高 振 何新原 張 俊 陳西林

（1.宿遷市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法支隊(duì)，江蘇宿遷 223800；2.蘇交科集團(tuán)檢測認(rèn)證有限公司，江蘇南京 210000；3.宿遷市高速鐵路建設(shè)發(fā)展有限公司，江蘇宿遷 223800）

為了提高公路土質(zhì)邊坡的綠化水平和水土保持效能，應(yīng)采用生態(tài)邊坡防護(hù)的方案進(jìn)行植物措施和工程措施的布局。生態(tài)防護(hù)技術(shù)相較于傳統(tǒng)邊坡防護(hù)技術(shù)，適用范圍較廣，適合各種質(zhì)地邊坡。生態(tài)防護(hù)技術(shù)的抗侵蝕性能及強(qiáng)度較大，整體防護(hù)性能得到提高，具有較好的柔性和抗沖刷性。生態(tài)防護(hù)技術(shù)所需材料質(zhì)地較輕，材料損耗率小、工序簡單、施工效率高、施工周期短。生態(tài)防護(hù)技術(shù)材料耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命相比傳統(tǒng)工程技術(shù)明顯提升。生態(tài)防護(hù)技術(shù)能夠有效降低雨水對坡體的沖刷力，與植被完美結(jié)合，綠化見效快，具有保水保肥的效果。材料能夠包含植物種子，促進(jìn)植物種子萌發(fā)、植物生長，提高植物的存活率，達(dá)到快速、長期的綠化效果，對公路土質(zhì)邊坡形成良好防護(hù)。

公路邊坡的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)特點(diǎn)在于工程建設(shè)快捷，有利于防止水土流失，工程實(shí)施效果顯著，逐漸獲得行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可和嘗試。生態(tài)護(hù)坡項(xiàng)目實(shí)施后，除了可以實(shí)現(xiàn)水土保持的目的，還可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

1 研究區(qū)概況

宿遷市總面積8 555 km2，人口為555萬。宿遷境內(nèi)平原遼闊、土地肥沃、河湖交錯。宿遷是優(yōu)質(zhì)農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)，也是著名的“楊樹之鄉(xiāng)”，以意楊為主，全市森林覆蓋率達(dá)到28.02%。近年來宿遷市大力創(chuàng)建“生態(tài)園林城市”，突出建設(shè)彩色城市、種植珍稀鄉(xiāng)土樹種、打造民生園林等，達(dá)到美化城市景觀、更凸顯城市園林特色的目標(biāo)。

目前宿遷市公路邊坡大部分已經(jīng)形成了灌木、喬木兩者交相融合的景觀效果。

2 研究方法

2.1 植被配置模式設(shè)置

分析宿遷市公路邊坡常見的物種配置和公路景觀特征，植被模式主要為4種。

（1）模式一。

純草結(jié)構(gòu)，邊坡樣地中草本植物的年限均大于一年。

（2）模式二。

灌草結(jié)構(gòu)，在邊坡樣地主要是以灌木為主，形成草本植物全部覆蓋。

（3）模式三。

喬草結(jié)構(gòu)，以喬木為主，草本植物全面進(jìn)行覆蓋。

（4）模式四。

以喬灌木結(jié)構(gòu)為主，喬木為輔和草本植物全覆蓋。

2.2 工程防護(hù)技術(shù)

（1）高性能生態(tài)基材。

由木質(zhì)纖維制成，經(jīng)過環(huán)環(huán)相扣的纖維以及添加劑的改造，使其在極端條件下表現(xiàn)優(yōu)異，提供超過90%的侵蝕控制有效性。基質(zhì)、草籽以及土壤可有機(jī)結(jié)合在一起，并可保持其自身重量12倍的水分。高性能生態(tài)基材為具有防侵蝕功能的生物促進(jìn)噴播基質(zhì)，現(xiàn)場拆包后利用專業(yè)設(shè)備拌種噴射于土表，可即時(shí)覆蓋形成一層均勻包裹種子的防侵蝕纖維植生毯，具有覆蓋、保墑、加速生長的作用。高性能生態(tài)基材組成部分包括精細(xì)熱致木纖維、互鎖的人造纖維、高分子聚合物和保水基、微孔顆粒、生長促進(jìn)劑等，與種子、肥料等混合后利用液力噴播方式施工，能在坡面快速形成一層均勻包裹種子的纖維植生毯，具有改善土壤環(huán)境、加速植物生長及壯根的功能，達(dá)到快速建植的優(yōu)良綠化效果。高性能生態(tài)基材具有促進(jìn)生長的功能和特點(diǎn)，可以縮短植物綠化的周期，植被的生長存活率遠(yuǎn)高于裸露土壤植被的生存率。

（2）加筋麥克墊。

一種加筋的三維土工墊，將立體聚酯材料擠壓于機(jī)編六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)面，具有強(qiáng)度高、施工便捷、環(huán)保效果佳、綠化效果好等特點(diǎn)。加筋麥克墊平鋪固定在坡面后，草籽撒播于網(wǎng)的空腔內(nèi)，草籽和有機(jī)土受到六角形雙絞合金屬網(wǎng)的保護(hù)，避免遭受刷損失，還可適當(dāng)保持水分易于草籽發(fā)芽。必要時(shí)還可人工灑水，維持植物的正常生長條件，一個(gè)雨季即可使植物生長良好。選擇根系發(fā)達(dá)的草種，植被根系穿過加筋麥克墊后能對坡面淺表層土起到加筋作用，加筋麥克墊能夠?qū)χ脖桓灯鸬接谰玫募咏钭饔?，將坡面植被及受植被根系影響的淺表層土體連成整體。加筋麥克墊強(qiáng)度高的特點(diǎn)能夠保證土體的整體性，增強(qiáng)坡面淺表層土體的整體穩(wěn)定，孔隙性結(jié)構(gòu)能夠消減雨水勢能，防止對坡面造成沖刷。加筋麥克墊護(hù)坡作為一種開放性結(jié)構(gòu)，坡后地下水能夠自由排泄，避免了由于地下水壓力升高引起的邊坡失穩(wěn)問題，抑制邊坡遭受進(jìn)一步風(fēng)化剝蝕。加筋麥克墊細(xì)密的聚合物墊能夠減輕雨水對坡面的沖刷，為植被生長創(chuàng)造有利條件，使得植被能夠順利萌發(fā)根系并健康生長。

2.3 邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)設(shè)置

根據(jù)宿遷市公路邊坡的立地條件可分為一般土質(zhì)邊坡和侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡兩類。針對侵蝕程度較輕的一般土質(zhì)邊坡，選取的防護(hù)技術(shù)為植被配置模式+高性能生態(tài)基材的方案。設(shè)置素土對照組，分別對方案區(qū)和對照區(qū)侵蝕控制有效性系數(shù)和植被建立系數(shù)進(jìn)行測定和計(jì)算。不同樣地間用擋板進(jìn)行間隔，坡腳挖溝，用于侵蝕物收集。

如果侵蝕的程度較大或邊坡坡度過大的侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡，選取的防護(hù)技術(shù)為植被配置模式＋高性能生態(tài)基材＋高性能生態(tài)基材的方案。設(shè)置素土對照區(qū)，分別對方案區(qū)和對照區(qū)侵蝕控制有效性系數(shù)和植被建立系數(shù)進(jìn)行測定和計(jì)算。

3 結(jié)果與分析

3.1 公路邊坡生態(tài)防護(hù)的植被配置模式優(yōu)選

模式四為喬灌草結(jié)構(gòu)植被配置模式，是多種層次的搭配方式。依據(jù)宿遷市的氣候條件和立地條件，選取的主要喬木樹種為刺槐，灌木植物種夾竹桃，同時(shí)播種黑麥草，伴生早熟禾、狗牙根、雀麥等草本植物。在模式四中，喬木層植被平均覆蓋度達(dá)到41%，平均高度達(dá)299.8 cm，灌木層平均蓋度覆蓋度為23%，平均高度達(dá)62.8 cm，草本植被覆蓋度達(dá)到40%，群落總體覆蓋度達(dá)到98%，在四種植被配置模式中植被覆蓋度最高。在植被生產(chǎn)力方面，由于喬木和灌木的同時(shí)生長，極大促進(jìn)了植物生物量的積累，在四種配置模式中生物量最大，是模式一的20.1倍、模式二的2.9倍、模式三的1.2倍。植被配置模式四植物種豐富，層次結(jié)構(gòu)完整，植物生產(chǎn)力高，抗風(fēng)險(xiǎn)能力較強(qiáng)。模式四中植物種數(shù)達(dá)到15種，在所有模式中植物種類最多，群落整體多樣性指數(shù)為4.31，明顯高于模式一和二。在公路邊坡生態(tài)防護(hù)時(shí)，最優(yōu)化的植被配置首選模式四，即喬灌草復(fù)合植被模式。

3.2 公路邊坡生態(tài)防護(hù)侵蝕控制有效性檢驗(yàn)

在一般土質(zhì)邊坡設(shè)置模式四，喬灌草復(fù)合搭配的植物配置模式以及無任何人工植被建設(shè)的素土對照區(qū)。通過侵蝕控制試驗(yàn)，兩種模式在相同條件下，土壤侵蝕控制有效性差異顯著。植被配置模式四的覆蓋系數(shù)C為0.06，侵蝕控制有效性系數(shù)PE為94；素土對照區(qū)的覆蓋系數(shù)C為0.49，侵蝕控制有效性系數(shù)PE僅為51，前者PE系數(shù)是后者的1.8倍。

通過參照土壤侵蝕控制標(biāo)準(zhǔn)對照表，素土對照區(qū)的土壤侵蝕控制水平為Marginal，為較弱水平，植被配置模式四的土壤侵蝕控制水平為Best，為最優(yōu)水平，如表1所示。

表1 一般土質(zhì)邊坡土壤侵蝕控制對照

在侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡設(shè)置模式四，喬灌草復(fù)合搭配的植物配置模式以及無任何人工植被建設(shè)的素土對照區(qū)。通過侵蝕控制試驗(yàn)，兩種模式在相同條件下，土壤侵蝕控制有效性差異顯著。植被配置模式四的覆蓋系數(shù)C為0.12，侵蝕控制有效性系數(shù)PE為88；而素土對照區(qū)的覆蓋系數(shù)C為0.77，侵蝕控制有效性系數(shù)PE僅為23，前者PE系數(shù)是后者的3.82倍。

通過參照土壤侵蝕控制標(biāo)準(zhǔn)對照表，在侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡，素土對照區(qū)的土壤侵蝕控制水平為Poor，為最弱水平，而植被配置模式四的土壤侵蝕控制水平為Better，為較高水平，如表2所示。

表2 侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡土壤侵蝕控制對照

4 結(jié)語

通過邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的實(shí)施，可以有效控制和減弱宿遷市公路邊坡的土壤侵蝕。在一般土質(zhì)邊坡設(shè)置合理的植被配置模式（喬灌草復(fù)合植被配置），并結(jié)合高效的生態(tài)防護(hù)技術(shù)（高性能生態(tài)基材），能夠促進(jìn)地表植被恢復(fù)，提高土壤的侵蝕控制有效性，減少水土流失，保證坡體穩(wěn)定性，是優(yōu)良的一般土質(zhì)邊坡的防護(hù)方案。在侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡，設(shè)置合理的植被配置模式（喬灌草復(fù)合植被配置），并結(jié)合高效的生態(tài)防護(hù)技術(shù)（高性能生態(tài)基材+加筋麥克墊），可以顯著提高土壤的侵蝕控制有效性，對公路侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡形成良好防護(hù)，穩(wěn)固土體，減弱水土流失發(fā)生的潛在危害，是優(yōu)良的侵蝕嚴(yán)重土質(zhì)邊坡的防護(hù)方案。