張 帥
(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710043)
在國家的大力支持下,鐵路建設(shè)取得了顯著的成果,但同時也存在著許多的問題:如邊坡綠化率低、缺乏科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計、忽視生態(tài)效益等。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)與當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境有著直接的聯(lián)系:一方面,環(huán)境遭到破壞,引起水土流失,土地沙漠化;另一方面,人類活動加劇了地表植被的侵蝕和土壤的酸堿化。此外還包括一些人為的原因:如過度放牧,大量使用農(nóng)藥,不合理采挖,隨意改變地形,甚至是亂砍濫伐,盲目攀折樹木,嚴(yán)重破壞自然景觀,使自然環(huán)境遭受到不同程度地污染和破壞。
生態(tài)環(huán)境與人類活動密切相關(guān),是影響和制約人與自然關(guān)系的重要因素。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對環(huán)境的破壞越來越嚴(yán)重,因此保護(hù)自然環(huán)境,實現(xiàn)持續(xù)的可循環(huán)利用已經(jīng)成為人們的共識和要求。生態(tài)護(hù)理學(xué)的提出為邊坡植物的生存提供了新的機(jī)會和可能,同時也為植樹種草創(chuàng)造了良好的條件。生態(tài)護(hù)植技術(shù)的應(yīng)用可以減少地表水的蒸發(fā)、土壤的流失、降低水土的侵蝕程度,改善地下水水質(zhì),促進(jìn)植被的生長發(fā)育,提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;在一定的情況下,還能防止病蟲害的發(fā)生及危害,避免對動植物的傷害等。
在進(jìn)行鐵路路基綠化的過程中,需要遵循以下原則:(1)以人為本,以環(huán)保為主,從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā),充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?,盡量選擇適合的植物種類,并通過合理的設(shè)計來達(dá)到最佳的景觀效果。(2)注意生態(tài)效益,堅持“綠色”理念,將生態(tài)效益作為建設(shè)項目的基本指導(dǎo)思想,使其具有較高的生態(tài)效益[1]。
根據(jù)不同的分類方法,鐵路路基邊坡綠化可分為以下幾種:(1)按植物的種類劃分。如灌木、藤本等根系較矮的樹木等。(2)按植被的類型進(jìn)行劃分。如根系較發(fā)達(dá)的樹枝類,可將其劃為樹叢;針葉類的植株可以劃為圓錐型,也有棱角較大的圓弧類。(3)按照防護(hù)的方式和防護(hù)的目的來分,可分為保護(hù)性圍欄和防護(hù)性棚兩種。(4)按防護(hù)的作用來分。比如:植隔離帶、護(hù)岸墻、護(hù)面墻、護(hù)面墻、水墊、排水設(shè)施、水噴灑網(wǎng)噴霧、植籬、護(hù)欄、攔截物、覆蓋物、溝渠、涵洞、隧道等。在防護(hù)的過程中,要考慮到道路的寬度與行車密度、路面狀況、施工條件、地形地貌、地質(zhì)環(huán)境、氣候因素、工程造價等等。
鐵路基邊坡綠化與生態(tài)防護(hù)的目的是通過改善沿路沿線的生態(tài)環(huán)境來實現(xiàn)對路基的保護(hù)作用。在進(jìn)行鐵路路基邊坡綠化時,需要考慮以下幾個方面的內(nèi)容:第一,要保證鐵路的穩(wěn)定性和安全性,不能因為環(huán)境因素而破壞了植被;第二,要確保鐵路的美觀性,避免對自然環(huán)境的影響;第三,為了提高人們的生活質(zhì)量,在設(shè)計時要充分體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐奶厣臀幕瘍?nèi)涵,并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,使其具有一定的觀賞價值。
生態(tài)防護(hù)的方法主要有兩種,一種是植物防護(hù),另一種則為工程措施。第一種方法就是植樹造林,這種方法可以將種植的樹木移植到路堤上,然后再植上其他的喬木或灌木,這樣不僅能夠增加道路的綠化面積,還能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展;第二種方法是人工護(hù)草,這種方式一般適用于一些大型的草坪或者草地,如:高爾夫球場、足球場等。所研究的黃土高原鐵路路塹邊溝護(hù)岸,也屬于生態(tài)防護(hù)的范疇內(nèi)[2]。
本章主要介紹了鐵路路基邊坡的基本情況,并對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析:(1)目前鐵路建設(shè)發(fā)展迅速,但在其修建過程中也出現(xiàn)了很多問題,其中最嚴(yán)重的就是水土流失。水土保持是一個非常重要的工程項目,因此在施工之前要先對其進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計,避免水土流失帶來的危害和破壞。(2)生態(tài)防護(hù)技術(shù)是一種綜合性的防護(hù)手段,它包括植物、生物、物理等多種因素,通過采取不同的措施來實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的平衡與穩(wěn)定。(3)生態(tài)護(hù)岸的作用在于保護(hù)環(huán)境,提高人們的生活質(zhì)量,促進(jìn)人與自然的和諧相處。同時還可以改善城市的空氣條件,減少污染物的排放量,從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的;生態(tài)護(hù)岸具有一定的經(jīng)濟(jì)效益,能夠為社會創(chuàng)造出更多的就業(yè)機(jī)會,緩解當(dāng)前的嚴(yán)峻形勢。所以在實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)原本的地形地貌,選擇合適的種植植被,并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r,因地制宜,發(fā)揮最佳效果[3]。
生態(tài)防護(hù)是指通過采用先進(jìn)的技術(shù)手段,對路基邊坡進(jìn)行加固,從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的,其采取的各種措施和技術(shù)其主要包括:(1)對路基邊坡的土質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、水文地質(zhì)條件等加以分析,并根據(jù)實際情況選擇合理的生態(tài)護(hù)溝。(2)在設(shè)計中應(yīng)考慮到不同的施工工藝,并結(jié)合工程的具體要求確定最佳方案。(3)在設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛玻詼p少對生態(tài)環(huán)境的破壞和影響。同時還需加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),避免因不合理的排水方式造成的水資源浪費。(4)在設(shè)計時,應(yīng)綜合考慮到自然環(huán)境與人類活動之間的關(guān)系以及人與自然的相互協(xié)調(diào),以保證人與自然的和諧共處。例如:盡量使鐵路沿線的植被覆蓋率增加,降低水土流失的可能性,提高土壤的保肥能力,改善農(nóng)田灌溉的用水狀況。
鐵路路基邊坡是指鐵路沿線的自然地面形成的人工溝槽,在該溝槽中,地表水通過雨水的滲透作用,徑流攜帶大量的泥沙和粉塵等污染物,對路基造成一定的污染。而在該路段,由于降雨的影響會使地下水位上升,從而導(dǎo)致地下水的進(jìn)一步蒸發(fā),最終使得土壤的含水量極大降低,對路基產(chǎn)生了不利的影響。此外,當(dāng)鐵路路線較長時,為了保證列車的正常行駛,需要設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施,而其中的一些防護(hù)措施,如植草護(hù)坡、鋪路堤等,這些防護(hù)工程,不僅可以防止水土流失,還能提高鐵路的穩(wěn)定性和行車的舒適性。在進(jìn)行生態(tài)防護(hù)設(shè)計的時候應(yīng)該考慮到以下幾點:第一,要根據(jù)實際的地形地貌,選擇合適的植被種類,并充分利用當(dāng)?shù)氐奶烊毁Y源,以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的;第二,要注意對原有的生態(tài)環(huán)境加以改造,使其與自然環(huán)境相協(xié)調(diào),避免出現(xiàn)破壞環(huán)境的現(xiàn)象發(fā)生[4]。
在鐵路路基邊坡的生態(tài)防護(hù)中,生態(tài)防護(hù)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:第一,通過植物的合理搭配,可以有效地提高土壤的抗沖刷能力,從而達(dá)到防滑的目的;第二,在鐵路路基邊坡的生態(tài)護(hù)溝的設(shè)計中,需要考慮到不同土質(zhì)的含水量、水文條件等因素,并根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境,對路基的土質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母牧?;第三,對鐵路沿線的植被景觀加以利用,使其能夠更好地適應(yīng)自然環(huán)境,并起到良好的綠化效果。在高速鐵路建設(shè)的過程中,對于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與改善是非常重要的內(nèi)容之一,而其中最主要的就是將鐵路的周邊區(qū)域的綠化作為重點,并且將其納入城市的規(guī)劃之中。因此在開展路堤的生態(tài)護(hù)溝的施工時,要充分地結(jié)合實際的地形地貌,并與周圍的自然風(fēng)景相結(jié)合,使路堤的整體美觀性和安全性都得到提升。此外還可以利用一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段,如:噴灌、噴灑農(nóng)藥等,提高土地的蓄水性能,降低地表徑流,增加地下水,促進(jìn)水資源的循環(huán)再利用,從而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化[5]。
本文以某鐵路路基邊坡為背景,在分析路基邊坡防護(hù)生態(tài)護(hù)渠設(shè)計的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實例,對該工程進(jìn)行了生態(tài)防護(hù)效果的模擬研究。本文以人與自然的和諧發(fā)展為目標(biāo),從人、水、土等方面綜合考慮,建立起一種新型的綠色環(huán)保的路基邊坡綠化系統(tǒng)[6]。同時也是為了改善自然環(huán)境,使之能夠更好地適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求而實施的新技術(shù)。當(dāng)前生態(tài)護(hù)區(qū)的建設(shè)不僅僅是保護(hù)原有的天然植被,還將其作為整體進(jìn)行規(guī)劃,從而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙豐收。近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高以及環(huán)保意識的增強(qiáng),使得鐵路建設(shè)速度加快,而鐵路沿線的生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)重,對周邊居民的出行和工作帶來了很大的不便與影響。因此在鐵路路基邊坡綠化工程中,生態(tài)防護(hù)設(shè)計是一個非常重要的內(nèi)容之一,它不僅能夠改善環(huán)境,還可以促進(jìn)人們的身心健康,同時也有利于保護(hù)自然環(huán)境。本文以某鐵路路基邊坡為研究對象,分析其水文氣象特征,并結(jié)合生態(tài)防護(hù)的相關(guān)理論,對其進(jìn)行生態(tài)防護(hù)設(shè)計方案的研究探討。
路基邊坡的綠化與生態(tài)護(hù)坡處理是邊路工程的重要組成部分,其作用主要表現(xiàn)在保證路基的穩(wěn)定、防止水土流失、改善環(huán)境等方面。在進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡設(shè)計時,要充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛埠退牡刭|(zhì)條件,根據(jù)實際情況選擇合適的植物類型,并結(jié)合不同的區(qū)域氣候特點,合理地配置和組合各種植被,使其能夠最大限度地發(fā)揮出最佳的效益。在防護(hù)與美化過程中,要注重對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和利用,以達(dá)到自然景觀與人工景觀相和諧共存的目的。同時,還應(yīng)重視對路基的養(yǎng)護(hù)工作,通過科學(xué)的管理手段,提高路基的抗壓能力,保證路面的穩(wěn)定性以及強(qiáng)度,以滿足行車的需要。另外,還應(yīng)注意加強(qiáng)施工現(xiàn)場的環(huán)保措施,減少對自然環(huán)境的破壞力度,實現(xiàn)綠色發(fā)展[7]。
由于巖土的物理性質(zhì)和化學(xué)組成的差異性,在邊坡的穩(wěn)定性方面具有不同的表現(xiàn)形式。因此在進(jìn)行邊坡的復(fù)墾工作時,應(yīng)根據(jù)工程的具體情況,采取相應(yīng)的措施對巖土的強(qiáng)度、孔隙率、含水量等參數(shù)進(jìn)行合理地控制和調(diào)整,使其達(dá)到最佳的狀態(tài);應(yīng)注意對施工過程中的地質(zhì)條件的保護(hù)與利用,防止因地質(zhì)條件的變化而導(dǎo)致的邊坡失穩(wěn)。(1)針對可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象,如崩塌、滑坡以及泥石流等,要及時處理并恢復(fù)其原有的結(jié)構(gòu)或功能,以保證路基的穩(wěn)定安全。(2)對于軟質(zhì)巖層,要加強(qiáng)防護(hù),以提高地基的抗沖刷能力。(3)當(dāng)發(fā)現(xiàn)軟質(zhì)巖石時,要立即停止開挖,并將其掩埋,以便于填埋。如果遇到強(qiáng)透水層,則需要先挖掉松軟的巖體,然后再填埋。(4)當(dāng)發(fā)現(xiàn)軟質(zhì)黏土?xí)r,可以采用人工加固的方法來解決。
草種植是一種利用植物來吸收土壤養(yǎng)分的方法;其主要的作用就是將原有的植被進(jìn)行改造,使其成為一個具有一定厚度的基質(zhì)層,并在其中加入一些有機(jī)物質(zhì),使其與原來的土質(zhì)結(jié)合,從而形成一層較厚的保護(hù)層,以保證邊坡的穩(wěn)定和生態(tài)的良好發(fā)展。草種植的材料一般為各種農(nóng)作物的根系、莖段、根系等,這些都是需要在合適的位置加以栽種,才能發(fā)揮出最佳的效果和價值。由于草種植的對象是較為特殊的植物體,所以在選擇植物品種時,要考慮到不同的生長階段,根據(jù)蘭體的情況來確定。例如:對于大塊的樹木來說,可以采用大塊的莖段,而對小塊的植株則可選用小塊的莖段。而對于較大的灌木或者草本,則可選取較短的枝葉,如:針葉類的喬木等。此外還應(yīng)注意的是,不能將相同的植物種類放在同一區(qū)域,這會導(dǎo)致嚴(yán)重的不均勻性[8]。
本文通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀和分析,了解了路基邊坡的基本概念、分類及特點,并結(jié)合實例,對路基邊坡進(jìn)行生態(tài)防護(hù)設(shè)計,并提出了生態(tài)防護(hù)的具體措施。根據(jù)生態(tài)護(hù)林的理論基礎(chǔ),在原有的護(hù)岸結(jié)構(gòu)上,采取適當(dāng)?shù)闹膊輲В谝欢ǖ钠露确秶鷥?nèi)設(shè)置綠化隔離帶,以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。同時,還可以利用植草帶的覆蓋作用,來改善周邊的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。在防護(hù)方案中,考慮到各種因素的影響以及經(jīng)濟(jì)效益,最終確定出最佳的植草帶組合,并在此過程中,將其與傳統(tǒng)的綠化方式相結(jié)合,從而形成一個綜合的防護(hù)體系。