植被在道路护坡中地作用

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1、农业大学自学考试毕业论文专业林业及园林咼新技术与管理学号成绩初审意见初审老师签名：评审意见评审老师签名：备注农业大学植被在道路护坡中的作用林业及园林高新技术与管理【摘要】随着社会经济的发展，水利枢纽、铁路、公路、机场等基础设施建设迅 猛发展。在一些地区，采石产业等也得到了长足发展，出现了许多开挖回填的裸 露边坡,破坏了原有自然植被，产生边坡冲刷、浅表层滑动或景观破坏等问题。传 统的护坡方法，如挡土墙护坡、干砌块石封闭护坡等都难以恢复自然植被，不利于 环境保护和生态平衡。【关键词】植被 护坡 功能 作用引言随着社会经济的发展，水利枢纽、铁路、公路、机场等基础设施建设迅猛发 展。在一些地区，采石产

2、业等也得到了长足发展，出现了许多开挖回填的裸露边 坡,破坏了原有自然植被，产生边坡冲刷、浅表层滑动或景观破坏等问题。传统的 护坡方法,如挡土墙护坡、干砌块石封闭护坡等都难以恢复自然植被，不利于环境 保护和生态平衡。植被护坡是利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡同时美化生态环境的一 种新技术,是涉及岩土工程、恢复生态学、植物学、土壤肥料学等多学科于一体 的综合工程技术。它除了护坡功能之外，还具有美化与改善环境的功能，越来越为 人们所倡导和应用一、植被护坡的历史植被护坡的历史源远流长。最早有记载的植被护坡应用出现在1591年的中国。在如此久远的年代，柳树等已用于河岸边坡的加固与保护。在 17世纪,中

3、国 就利用植被护坡技术保护黄河河岸。1633年，日本人采用铺草皮、栽树苗的方法 治理荒坡,成为日本植被护坡的起源。到了 20世纪30年代,这种生物途径首次引 入中欧,得到迅速发展并在欧洲盛行，主导着世界植被护坡的研究与应用。20世 纪60年代以后，植被护坡技术已推广到世界许多国家。在北美，植被护坡运用历 史可以追朔到1926年，而且承袭了中欧的经验，主要致力于与农林业和道路建设有关的侵蚀控制。在英国，这个方法始于20世纪40年代末,用于陆地景观的稳定、 堤岸和交通线路边坡的稳定等。欧美国家主要是围绕着防止坡面遭受雨水侵蚀的 目的而进行，主要应用于公路边坡的植被防护及河堤防护。液压喷播技术自20

4、世纪50年代发明后用于植被护坡，至今已获广泛应用。植被控制侵蚀作用的定性 研究始于20世纪20年代,而定量研究直到60年代才见报道25。近30年来, 有关植被在斜坡保护中的应用、评论越来越多。植被护坡技术在现代中国始于 20世纪50年代,主要用于水土保持和防风固沙。尽管中国的应用目的与其它地 区的并不完全相同，但采取的植被护坡原理与方法却是基本相同的。从上世纪70年代开始，植被护坡在中国得到了进一步的发展。二、植被护坡的种类与原则植被护坡根据边坡的地质条件可以分为土质边坡植被护坡和岩质边坡植被护坡。岩质边坡植被护坡的关键是创造植物生长的条件，目前在岩体表面创造植物生长条件的方法主要是移植客土。

5、植被护坡必须确保边坡的稳定性和安全性；植被的选择要与周围的大环境协调一致，要综合考虑植被的生态特性、形态特性、 地域性,选择适合当地气候条件、土壤条件的植被，该植被应具有抗逆性强、生长 迅速、自繁更新力强，适应粗放管理，日后维护简单；考虑经济合理。三、植被护坡的功能植被护坡的主要作用在于植被根系的土壤增强作用，它是植被稳定土壤的最 有效的机械途径。它加强土壤的聚合力，通过根系的机械束缚增强根系土层的总 体强度,提高滑移抵抗力。与工程护坡相比，植被护坡具有自我修复和持久作用、 低能耗低物耗、费用-效益综合优势、环境兼容性等特点，当植被结构与工程结构 联合使用时，两者能够相互加强，相互补充，其最突

6、出的特点是具有生物生态学属 性,其结构在发生坡面不稳定时可以调整自身状况来适应坡面变化，维持较高侵蚀控制能力，持续发挥抗蚀护坡的工程潜能。植被护坡的功能可以从以下几个方面说明（1）护坡功能。深根的锚固作用植物的垂直根系穿过坡体浅层的松散风化 层，锚固到深处较稳定的岩土层上，起到预应力锚杆的作用。在植被覆盖的斜坡上 植物相互缠绕的侧向根系形成具有一定抗强度的根网，将根际土壤固结为一个整 体。同时垂直根系的浅层根际土层锚固到深处较稳定的土层上，更增加了土体的 稳定性。禾草、豆科植物和小灌木在地下0.751.50m深处有明显的土壤加强作 用,树木根系的这种作用则可影响到地下 3m甚至更深的土层。浅根

7、的加筋作用植 物根系在土壤中盘根错节，使边坡土体成为土与根系的复合材料。根系可视为带 预应力的三维加筋材料，使土体强度提高。(2) 降低坡体孔隙水压力边坡的失稳与坡体水压力的大小有着密切的关系 。 植物通过吸收和蒸腾坡体水分，降低土体的孔隙水压力，提高土体的抗剪强度，有 利于边坡的稳定。(3) 降雨截留，削弱溅蚀，控制水土流失的作用植被能拦截高速下落的雨滴 ， 减少能量及土粒的飞溅；另一方面，由于植被的覆盖,减少雨滴对地面的打击力， 增加雨水滞留；同时，由于植被根系的存在，对土壤具有固结作用，增加土壤水下 渗,而且根系分泌物及腐殖质对土壤具有粘结作用，减少土粒冲刷与淋溶，有效减 少水土流失。(

8、4) 环境与景观的改善功能。边坡植物的存在使得人工环境逐渐恢复为自然环境，为生物的生存和繁衍提供了有利的场所。植物吸收大气中的CO2放出02,能够稀释分解、吸收和固定大气中有害物质，包括大气中的金属和非金属粉尘， 具有净化大气的作用，还能缓冲局部水热环境，调节小气候。交通工程中应用植被 护坡,还可以降低噪声和光污染，提高行车安全系数。植物通过其固有的色彩、形 态、风韵等个性特色和群体景观效应体现出悦人的美感。季节的变化，光线、气温、风、雨等作用于植物，使植物呈现出朝夕不同、四时互异、千变万化、丰富多彩的景观变化，提升了环境的景观功能与价值。四、植被护坡的主要应用类型植被护坡已经在公路、矿山和河

9、道堤防等多种边坡广泛应用。根据岩土特性， 可以将边坡分为土质边坡、岩质边坡等；水体岸坡因为干湿交替的特殊性质，其植 被恢复具有特殊性(1) 土质边坡植被护坡，铺草皮护坡铺草皮护坡是较常用的一种护坡绿化 技术,是将培育的生长优良健壮的草坪，铲起并运至需要绿化的坡面，按照一定的 大小规格重新铺植，使坡面迅速形成草坪的护坡绿化技术。它具有成坪时间短、 护坡功能见效快、施工季节限制少等的优点。(2) 播植草被护坡，就是采用营养袋草苗和草种点播等方式相结合，不仅具 有绿化的作用，而且还可以根据设计要求，组合成各种不同的图案，具有景观美化 的作用。（3）植生带护坡。植生带是采用专用机械设备，依据特定的生产

10、工艺，把草 种、肥料、保水剂等按一定的密度定植在可自然降解的无纺布或其它材料上，并经过机器的滚压和针刺的复合定位工序，形成的一定规格的产品。植生带建植草 坪,是草坪建植中的一项新技术，在国外应用较早，我国在20世纪80年代开始试 制和应用。目前，植生带已广泛应用于城市园林绿化中。植生带护坡具有以下特点：植生带置草种与肥料于一体，播种施肥均匀，数 量精确,草种、肥料不易移动。植生带具有保水和避免水流冲失草种的性质。草种出苗率高、出苗整齐,建植成坪快。采用可降解的材料。体积小，易运 输，施工方便。（4）液压喷播植草护坡液压喷播， 是将草种、木纤维、保水剂、粘合剂、肥 料、染色剂等与水的混合物通过专

11、用喷播机喷射到预定区域建植草坪的绿化技 术。液压喷播植草发展于普通草坪绿化，采用液压喷播技术，使播种、覆盖等多种 工序一次完成，提高了草坪建植的速度和质量。我国于上世纪90年代开始引进液 压喷播技术，经过10多年发展完善，已广泛应用于公路、铁路、堤坝等绿化工程。 它具有机械化程度高、技术含量高、施工效率高、成坪速度快和草坪均匀等特点。（5）三维植被网护坡三维植被网，亦称固土网垫，是以热朔性树脂为原料， 经挤出、拉伸等工序形成相互缠绕，在接点上相互熔合，底部为高模量基础层的三 维立体结构网垫。三维植被网护坡是在铺草皮护坡存在易受强降雨或常年坡面径 流形成冲沟、引起边坡失稳和滑塌缺陷的基础上发展起

12、来的。它具有固土性能好、 消能作用明显、网络加筋突出、保温功能良好等优点。已在三峡工程和东深供水 工程等项目中应用。植被护坡应用于岩质边坡岩质边坡的立地环境特点是不具备 植物生长所需的土壤、水分和养分。因此必须采取工程措施，提供植物生长所需 的条件，例如坡面铺设一定厚度而且较好肥效的客土等。 对于高陡边坡,还必须采 取其它工程措施，以确保客土稳定地附着于表面。（6）喷草。它是指采用混凝土喷射机把基材与植被种子的混合物按照设计 厚度均匀喷射到需防护的工程坡面的绿色护坡技术，使坡面喷附一层结构类似于 自然土壤且能够贮存水分和养分的植物生长所需的基层材料，解决岩石边坡无法 生长植物的难题。这种方法绿

13、化覆盖快，早期效果好，适用于坡度较平缓的半风化 岩质坡；但用于未风化的岩质边坡时，至今仍未能解决基质与岩石的粘合问题，容 易形成“两皮”，引起基质与草被的脱落。（7）飘台法。在高陡的岩质边坡上，按等高线以一定的角度安装或现场浇铸 水泥（预制）板,形成种植槽。在种植槽装填具有一定土壤肥力的种植土 ，在种植土 种植灌、藤、草等植物。优点是适用面广，可因地制宜，当插板密度大时，复绿时 间短；缺点是当飘台截面积小时，土壤体积小，保水能力差，乔灌木的生长受到限 制。这种方法已经应用于岭南采石边坡的绿化和高速公路岩石边坡绿化等。（8） 燕巢法。在开采面上以悬挂燕窝状预制件或在修筑种植穴的形式，创造 植物生

14、存的环境，栽植各种植物，达到复绿效果。此方法的优点是因地制宜，施工 灵活,特别是在应用于坡面起伏的岩壁时，能有效利用微地形，创造适宜植物生长 的环境；此方法与其它方式同时使用时，能弥补其它复绿方式的不足。缺点是土壤 体积小,保水能力差，且需要继续破坏石壁。板嶂山森林公园石壁复绿采用这种方 法取得了成功。（9）阶梯法。将开采面设计为阶梯状，或根据岩壁自然的凹凸面，在每一级 阶梯平台上修筑种植槽，栽植乔木或上攀下垂植物，形成稳定的植被生态系统，达 到复绿效果。这种方法复绿效果较好，但土石方工程量大，台阶不宜过高，施工难 度大，适用于高标准的石壁复绿。五、植被护坡的模式（1）人工种草护坡。人工种草护

15、坡是在边坡坡面简单撒播草种的一种传统边坡 植物防护措施，多用于边坡高度不高、坡度较缓且适宜草类生长的土质路堑和路 堤边坡防护工程。该方法具有施工简单、造价低廉等优点，同时又存在草籽撒播 不均匀、易被雨水冲走、种草成活率低等缺点，而造成坡面冲沟，表土流失等边坡 灾害。（2）平铺草皮护坡。平铺草皮护坡是在边坡铺设天然草皮的一种传统边坡植 物防护措施，具有施工简单、工程造价较低等特点，适用于附近草皮来源较易，边 坡高度不高且坡度较缓的各种土质及严重风化的岩层和成岩作用差的软岩边坡防护工程。由于其可以预先在选定的地点培植，需要时从培植地运至坡面铺植就 能起到防护作用，还具有成坪时间短、护坡工效快、施工

16、季节限制少的特点，但其 前期管理难度大，新铺的草皮容易遭受各种灾害，往往达不到满意的边坡防护效 果,而造成坡面冲沟，表土流失、坍滑等边坡灾害。(3) 浆砌片石骨架植草护坡。浆砌片石骨架植草护坡是指用浆砌片石在坡面形成框架,在框架里铺填种植土，然后铺草皮、喷播植草的一种边坡护坡措施。通 常做成截水型浆砌片石骨架，能减轻坡面冲刷，保护草皮生长，从而避免了人工种 草护坡和平铺草皮护坡的缺点，适用于边坡高度不高且坡度较缓的各种土质、强 风化岩石边坡。(4) 蜂巢式网格植草护坡。蜂巢式网格植草护坡，是在修整好的边坡坡面上拼铺正六边形混凝土框砖形成蜂巢式网格后 ，在网格铺填种植土，再在砖框栽草或 种草的一

17、项边坡防护措施。拼铺在边坡上的蜂巢能有效地分散坡面雨水径流，减缓水流速度，防止坡面冲刷，保护草皮生长。该法施工简单，外观整齐,造型美观大 方,具有边坡防护、绿化双重效果，且工程造价适中。多用于填土边坡防护工程。(5) 三维植被网植草护坡。三维植被网护坡是利用植物结合三维土工网等 工程材料对边坡进行加固。三维植被网护坡技术综合了土工网和植物护坡的优点 起到了复合护坡的作用；土工网不仅具有加固边坡的功能，在播种初期还起到防 止冲刷、保持土壤的作用，对减少边坡土壤的水分蒸发，增加入渗量也有良好的作 用；同时具有吸热保温的作用，有利于种子发芽、植物生长，适用坡度较缓的各种 土质、强风化岩石边坡。(6)

18、 土工格室植草护坡。土工格室植草护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室填充改良客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播施工的一种护坡技 术。利用土工格室为草坪生长提供稳定、良好的生存环境。采用土工格室植草，可使不毛之地的边坡充分绿化，带孔的格室还能增加坡面的排水性能。适用于坡 度较缓的泥岩、灰岩、砂岩等岩质路堑边坡。(7) 客土植生植草护坡。客土植生植草护坡是将保水剂、 粘合剂、抗蒸腾剂、团粒剂、植物纤维、泥炭土、腐殖土、缓释复等一类材料制成客土，经过专用机械搅拌后吹附到坡面上，形成一定厚度的客土层；然后将选好的种子同木纤维、粘 合剂、保水剂、复、缓释营养液经过喷播机搅拌后喷附到坡面客土层中。

19、这种绿 化方法的优点在于，可以根据地质和气候条件进行基质和种子配方，从而具有广 泛的适应性；客土与坡面的结合牢固；土层的透气性和肥力好；抗旱性较好；机械 化程度高、速度快、施工简单、工期短;植被防护效果良好，基本不需要养护就可 维持植物的正常生长。该法适用于坡度较小的岩基坡面、风化岩及硬质土砂地、 道路边坡、矿山、库区以及贫瘠土地。（8）液压喷播植草护坡。液压喷播是将植物种子（草种、花种或树种）、肥料、 粘着剂、纸浆、土壤改良剂、色素等按一定比例在混合箱配水搅匀 ，通过机械加 压喷播到需要种植植物的地方，从而形成植被。液压喷播植草有以下优点：机械化 程度高,可大面积快速植草；适应性广，可在人工

20、难以施工的地域建植草坪，如较 高较陡的斜坡；基质层与坡面结合情况好，不易发生侵蚀。防护效果好，正常情况 下，喷播1个月后坡面植物覆盖率可以达 70%以上,2个月后形成防护、绿化功能。 目前广泛用于岩石坡面、大面积裸地、公路、铁路边坡。（9）喷混植草护坡。喷混植草技术是一种将草种、有机质、肥料、水泥、酸 碱改良剂和土壤的混合物等通过混凝土喷射机喷附在岩石坡面上的边坡绿化方 法,适用于所有开挖后的岩石坡面的绿化。尤其是坡面较陡、缺乏土壤母质、立 地条件恶劣的坡面，通过该法治理后的坡面抗侵蚀性能良好。（10）植生袋（带）护坡。植生袋是将含有种子、肥料的无纺布全面附贴在专用PVC网袋,然后在袋中装入种

21、植土，根据山体形状对垒起来以实现绿化。 这种方法 的优点是基质不易流失，可以堆垒成任何贴合坡体的形状，施工简易，适合使用在 垂直或接近垂直的岩面或硬质地块、滑坡山崩等应急工程，还可作山体水平线与排水沟（能代替石砌排水沟）。六、植被护坡存在的问题护坡工程中用于生态防护的资金比例偏少。根据对南方几个省市近年高速 公路用于恢复植被的绿化费用调查发现，绿化费用在整个工程费用中所占比例很 低，专门用于坡面生态防护的费用相当紧缺。随着我国对环境生态保护的日益重 视,考虑到植被恢复所带来的生态效应，建议有关部门在工程设计时应对开挖地 （高速公路、铁路及水利设施建设等）尽可能采用生物防护或工程与生物结合防护

22、最终实现自然植被恢复。注重短期效果，忽视后期管理，植物生长和生态恢复需 要一定的周期，而工程建设一般工期较短，建设单位为了满足于工程验收评价时 的效果,对植被演替规律认识不足。进行一些不符甚至违背自然规律的设计，使得 建成的生态系统相当脆弱，加之后期缺乏人员维护，如浇水、施肥、除草、病虫害 防治等,从而造成好景不长。因此在设计中，要考虑当地的自然条件，因地制宜, 优先选择当地适用草种及树种，实行草灌结合，必要时可考虑种植植物所能带来 的经济效益。植被护坡的规化和标准化。由于目前生态护坡尚未制定出统一的设 计、施工规，导致设计理论、施工方法各行其是，工程预算也难统一。因此，必须 加强研究,提出相

23、应的设计、施工方法、施工质量管理和工程验收标准，通过工程 应用,逐步完善,使生态护坡工程技术规化，标准化。问题也体现在其他方面：(1)由于在植被恢复的初期，草本对边坡的适应性往 往优于乔灌木，因而采用单一或者混合草种的情况多于采用乔灌木。其结果往往 是前期效果不错，但植被系统相当脆弱，容易遭受破坏。(2)栽植草本植物时，过多 地引进国外草种，对于乡土草种的选择利用与开发注意不够 ，可能会引发新的生 态问题。(3)尽管越来越多的人关注植被护坡这一生物学途径，其方法和原理也在 世界围得到迅速的发展和应用，但是到目前为止，它还基本上处在定性的和经验 的发展阶段，对它的理论认识还落后于它的基于工程概念

24、的实践。总结护坡植物的光合作用能够吸收二氧化碳，释放出氧气，同时还能稀释和吸收 周围大气中的有害气体；护坡植物具有有效吸收刺耳噪声和多方位反射太等功 能；护坡植物能有效地吸附尘埃，吸收汽车尾气。护坡植物可以调节公路周围的 小环境气候条件。增加行车安全，减少交通事故的发生。植被护坡虽属于一个年 轻的领域,但它的应用已有相当多的积累，已有很多研究成果和文献记载。随着社 会经济的进步，植被护坡市场潜力的进一步释放，将有力促进植被护坡科学的发 展。在不远的将来，不断的研究和应用实践将会进一步完善植被护坡的科学基础，使其实用性与科学性进一步融合，并扩大和加深其工程应用的理论涵和应用围。参考文献1、周德培

25、,俊云.植被护坡工程技术M.:人民交通2、 吴钦孝，鸿燕，向东,等1森林枯枝落叶层涵养水源保持水土的作用评价J1 土壤侵蚀与水土保持学报，1998,4(2):23283、 朱显谟1强化黄土高原土壤渗透性及抗冲性的研究J1水土保持学报，1993,7(3):1104、 勇1黄土高原植物根系强化土壤渗透力的有效性J1科学通报,1992,37(4):3663695、 建忠，周心澄，文忠，等1退耕地云杉人工林土壤抗冲性试验研究J1 水土保持学报,2004,18(6):6106、亚川，莫永京，王芝芳，等1 土壤-草本植被根系复合体抗水蚀强度与抗剪强度的试验研究J1中国农业大学学报，1996,1(2):3138