您现在的位置: 新晨范文网 >> 农业论文 >> 生态修复理论论文 >> 正文

论地区边坡抗侵蚀生态修复技术的应用

2019/06/13 阅读:

摘要:喀斯特地区开挖边坡缺土、缺水、植被覆盖度低,坡面雨水侵蚀情况十分普遍,自然条件下植被难以恢复。由此提出喀斯特地区岩质边坡抗侵蚀生态修复新技术,在传统的客土喷播基础之上增加了抗侵蚀纤维层,作用于土壤表面形成土壤保护纤维层,且能与土壤紧密结合形成连续、多孔、吸水和柔性的防腐蚀覆盖,有效阻止了岩质边坡水土流失,提高了边坡植被的成坪效果,而且具有施工迅速,短时间呈现抗侵蚀效果的优点,符合边坡工程的发展方向,是岩溶地区岩质边坡生态修复的理想途径,可大面积推广。

关键词:岩溶地区;岩质边坡;抗侵蚀;生态修复

贵州全省86个县中喀斯特地区面积比例在50%以上的有68个,占总数量79%,是典型的喀斯特省份[1]。贵州是全国发展速度较快的省份[2],随着基础道路建设的飞速发展,大量的岩质边坡对水土保持、生态保护、环境保护都产生了不利的影响,造成重大的损失[3]。生态环境保护的矛盾不断凸显,尤其是近年来国家对环保的不断重视,如何快速恢复受损边坡的生态环境已经成为迫在眉睫的问题。喀斯特地区岩溶地形分布广,形成的工程创面高陡,雨水集中,冲刷强烈,加之溶岩地区成土速度缓慢,风化土层瘠薄,不易存留[4],喀斯特地区雨季的冲刷使岩质坡面很难提供给植被充足养分和根系赖以伸展的土壤环境,国内的植被防护技术一般只适用于土质条件相对较好或坡度较低的土质边坡[5-10],往往不适用喀斯特地区岩质边坡和较陡的边坡,生态系统重建困难。

1工程概况

某边坡属于岩质挖方边坡,位于贵都高速贵定县境内,属亚热带东南季风气候区,温和湿润,四季不甚分明。年均降水量为1123.1mm,平均气温为15.0℃,工程坡面以石质碎石坡面为主,岩体结构为块状,破碎,以中等风化、弱风化为主,无表土覆盖,凹凸不平,节理发育,坡面分为4级,面积为4000~5000m2,坡高50~60m,坡度为60°左右,坡面基本无植被覆盖。路堑段地表水不发育,仅为雨季山坡暂时性流水。岩质边坡见图1。

2抗侵蚀生态修复方案

增设坡顶排水沟、平台截水沟、纵向排水沟、检查踏步等;清除表层危岩体,平整坡面;在坡面表层建立一层适用于植物生长的土壤层,进行土壤环境重建;喷播抗侵蚀材料以当地乡土植被为主,同时添加适应当地干旱、低水肥条件的植被,种类选择多样,具备自肥性,提高修复坡面物种多样性。

3施工过程

3.1坡面平整及清理

清坡前应确定边坡作业范围,并在作业边界放线,然后清除坡面上的杂草、碎石、浮土等影响工程施工的杂物,对低洼部分填充。清理后的边坡应平整均匀,上下坡度基本一致,坡顶过渡圆滑无棱角,坡底与台面界限清晰,呈几何角度过渡。坡顶采取防水蚀、冲蚀措施。

3.2挂网及固网

按照设计标准选用2mm镀锌铁丝网,网格为60mm×60mm。在铁丝网铺设时,两网之间每隔30cm用铁丝扎牢,铁丝网边缘全部打结,采用20#铁丝绑扎。网片之间搭接宽度不得少于一个网眼,铁丝网连接处平整,边缘无突起的网丝。挂网后及时锚固,锚杆沿网孔最上缘垂直钉入边坡,弯头向上钉入边坡。

3.3基材喷播

基材由种植土、有机质、复合肥、纤维等按照一定比例掺和而成,种植土选用黏性红土,过2cm筛,将混合好的基材经过专门的机械搅拌后喷播在镀锌铁丝网上,厚度为10cm。喷射基材时,喷头距坡面1.5m左右,按照从左至右、从上至下的顺序垂直喷射,喷射厚度均匀,确保无任何漏喷。基材喷播见图2。

3.4抗侵蚀纤维喷播

抗侵蚀纤维材料喷播不同于其他喷播方式,采用美国bowie纤维喷播机,将抗侵蚀纤维材料和水按照一定的比例混合后在喷播机中搅拌15min以上,可适当加入可溶性复合肥,待充分混合后进行喷附,喷前应进行喷附压力测试和管口出料量测试。抗侵蚀纤维喷播见图3。

3.5种子喷播

植物种类选择遵循以下几个原则:①适应当地的气候条件;②适应边坡坡面的土壤环境(水分、pH值、土壤性质等);③抗逆性(抗旱性、抗寒性或抗热、抗土壤贫瘠性、抗酸性或抗碱性、抗病虫害性等);④根系发达地上部植物较矮,生长迅速,能够在短期内覆盖坡面;⑤越年生或多年生;⑥适应粗放管理,能够产生一定的种子;⑦考虑边坡绿化经济效益。种子喷播同纤维喷播同时进行,喷播前对灌木类种子进行催芽处理,用40℃左右热水浸泡24h以促进其萌发。采用种子配比见表1。表1采用的种子配比种类名称用量(g/m2)灌木刺槐6多花木兰5多花胡枝子4双荚决明3火棘4黄花槐4猪屎豆5草本狗牙根3白三叶2黑麦草2匍匐剪股颖1.5结缕草2野花组合2

3.6无纺布覆盖

喷播时一般不需要盖布,若遇到秋冬时低温天气需要进行无纺布覆盖,一般在纤维材料喷播完成后覆盖,无纺布之间搭接宽度为10cm,并用U型钉固定,避免被风吹起和掉落。当80%植物幼苗高度生长到5cm以上时,收起无纺布,冬天霜冻时适当延后。

3.7养护

喷附后12h必须完成首次养护水浇灌,最长不得超过24h。浇水时间宜控制在上午10:00点前,下午5:00以后,初次浇水须浇足,但不得在地表上形成冲蚀。植被成坪前和成坪后的一段时间内,需要加强人工养护,确保植被群落形成。植被群落形成后,逐步减少人工养护,让其依照自身对环境中养分、水分吸收能力自我生长。当出现连续干旱等严峻条件时,及时调整养护方案,适当进行养护,确保植被成活率。根据植被的生长状况定期追肥。前期施足底肥,后期养护每个季度追肥一次,肥料以复合肥为主,撒播或溶于水后喷播。

4应用效果

4.1施工效果

施工45d后,坡面植被覆盖率达到90%以上,植被群落整体高度达到30cm左右,搭配的草、灌种子出苗整齐,坡面整体复绿。由于抗侵蚀纤维材料写坡面紧密结合,在坡面形成一个纤维抗侵蚀层,其后经历多次暴雨冲刷,边坡完好无损,坡面植被生长良好,防护效果突出(图4)。经抗侵蚀生态修复后的坡面与周围植被景观融为一体,和谐共处。

4.2经济效益

传统的生态修复方法很难应用于高陡岩质边坡,随着坡度的变大,传统生态修复需要圬工结构的辅助才能在高陡岩质边坡呈现生态修复效果,不仅耗时长,而且存在造价高等问题,不利于大面积推广。抗侵蚀生态修复技术应用于高陡岩质边坡,具有工期短、见效快等特点,同时抗侵蚀喷播具有水土保持和保水保肥等特性,能够有效降低后期维护和养护的成本。

4.3环保效益

传统护坡用到的圬工材料均需开山取材,消耗大量煤炭资源。抗侵蚀生态修复技术所用到的抗侵蚀纤维材料均为100%可降解的天然植物材料,取材环保,不存在环境破坏问题。因此,环保效益明显高于传统圬工防护。

5结语

贵州喀斯特溶岩地区公路、铁路等基础建设工程应用了很多的生态防护方法,但是在该地区强降水和淋溶作用的影响下,很多生态护坡都难以达到预期的生态恢复效果。通过采用抗侵蚀生态修复技术,得到很好的施工效果、经济效益、环保效益,实践表明,抗侵蚀生态修复完全能够应对喀斯特地区高陡岩质边坡、水土流失和暴雨冲刷的问题,从而为植物提供一个稳定的生存条件,满足喀斯特地区的生态修复需求,应用前景广泛。

参考文献

[1]田鹏举,吴仕军,徐丹丹,等.贵州喀斯特石漠化植被时空变化特征研究[J].贵州气象,2017,41(5):20-24.

[2]责任编辑何萍.贵州省经济发展预测及影响因素研究[D].重庆:重庆大学,2018.

[3]杨英,蒋良富.贵州经济发展对环境效应的影响研究[J].全国商情•理论研究,2011,(8):10-11.

[4]张六畅.浅析喀斯特地貌成因及特点[J].才智,2013,(14):302.

[5]黄燕.挂网客土喷播技术在石质边坡防护中的应用[J].森林工程,2012,28(6):62-64.

[6]安小梅.客土喷播绿化技术在石质边坡防护中的应用[J].山西交通科技,2008(4):33-34.

[7]洪伟,丁新红,陈明德.岩质边坡喷混植生防护技术在铁路工程中的应用[J].铁道标准设计,2006(7):22-24.

[8]陈晓斌.客土喷播法在石质边坡绿化中的应用[J].公路,2004(8):307-309.

[9]徐国钢,赖庆旺,李永华,等.岩石边坡快速生态修复新技术———喷混植生[J].草业科学,2003(11):72-75.

[10]陈明德,李燕君,陈勇军.岩石边坡喷混植生护坡防护技术应用研究[J].路基工程,2003(4):67-70.

作者:邹兴普 单位:中铁二院工程集团有限责任公司

论地区边坡抗侵蚀生态修复技术的应用

2019/06/13 阅读:

推荐度:

免费复制文章