepens)、鹽膚木(Rhuschinensis)、狗牙根(Cynodondactylon)、紫花苜蓿(Medicagosativa)、高羊茅(Festucaarundinacea)、早熟禾(Poapratensis)、野花組合(俏江南)。植物種子在春夏秋冬季節(jié)對(duì)暖季型草種與冷季型草種用量進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整(必須指出的是，冬季和深秋施工時(shí)植物發(fā)芽率低，應(yīng)盡量減少或避免)，具體配比見(jiàn)表3。

表3 植物種子配比 g/m2

(5) 濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工工藝。本項(xiàng)目的施工分兩個(gè)階段，第一階段為施工長(zhǎng)錨桿(局部鋼筋網(wǎng))護(hù)坡。待注漿完工后，開(kāi)始第二階段施工——濕噴植被混凝土施工。施工長(zhǎng)錨桿護(hù)坡為成熟工藝，本文不詳述。

濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)施工工藝流程：清理坡面→截排水施工和錨桿掛網(wǎng)施工→噴射植被混凝土→養(yǎng)護(hù)管理→竣工驗(yàn)收。由于清理坡面、截排水施工、錨桿掛網(wǎng)、養(yǎng)護(hù)管理、竣工驗(yàn)收等環(huán)節(jié)與以往干噴植被混凝土施工工藝并無(wú)顯著差異，此處不再詳細(xì)論述；僅在配置植被混凝土基材時(shí)與干噴工藝存在差別，具體為：①濕噴植被混凝土配制。按照給定的基材配比，將種植土先過(guò)網(wǎng)篩去除大于0.75 cm的砂礫，再將篩出的細(xì)土置入強(qiáng)制式攪拌機(jī)，加水拌合成泥漿，通過(guò)鐵皮制作的溜槽流入客土噴播機(jī)料斗，然后加入水泥、有機(jī)質(zhì)(草纖維、稻殼、酒糟)、長(zhǎng)效肥、普通復(fù)合肥，充分拌合2～3 min使其均勻；最后將濕噴植被混凝土添加劑、土壤粘合劑、植物種子一起倒入料斗中攪拌，完成植被混凝土的配制。攪拌完成后的待噴時(shí)間不應(yīng)超過(guò)10 min。②噴射植被混凝土。植被混凝土噴層包括基層和面層，多次分層噴射，基層噴射3～5次，面層(含植物種子)噴射1～2次。使用容量為7.2 m3的HKP-125客土噴播機(jī)噴射基材。噴射時(shí)間控制在15 min以內(nèi)。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)觀測(cè)與指標(biāo)計(jì)算

2019年3月施工后持續(xù)觀測(cè)護(hù)坡、水土保持和植物生長(zhǎng)情況，期間的天氣狀況見(jiàn)圖2。

圖2 施工期間天氣狀況

濕噴基材噴射3個(gè)月后(即2019年6月)采用樣方調(diào)研法[12]，在人工邊坡上選取兩個(gè)典型坡面(陡坡和緩坡，大于60°為陡坡，小于40°為緩坡)，在上、中、下坡面等不同坡位分別設(shè)置以個(gè)1 m×1 m的樣地，每個(gè)樣地豎向間距至少為3 m，共選取6個(gè)樣地，同時(shí)按照相同的方法在自然邊坡選取樣地。再統(tǒng)計(jì)人工邊坡和自然邊坡的植物類型、種類、數(shù)量，記錄每個(gè)樣方中植物的平均高度(選取測(cè)量20個(gè)樣本取平均值)、植株密度(1 m2內(nèi)植物的數(shù)量)、植物蓋度(使用手機(jī)拍照，利用Photoshop軟件處理，植被覆蓋度像素與整張照片像素的比值就是植被的蓋度)等指標(biāo)的具體情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采集結(jié)果，依據(jù)計(jì)算公式計(jì)算相關(guān)指標(biāo)[13-17]，并利用Excel制作表格。

(1) Shannon-Wiener多樣性指數(shù)。是反映物種多樣性的重要指標(biāo)，其指數(shù)越大，說(shuō)明物種數(shù)目越多，不確定性也越大，公式如下：

(1)

(2) Pielou均勻度指數(shù)。反映樣地中所有物種的分布狀況，與豐富度有關(guān)，其指數(shù)越大，表明物種分布越均勻，公式如下：

(2)

(3) Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。是對(duì)物種集中性的反映，其指數(shù)大，表明物種集中性高，公式如下：

(3)

式中：i=1，2，3…，s為物種序號(hào)；S為群落內(nèi)物種總數(shù)；Pi為第i個(gè)物種的重要值比值。

2 結(jié)果與分析

2.1 護(hù)坡與水土保持效果分析

2.1.1 護(hù)坡效果 邊坡在長(zhǎng)錨桿(局部鋼筋網(wǎng))和植被混凝土噴層的防護(hù)下，未發(fā)生深層滑坡；坡頂未出現(xiàn)新的裂紋或既有裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象；長(zhǎng)錨桿未出現(xiàn)折斷和脫落；鐵絲網(wǎng)沒(méi)有破裂和下滑；濕噴基材能夠穩(wěn)固地附著于坡面，在雨天邊坡坡面未發(fā)生淺層滑坡；坡腳設(shè)置剛性擋土墻(鋼筋混凝土擋土墻)，應(yīng)力分布均勻，沒(méi)有出現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)變形，保證了坡腳穩(wěn)定；總體上，護(hù)坡效果顯著，沒(méi)有出現(xiàn)工程地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。

2.1.2 水土保持效果 在施工后的3個(gè)月里，噴層先后經(jīng)歷過(guò)4次暴雨考驗(yàn)(最大一次降雨量大于100 mm)，經(jīng)歷幾場(chǎng)暴雨后基材能夠覆蓋絕大多數(shù)坡面和鐵絲網(wǎng)，僅在局部陡坡(如倒坡、坡面滲水處)處出現(xiàn)了噴層流淌和剝落，不能覆蓋鍍鋅鐵絲網(wǎng)的問(wèn)題(后期通過(guò)引離坡面水流和補(bǔ)噴的方式加以補(bǔ)救)。坡頂截水溝攔截了山體匯聚的雨水，避免了坡面直接受水流侵蝕；從基材新噴到植物發(fā)芽期間，遭遇大暴雨時(shí)，坡面出現(xiàn)過(guò)輕微面蝕和細(xì)溝侵蝕(平均厚度約1～2 mm)。但隨著植物的快速生長(zhǎng)，植物的莖葉越來(lái)越茂盛，坡面植被覆蓋逐漸增強(qiáng)，雨水侵蝕逐步減弱；同時(shí)隨著植物根系也對(duì)基材的加筋作用的增強(qiáng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了基材的抗侵蝕性。2個(gè)月后坡面水土保持效果很好，大暴雨時(shí)，坡面徑流保持清澈。

2.2 植被恢復(fù)效果與分析

2.2.1 植被覆蓋效果 噴射施工1個(gè)星期后，緩坡區(qū)(小于40°)高羊茅最先發(fā)芽，接著狗牙根、百日菊、紫花苜蓿、紫穗槐相繼發(fā)芽。陡坡區(qū)(大于60°)前期植物發(fā)芽率普遍較低，植物長(zhǎng)勢(shì)也低于緩坡區(qū)，但1個(gè)月后植被也能基本覆蓋坡面，整體覆蓋率達(dá)到90%以上。整體的工程景觀綠化效果較為美觀，能與周圍的自然景觀融合在一起，達(dá)到了預(yù)期的植被恢復(fù)效果，見(jiàn)圖3。

圖3 護(hù)坡植被恢復(fù)后狀況

2.2.2 物種恢復(fù)效果 在植物生長(zhǎng)的過(guò)程中，發(fā)生了由基材壤土中攜帶草種或原地宿根或附近草種被風(fēng)吹入坡面等本地植物入侵。主要入侵物種為稗草、狗尾草、藜、草木犀、鳳仙花、商陸、竹、地膚、馬唐、牛筋草、飛蓬、苧麻、黑麥草。這些本地物種雖一定程度上搶占了生存空間、土壤養(yǎng)分及水分，但也提高了坡面物種豐富度及物種多樣性，避免坡面人工植物出現(xiàn)退化，利于早日建立穩(wěn)定的適合當(dāng)?shù)貧夂虻纳鷳B(tài)系統(tǒng)。根據(jù)以上試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算得到如表4結(jié)果。

表4 花馬湖水渠邊坡植被觀測(cè)指標(biāo)

從表4可知，施工3個(gè)月后，緩坡區(qū)的植被蓋度、植物平均生長(zhǎng)高度、植株密度明顯高于陡坡區(qū)，植物中后期長(zhǎng)勢(shì)也更好；在Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)上緩坡區(qū)與陡坡區(qū)接近，與自然邊坡存在明顯差異，說(shuō)明邊坡人工生態(tài)恢復(fù)難以在短時(shí)期內(nèi)達(dá)到與自然邊坡相同的狀態(tài)。主要原因在于該邊坡物種種類與數(shù)目和自然邊坡存在差別，并且部分外來(lái)物種跟本地鄉(xiāng)土植物相比適應(yīng)性較差?？梢灶A(yù)計(jì)，隨著時(shí)間的推移，本地物種更多地侵入邊坡，邊坡生態(tài)系統(tǒng)的物種和結(jié)構(gòu)將越來(lái)越接近當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)。

3 結(jié) 論

(1) 噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)作為干噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的升級(jí)版，通過(guò)在配方、施工機(jī)械和施工工藝等多個(gè)方面的創(chuàng)新，解決了拌合基材可噴射性和新噴基材的坡面附著性的矛盾；具有施工工藝簡(jiǎn)單、施工效率高、粉塵污染小、安全性更高、造價(jià)更低的優(yōu)點(diǎn)；其適用性和先進(jìn)性經(jīng)受了實(shí)際工程應(yīng)用檢驗(yàn)，可推廣應(yīng)用。

(2) 花馬湖水渠邊坡采用濕噴植被混凝土生態(tài)護(hù)坡技術(shù)實(shí)現(xiàn)了邊坡的防護(hù)和生態(tài)修復(fù)目標(biāo)：邊坡穩(wěn)定；噴射施工1個(gè)月后植被基本覆蓋坡面，整體植被覆蓋率達(dá)到90%以上，形成的工程覆綠景觀與自然景觀協(xié)調(diào)一致。施工3個(gè)月后入侵的鄉(xiāng)土植物提高了坡面物種豐富度及物種多樣性。

(3) 在濕噴植被混凝土施工過(guò)程中，我們也遇到了以下突發(fā)情況和技術(shù)問(wèn)題：有水施工，前期施工采用車輛運(yùn)輸客土噴播機(jī)，中后期水渠開(kāi)始蓄水，車輛無(wú)法通行轉(zhuǎn)而改用船舶施工。限于篇幅，用船施工的工藝將在隨后的論文中進(jìn)行詳細(xì)介紹。