“坡改平”生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用--論文

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1、“坡改平”生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用摘要筆者在多年水土保持監(jiān)測(cè)工作中發(fā)現(xiàn)，高速公路、河道等基礎(chǔ)設(shè)施廣泛采用的六角空心磚護(hù)坡技術(shù)普遍存在著嚴(yán)重的土壤流失問題，根據(jù)對(duì)該類工程大量實(shí)際監(jiān)測(cè)計(jì)算，土壤流失強(qiáng)度達(dá)（1.5萬～6.0萬）t／km2·a。目前，這種形式的水土流失還未引起人們的重視，其直接危害是影響邊坡穩(wěn)定，造成土壤資源的浪費(fèi)，而且給排水系統(tǒng)以及河道、湖庫造成了大量的泥沙淤積，并縮短其使用年限。為解決這種“隱蔽”的水土流失危害，開展了“坡改平”生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的研發(fā)。通過應(yīng)用“坡改平”生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，把不穩(wěn)定的坡面分解為若干個(gè)小的穩(wěn)定水平面，使坡面

2、土壤達(dá)到穩(wěn)定，從而控制土壤流失，并通過草—灌—喬相結(jié)合的植被防護(hù)體系，豐富坡面綠化設(shè)計(jì)的內(nèi)容和空間，為生態(tài)護(hù)坡提供一種新的解決方案。關(guān)鍵詞土壤流失坡改平生態(tài)護(hù)坡研發(fā)與應(yīng)用中圖分類號(hào)S157.2?文獻(xiàn)標(biāo)志碼B?文章編號(hào)1673-4637（2011）02-0016-051“坡改平”生態(tài)護(hù)坡技術(shù)研發(fā)背景1.1老式護(hù)坡存在的土壤流失問題水土保持技術(shù)人員在多年的水土保持監(jiān)測(cè)工作中發(fā)現(xiàn)，目前在高速公路、鐵路、河道、立交橋護(hù)坡中常用的六角空心生態(tài)護(hù)坡磚（以下稱“老式護(hù)坡磚”）存在著比較嚴(yán)重的土壤流失問題。通過對(duì)北京境內(nèi)的四環(huán)路、五環(huán)路、六環(huán)路、京承高速公

3、路、京津高速公路、京開高速公路、延慶縣康張公路及2009年新建成的西六環(huán)等20余處老式護(hù)坡磚工程的調(diào)查，除蓮花橋等個(gè)別地處城市中心區(qū)、灌溉管護(hù)條件較好的護(hù)坡工程外，絕大多數(shù)護(hù)坡工程的老式護(hù)坡磚內(nèi)土壤流失量在20%～80%。僅延慶縣康張公路0.5km長的一段挖方道路兩側(cè)護(hù)坡工程的水土流失量就達(dá)47t。通過對(duì)坡比為1∶1.5（坡度約為34°）的邊坡上常用的外邊長為20cm、磚壁厚3cm、磚內(nèi)深10cm的老式護(hù)坡磚（見圖1）分析，1m2土壤流失量約在（15～60）kg，一處1萬m2的護(hù)坡工程土壤流失總量可達(dá)到（150～600）t。圖1老式護(hù)坡磚由

4、此可以推算這種在全國范圍被廣泛采用的“生態(tài)”護(hù)坡技術(shù)所帶來的土壤流失量是相當(dāng)驚人的，這無疑形成了“生態(tài)護(hù)坡反而造成劇烈土壤流失”的尷尬局面。然而，大量的文獻(xiàn)查閱和和檢索發(fā)現(xiàn)六角空心護(hù)坡磚引發(fā)的水土流失問題至今沒有相關(guān)研究和報(bào)道──這是一種目前仍被忽視、隱蔽性極強(qiáng)的水土流失。1.2原因分析造成老式護(hù)坡磚土壤流失的原因是由于空心部分填充的土壤處于斜面不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)遇首次降雨或灌溉時(shí)，磚內(nèi)土體會(huì)發(fā)生沉降，使磚內(nèi)上部土體與磚壁間產(chǎn)生一個(gè)縫隙；當(dāng)坡面徑流繼續(xù)流入磚內(nèi)時(shí)，從縫隙處開始發(fā)生對(duì)土壤的沖淘，隨著坡面匯集的雨水逐步累積并加速下沖，使土壤在水力沖

5、蝕和重力作用下逐漸被沖向下部。另外，磚內(nèi)的土在冬季會(huì)產(chǎn)生凍脹現(xiàn)象，使表層土壤結(jié)構(gòu)變得疏松，到雨季時(shí)土壤流失加劇。隨著時(shí)間的推移，直至磚內(nèi)剩余土壤在磚的下邊框阻擋下，表面達(dá)到趨于穩(wěn)定的“水平狀態(tài)”時(shí)，坡面才進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)對(duì)北京地區(qū)現(xiàn)有工程調(diào)查，磚內(nèi)土體穩(wěn)定過程約需要（3～5）a。即使在有草或灌木防護(hù)的坡面上，這一流失過程發(fā)生的概率也在90%以上。1.3老式護(hù)坡磚的不足及危害1.3.1極易發(fā)生土壤流失，影響邊坡穩(wěn)定，危及道路安全老式護(hù)坡磚內(nèi)的土體處于“斜面”不穩(wěn)定狀態(tài)，極易發(fā)生土壤流失，帶來路基的局部沖塌，影響邊坡穩(wěn)定，危及道路基礎(chǔ)安全

6、。1.3.2不利于植物生長，影響綠化效果在實(shí)際應(yīng)用中與老式護(hù)坡磚配合的植被措施以種草或鋪草皮為主，雖然也有采用沙地柏、連翹、地錦等植物進(jìn)行景觀綠化，但灌木的樹冠截流效應(yīng)會(huì)在根部造成磚內(nèi)土壤的加速流失，不利于水、肥的保持，造成灌木和草生長的立地條件差，且可選擇的植物配置形式單一，影響綠化效果，無法發(fā)揮植物的蓄水保土作用。1.3.3后期管護(hù)成本高通過對(duì)20余處老式護(hù)坡磚護(hù)坡工程的監(jiān)測(cè)，90%的工程水土流失情況較為嚴(yán)重，只有西三環(huán)蓮花橋、西四環(huán)定慧橋下的護(hù)坡效果較好，這主要是由于這兩處工程的后期管理和灌溉條件較好，而其他野外管護(hù)條件差的護(hù)坡工程（

7、如延慶縣康張公路）都不同程度地發(fā)生了植被生長狀況不良，水土流失現(xiàn)象較嚴(yán)重的問題，說明采用老式護(hù)坡磚護(hù)坡對(duì)后期管理的要求較高。1.3.4流失的土壤阻塞排水系統(tǒng)，縮短設(shè)施使用年限老式護(hù)坡磚內(nèi)流失的土壤順?biāo)?，流入城市排水管網(wǎng)或溝道、水庫，產(chǎn)生大量泥沙淤積，縮短了排水系統(tǒng)或水利工程的使用年限，使得各部門投入大量的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行清淤，造成了社會(huì)財(cái)富的極大浪費(fèi)。1.3.5造成土壤資源的流失，不符合“環(huán)境友好型社會(huì)”的發(fā)展要求老式護(hù)坡磚具有一定的綠化和防護(hù)功能，但這種生態(tài)防護(hù)的表面現(xiàn)象卻掩蓋著較劇烈的土壤流失，失去了生態(tài)保護(hù)的意義，這種現(xiàn)狀與全

8、國加快經(jīng)濟(jì)建設(shè)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，創(chuàng)建和諧社會(huì)要求背道而馳，形成了“生態(tài)護(hù)坡反而造成劇烈土壤流失”的尷尬局面，不符合“環(huán)境友好型社會(huì)”的建設(shè)要求。2“坡改平”生態(tài)護(hù)坡磚的設(shè)計(jì)2.1“