植物護坡在水土保持中的應用及水文效應分析

摘 要:隨著開發建設項目的逐年增多，斜坡防護成為水土保持工作的重要內容之一，在眾多的防護措施中，植物護坡因其不僅具有邊坡防護功能，還能改善生態環境，而被廣泛應用。在水土保持工程中，植物護坡主要有種草護坡、造林護坡和綜合護坡工程。植物護坡水文效應主要體現在植被的降雨截留、削減濺蝕、抑制地表徑流等方面。

關鍵詞:斜坡侵蝕植物護坡水土保持

中圖分類號:S157文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0135-01

斜坡是常見的地貌單元之一，包括天然斜坡和人工邊坡。斜坡侵蝕的發生是自然因素和人為因素相互作用和制約的結果。隨著開發建設項目逐年增多，越來越多的原有斜坡自然平衡狀態遭到破壞;在工業、農業、能源、交通、水利、城鎮等基礎設施建設過程中，開挖、回填、棄土(石、沙、渣)形成的坡面，由于原地表植被遭到破壞，裸露地面在水力、風力、重力等外營力作用下，產生水土流失。因此，對于新老斜坡都必須采取邊坡防護工程。

在水土流失防治中，對于深層不穩定邊坡，常采用擋土墻、抗滑樁、錨索等工程設施治理;對于表層不穩定邊坡，采用漿砌片石護坡、干砌片石護坡、錨噴護面、噴射混凝土、灰漿抹面等傳統工程措施。這些工程措施主要考慮護坡的穩定性與安全性，較少考慮硬質化邊坡防護對生態環境產生的巨大負面影響，隨著社會經濟的發展，人們逐漸意識到這類護坡形式會對生態環境帶來嚴重不良影響，容易引起生態退化[1，2]。因此，水土保持工程在保持水土等自然資源基礎上，建立與生態環境的良好關系，已受到廣泛重視。植物護坡技術是目前廣泛應用的水土保持措施，它不僅能起到漿砌片石、噴射混凝土等邊坡防護功能，又能在一定程度上恢復因開發建設而破壞的生態環境。因此，將植物護坡應用于水土保持領域成為經濟發展的客觀需要和可持續發展戰略的必然選擇。

1 植物護坡技術及發展

植物護坡是利用植物具有固土、防止水土流失、綠化環境的功能，直接在坡面上栽種樹林、植物、草皮等植物，或采用工程防護與植物防護相結合的防護措施。對于植物護坡，國內外目前尚無準確定義，一般指以環境保護和工程建設為目的的生物控制或生物建造工程，也指利用植被進行坡面保護和侵蝕控制的途徑與手段[3]。暫可解釋為:“用活的植物，單獨用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結合，以減輕坡面的不穩定性和侵蝕”[4，5]。

植物護坡技術是根據邊坡性質，將水、土、坡面與植被、生物等結合形成完整生態體系，充分發揮生態效能，使邊坡植被得以恢復，水土流失得到控制。我國對土質邊坡和巖石邊坡防護、綠化技術的研究開展時間較晚。特別是巖石邊坡綠化技術，只是在90年代中后期才開始應用，它建立在巖石力學和噴錨結構基礎上，較常用的有客土植生帶法、纖維綠化法和生態多孔混凝土綠化法等技術，客土植生帶法適用于緩邊坡，纖維綠化法和厚層基材噴射綠化法保水性能差、不耐旱，而且上述三種方法強度均很低不能承擔邊坡防護作用。對于土質邊坡，主要有兩類防護方法，一類單獨利用植物對邊坡進行防護綠化，如植物籬笆、栽草皮、植物樁、植樹等;另一類利用植物和護坡建筑物配合土工材料對邊坡進行防護和綠化，如土工網(袋，一維或三維)綠化法[6]、綠化墻(包括柵墻)、框格綠化法、植生帶(毯)綠化法、階梯墻綠化法、帶孔磚(或砌塊)等。

在水土保持防護措施中，植物護坡被廣泛應用于邊坡小于1:1.5的土質或沙質坡面。主要包括種草護坡、造林護坡以及綜合護坡工程。種草護坡適用于土層較薄的沙質或土質坡面，選用生長較快的低矮匍伏型草種。針對坡面情況，采用不同的種草護坡方法:直接播種法適用于一般土質坡面;坑植法適用于密實的土質邊坡;在風沙坡地等特殊坡地進行種草護坡時，應先設立沙障，固定流沙，再播種草籽。造林護坡適用于坡度較緩、立地條件較好的坡面，適宜選用適應當地條件、速生的喬木和灌木樹種，并采用深根性與淺根性相結合的喬灌木混交方式。在坡面的坡度、坡向和土質較復雜的地方，可以將造林護坡與種草護坡相結合，實行喬、灌、草相結合的植物或藤本植物護坡。砌石草皮護坡適用于坡度小于1:1，高度小于4m，坡面有涌水的坡段，整體分為兩種形式，在坡面下部采取漿砌石護坡，坡面上部采取草皮護坡。坡面從上到下，每隔一定距離沿等高線修一條寬砌石條帶，條帶間坡面種植草皮。格狀框條護坡適用于路旁或人口聚居地土質或沙土質坡面，通常是用漿砌石在坡面做成網格，在網格內種植草皮，為防止格式建筑物沿坡面下滑，一般固定框格交叉點或在坡面深埋橫向框條。水土保持植物護坡技術在生產實踐中得以廣泛應用，其形式與方法也必然向立體化、多層次方向發展。

2 植物護坡水文效應分析

植物護坡能調節近地面氣候、地表及地下水文狀況，使水循環發生變化，進而影響土壤侵蝕過程。植物護坡水文效應主要體現在三個方面:一是植被降雨截留功能，植被莖葉截留部分降雨，減小到達坡面有效雨量，從而減弱雨水對坡面土體的侵蝕;二是植被削減濺蝕功能，植物莖葉能有效攔截高速落下的雨滴，降低其擊打坡面幾率及動能，顯著削弱雨滴濺蝕，特別是在植被覆蓋率高、具有枯枝落葉層的坡面，雨滴濺蝕甚至可以消除;三是植被抑制地表徑流功能，集中的地表徑流是坡面土壤侵蝕發生的主要營力，徑流所具有的能量會直接影響坡面土壤沖刷強度，植物地上部分形成的坡面軟覆蓋能減少坡面裸露面積以及外營力與坡面土壤接觸面積，減小坡面流速，增大流程，因此能夠有效分散和減弱徑流，進而增加雨水入滲率，減輕土壤侵蝕程度。上述分析可知，植物護坡增強坡面土壤抗蝕性，有效減小雨滴濺蝕及坡面水流侵蝕力，在調節小氣候、增加生物多樣性、改善生態環境等方面作用顯著，是水土保持坡面治理及水土流失預防的重要措施。

種草護坡、造林護坡以及綜合護坡技術能有效蓄持水分和減小坡面土壤侵蝕，是因開發建設造成不穩定坡面及人為堆砌坡面防治措施的主要形式。植物體各部分在防治雨滴濺蝕、減小坡面徑流、固持土壤等方面作用顯著，而植被根系僅能固持邊坡表面較薄土層，對于土體深層滑動防護作用較小。因此，在水土保持措施布置時，要根據斜坡結構及形態，選擇最適宜植物護坡形式，才能有效控制斜坡水土流失。

參考文獻

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[3] 張俊云，周德培，李紹才.巖石邊坡生態護坡研究簡介[J].水土保持通報，2000，20(4):36～38.

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[5]任小平.嶺南高速公路邊坡生態防護施工技術.科技創新導報，2009(1).