樊柳鳳

（西安市藍(lán)田縣水務(wù)局，陜西 西安 710500）

近年來(lái)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平和物質(zhì)水平提升的同時(shí)人們也越來(lái)越注重生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)，追求在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上創(chuàng)新保護(hù)措施，達(dá)到人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。所謂生態(tài)護(hù)坡，指滿(mǎn)足水資源、水環(huán)境、水景觀等各方面協(xié)調(diào)的同時(shí)考慮生態(tài)效應(yīng)，將適合生物生長(zhǎng)、水體和土體及植物生長(zhǎng)的仿自然狀態(tài)的護(hù)坡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土構(gòu)筑物，使其發(fā)揮河道基本功能時(shí)促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展。

表1 土壤生物工程植物生長(zhǎng)量和生物量

圖1 土壤抗剪強(qiáng)度、含水率

1 生態(tài)護(hù)坡相關(guān)概述

1.1 功能

生態(tài)護(hù)坡是綜合工程力學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)和植物學(xué)等學(xué)科的基本知識(shí)對(duì)斜坡或邊坡進(jìn)行支護(hù)，以此形成由植物或工程植物組成的綜合護(hù)坡系統(tǒng)的護(hù)坡技術(shù)。應(yīng)追求以下三種功能：（1）防止水土流失：能降低坡體孔隙水壓力，控制土粒流失，截留降雨。（2）護(hù)坡功能：植被的淺根有加筋作用，深根有錨固作用。（3）改善環(huán)境功能：被破壞的生態(tài)環(huán)境都通過(guò)植被修復(fù)，減少光污染，降低噪音，保障行車(chē)安全，促進(jìn)有機(jī)污染物的降解，凈化空氣。

1.2 類(lèi)型

（1）客土植生植物護(hù)坡：將抗蒸騰劑、團(tuán)粒劑、保水劑、粘合劑、緩釋復(fù)合肥、泥炭土、腐殖土等一系列材料制作成客土并經(jīng)過(guò)專(zhuān)用機(jī)械攪拌后吹附到坡面上，從而形成一定厚度的客土層。優(yōu)點(diǎn)：有較好的抗旱性、客土與坡面的結(jié)合牢固、機(jī)械化程度高、施工簡(jiǎn)單、植被防護(hù)效果好，適用于風(fēng)化巖及硬質(zhì)土砂地，道路邊坡等。缺點(diǎn)：不適用已經(jīng)長(zhǎng)期受到浸水的地區(qū)，要求邊坡穩(wěn)定和坡度大。

（2）生態(tài)袋護(hù)坡：利用人工造土工布料制作成生態(tài)袋，植物在裝有土的生態(tài)袋中生長(zhǎng)，這是一種修復(fù)環(huán)境和邊坡的護(hù)坡技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)結(jié)構(gòu)基本不會(huì)產(chǎn)生滲水壓力，有很好的水環(huán)境和潮濕環(huán)境的適用性，施工方便快捷。缺點(diǎn)：整體穩(wěn)定性較差，受控制環(huán)境和后期植被生存條件限制。

（3）人工種草護(hù)坡：是一種傳統(tǒng)邊坡植物防護(hù)措施，指在邊坡坡面利用人工簡(jiǎn)單播撒草種，多用于坡度較緩和邊坡高度不高的草類(lèi)生長(zhǎng)的土質(zhì)路塹邊坡防護(hù)工程。優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低廉，施工簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：種草成活率較低，草籽會(huì)因播散不均勻?qū)е卤挥晁疀_走，護(hù)坡效果不滿(mǎn)意，以致坡面表土流失，坡面沖溝，需在后續(xù)進(jìn)行大量的修復(fù)工程和整治坡病害。

2 河道生態(tài)護(hù)坡的重點(diǎn)技術(shù)

2.1 復(fù)合式生物穩(wěn)定技術(shù)

復(fù)合式生物護(hù)坡技術(shù)是一種復(fù)合式生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，主要用于修復(fù)那些出現(xiàn)整體滑塌和侵蝕非常嚴(yán)重的陡坡。它由生物技術(shù)與工程技術(shù)組成，其技術(shù)核心是植生基質(zhì)材料，強(qiáng)調(diào)活性植物與工程措施相結(jié)合，依靠復(fù)合材料網(wǎng)、錨桿、植生基質(zhì)、和植被的共同作用來(lái)達(dá)到對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)和綠化的目的。

2.2 土壤生物工程護(hù)坡

土壤生物工程（soilbiengineering），其主要結(jié)構(gòu)元素由旺盛生命力的莖、根、完整的植物組成，在邊坡的不用位置按一定的方式、方式和序列來(lái)進(jìn)行掩埋、種植和扦插，實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)、加固邊坡和控制水土流失。是一種邊坡生物防護(hù)工程技術(shù)。此技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于生態(tài)環(huán)境恢復(fù)快、護(hù)坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、景觀效果較好、費(fèi)用低廉及養(yǎng)護(hù)要求低。護(hù)坡的主要結(jié)構(gòu)是速生類(lèi)的本地植物，如楊、柳，種植方式各不相同，主要有柴籠、活枝扦插、灌叢墊三種工程類(lèi)型，在一些土質(zhì)疏松、土壤侵蝕嚴(yán)重、景觀要求較低的郊區(qū)河段廣泛應(yīng)用。

2.3 全系列生態(tài)護(hù)坡

全系列生態(tài)護(hù)坡主要應(yīng)用在那些植被稀少、表現(xiàn)土壤侵蝕、景觀要求較高的河段。從坡腳直到坡頂種植一系列護(hù)坡植物，如濕生植物(喬、灌、草)、沉水植物、挺水植物和浮葉植物，以此來(lái)形成多層次生態(tài)防護(hù)，可以同時(shí)兼顧景觀功能和生態(tài)功能。如波浪對(duì)坡岸水位變動(dòng)區(qū)的侵蝕可利用沉水植物、挺水、浮葉等來(lái)做減緩。將固土能力強(qiáng)、耐濕性強(qiáng)的灌木、草木及喬木種植于坡面常水位來(lái)共同構(gòu)成完善的生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)，控制土壤侵蝕的同時(shí)美化河岸景觀。

3 河道生態(tài)護(hù)坡功能評(píng)估

生態(tài)護(hù)坡工程在自我組織的過(guò)程中不斷強(qiáng)化維護(hù)河岸的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和提高河岸的生態(tài)穩(wěn)定性?xún)煞矫嫔鷳B(tài)功能，以此來(lái)穩(wěn)固河岸物理生境的完整和保證整個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。本文所研究的河道生態(tài)護(hù)坡工程共使用了2年時(shí)間，之后持續(xù)的生態(tài)監(jiān)測(cè)完工的護(hù)坡工程，評(píng)估生態(tài)護(hù)坡工程的生態(tài)功能。

3.1 監(jiān)測(cè)指標(biāo)與方法

選取每種類(lèi)型的生態(tài)護(hù)坡2個(gè)-3個(gè)固定樣帶，之后監(jiān)測(cè)每個(gè)樣帶的坡頂、坡腰及常水位等部位。將調(diào)查頻率設(shè)為每月1次在第一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，后續(xù)調(diào)查頻率為兩個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，便于縱向比較，在連續(xù)出現(xiàn)晴天后進(jìn)行每次采樣。現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)挖掘若干整株的護(hù)坡植物，測(cè)定新生枝條的高度和密度和新生根系的長(zhǎng)度。

土壤抗剪強(qiáng)度、含水率和緊實(shí)度。隨機(jī)選取從坡頂至常水位15個(gè)點(diǎn)，在坡頂、坡腰、近常水位各設(shè)5個(gè)點(diǎn)，可在每個(gè)點(diǎn)采用土壤3參數(shù)儀測(cè)定土壤含水率來(lái)減少土壤擾動(dòng)對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，之后再利用國(guó)外剪力測(cè)量?jī)x測(cè)定土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度。

3.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果

3.2.1 護(hù)坡生物的生長(zhǎng)特性和生物量

植物具有良好的護(hù)坡工程性狀，始終是穩(wěn)固坡岸的關(guān)鍵積極因素，其枝葉具有有效的水文效應(yīng)，如降雨截留、土壤贈(zèng)滲、徑流延滯等作用，其根系具有支撐坡體和固結(jié)土壤的機(jī)械效應(yīng)，因此測(cè)定土壤生物工程和全系列生態(tài)護(hù)坡的護(hù)坡植物生長(zhǎng)特性和生物量十分有必要。

土壤生物工程的植物種植一般選擇在植物休眠期內(nèi)種植，本文研究的河道生態(tài)護(hù)坡采用柴籠、灌叢墊、活枝扦插三種類(lèi)型，杞柳枝和垂柳枝是三種工程主要的使用的植物材料。柳枝在施工完成兩周后露出萌芽，之后每月增長(zhǎng)5cm-10cm，生長(zhǎng)速率最快的時(shí)間段在5月-10月，每月增長(zhǎng)30cm-40cm，生長(zhǎng)速率較為緩慢的時(shí)間段為10月-12月，每月增長(zhǎng)5cm。杞柳枝和垂柳枝因種植方式和植物材料性質(zhì)的原因其生長(zhǎng)狀況和生長(zhǎng)量都存有差異。后續(xù)換了新方法來(lái)測(cè)定，結(jié)果顯示新枝條的平均高度達(dá)1.5m以上，生長(zhǎng)深度超過(guò)1m，良好的防護(hù)了坡岸。灌叢墊在坡面生物量的增長(zhǎng)方面優(yōu)勢(shì)最明顯。植物的護(hù)坡效應(yīng)因土壤和植物體逐漸形成一個(gè)整體，效益也在不斷增強(qiáng)（具體生長(zhǎng)量和生物量見(jiàn)表1）。

各類(lèi)生態(tài)護(hù)坡的土壤抗剪強(qiáng)度隨著生態(tài)護(hù)坡植物生長(zhǎng)和系統(tǒng)自我完善也在不斷增大，尤其坡腰和常水位處的抗剪強(qiáng)度明顯高于未施工的對(duì)照岸坡，淺層土壤抗剪強(qiáng)度也因不同類(lèi)型的生態(tài)護(hù)坡在發(fā)生變化，其對(duì)比具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）并隨著時(shí)間增長(zhǎng)灌叢墊的淺層土壤抗剪強(qiáng)度明顯大于其他生物土壤工程。各類(lèi)坡岸的緊實(shí)度變化為30psi-600psi,含水率變化范圍為11%～39.4%(具體數(shù)值變化見(jiàn)圖1所示)，土壤中的過(guò)多水分會(huì)因土壤含水率超過(guò)某一特定值時(shí)減少對(duì)土壤顆粒間的吸力，減少抗剪強(qiáng)度。灌叢之所以能有效排出其淺層土壤中的過(guò)多水分，只因新生密集植物的蒸騰作用十分強(qiáng)，淺層土壤的抗剪強(qiáng)度和緊實(shí)度因此提高。

結(jié)語(yǔ)

總之，三種生態(tài)護(hù)坡重點(diǎn)技術(shù)主要集中在土壤的抗侵蝕性和護(hù)坡植物的固坡作用，改善坡岸生態(tài)環(huán)境，兼顧生態(tài)是目標(biāo)和景觀目標(biāo)等方面。三類(lèi)重點(diǎn)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)可充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，整合運(yùn)用，增加土地草本植物覆蓋度，提高生態(tài)穩(wěn)定性。除此之外，生態(tài)護(hù)坡工程要因地制宜，保證護(hù)坡工程本身的質(zhì)量和安全，改造人類(lèi)生存環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工程與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

[1]龍鳳,李紹才,孫海龍等.巖石邊坡生態(tài)護(hù)坡效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2009,28(z1):3095-3101.

[2]李海東,林杰,張金池等.生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在河道邊坡水土保持中的應(yīng)用[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,32(1):119-123.

[3]楊立生,徐永新.水利工程護(hù)坡生態(tài)化設(shè)計(jì)技術(shù)分析[J].價(jià)值工程2010,29(30):44.