高速公路生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的水土保持效應(yīng)研究

【摘要】高速公路因其地理上的特殊性和功能上的重要性，對(duì)自然環(huán)境的要求比一般公路要高，常常可見(jiàn)在高速公路高陡邊坡上栽種有大量草木植被，目的就是為了覆蓋坡面以鞏固地形、抑制邊坡侵蝕以控制坡面溝蝕，從而保證水土流失現(xiàn)象得到改善。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的效果很明顯，雨量越大其土壤流失量越小，本文以項(xiàng)目研究的方式對(duì)其進(jìn)行實(shí)地分析，探究高速公路生態(tài)護(hù)坡技術(shù)對(duì)水土保持效應(yīng)的影響方式和結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】高速公路；生態(tài)護(hù)坡技術(shù)； 水土保持效應(yīng)

生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是高速公路建設(shè)中不可替代的一個(gè)環(huán)節(jié)，這是由高速公路的建設(shè)特點(diǎn)和環(huán)境因素而導(dǎo)致的。修建高速公路必然會(huì)使地表裸露而形成邊坡，這種結(jié)構(gòu)下的地質(zhì)極其不穩(wěn)定，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成了負(fù)面影響，尤其體現(xiàn)在水土流失這一安全隱患上。我國(guó)的高速公路生態(tài)護(hù)坡技術(shù)早已被投入使用，基本上能夠?qū)崿F(xiàn)草木植被對(duì)降雨的截留、降雨能量的削弱、坡面徑流的抑制、根系的錨固與加筋等作用，從而有效地增強(qiáng)水土保持效果。下面以達(dá)陜高速公路為研究對(duì)象，分析其生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的水土保持效應(yīng)。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

達(dá)陜高速公路以陜西省境內(nèi)的大巴山隧道北口作為起點(diǎn)，以達(dá)州徐家壩作為終點(diǎn)，整條線路布局呈南北向，處于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，其四季分明的特點(diǎn)導(dǎo)致氣候差異性較大，對(duì)植被也有一定影響。每年的6-9月降雨頻繁，所引發(fā)的滑坡、泥石流等現(xiàn)象對(duì)高速公路車輛通行造成了不小的危害，因此有必要采用生態(tài)護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行有效防治，從增強(qiáng)水土保持效應(yīng)入手來(lái)預(yù)防災(zāi)害。

二、研究過(guò)程

主要采用現(xiàn)場(chǎng)考察和植被覆蓋測(cè)定法進(jìn)行研究，前者分三個(gè)階段：首先考察公路沿線的地質(zhì)特征、土壤類型、氣候狀況和侵蝕特點(diǎn)；再考察護(hù)坡植物特點(diǎn)與邊坡防護(hù)類型；最后考察邊坡植被蓋度、植物成活率等因素對(duì)邊坡防護(hù)效果的影響，并采用侵蝕溝法來(lái)考察邊坡水土流失現(xiàn)象。后者主要是以實(shí)驗(yàn)探究的形式進(jìn)行，通過(guò)取樣調(diào)查來(lái)觀測(cè)植被蓋度對(duì)水土保持的影響。

三、生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的水土保持機(jī)理

首先，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)以其根系力學(xué)效應(yīng)和植物水文效應(yīng)來(lái)發(fā)揮地下根系和地上莖葉的雙重作用，從而實(shí)現(xiàn)護(hù)坡的目的。植物的根系透過(guò)邊坡土壤表層，穿過(guò)塊狀、碎裂、散體結(jié)構(gòu)的巖體，對(duì)土壤形成加固作用，它就像錨桿一樣深入土壤以增大其抗拉和抗剪強(qiáng)度，使得土壤面對(duì)雨水沖擊時(shí)能夠保持結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定。高速公路邊坡滑動(dòng)主要由降雨造成，而植物可以利用其吸收作用和蒸騰作用來(lái)減少土壤內(nèi)水分，再加上植物冠層對(duì)雨水的截留作用，使得土壤承受的水壓力大大降低，從而避免了水土流失現(xiàn)象。

其次，高速公路邊坡內(nèi)含大量混凝土框架，這些工程既可以鞏固地形的穩(wěn)定，又可以保護(hù)植被的安全生長(zhǎng)，對(duì)于生態(tài)環(huán)境具有很大的幫助。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)借助植物和建筑工程的雙重作用，從自然和人為角度對(duì)高速公路邊坡的水土流失現(xiàn)象進(jìn)行抑制，最大程度地降低了因修建高速公路而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞，因此具有其他防護(hù)類型所無(wú)法替代的作用。

四、對(duì)研究結(jié)果的分析總結(jié)

（一）對(duì)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用狀況進(jìn)行分析

生態(tài)護(hù)坡技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于高速公路邊坡以促進(jìn)水土保持效應(yīng)，其護(hù)坡形式主要有：網(wǎng)格骨架植草、厚層有機(jī)基材植草、掛三維網(wǎng)植草、直接噴播、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，這些種類豐富的護(hù)坡形式可以用于不同條件下的邊坡環(huán)境和土壤結(jié)構(gòu)。以達(dá)陜高速公路為例，對(duì)坡度平緩且土質(zhì)較好的邊坡采用的是直接噴播，這樣可促進(jìn)植被快速成活，從而抑制水土流失；對(duì)穩(wěn)定的坡比不陡于1：1的邊坡，主要采用掛網(wǎng)噴播技術(shù)，再加入錨固三維網(wǎng)就可以使邊坡更加穩(wěn)定；而對(duì)穩(wěn)定的坡比不陡于1：0.75的邊坡，網(wǎng)格骨架以拱形、菱形的造型容納充足的植被，既美化了環(huán)境，又有效地增加了植被蓋度，從而抑制水土流失；對(duì)坡面橫坡較為陡峭的路段，因自然地質(zhì)作用而形成的大量的陡崖、懸崖與斜坡分布在坡面上，為了預(yù)防崩塌和落石等自然災(zāi)害造成的損害，綜合使用主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)和被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)可以有效地保證坡體穩(wěn)固。防護(hù)網(wǎng)技術(shù)是利用物理材質(zhì)的繩網(wǎng)來(lái)包裹或覆蓋邊坡坡面，對(duì)松散或即將坍塌的坡面土壤進(jìn)行人工固定，即便有落石也不會(huì)掉下，從而變相地促進(jìn)了水土保持。這些形式多樣的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)從多角度減少了水土流失現(xiàn)象的發(fā)生，還為植物生長(zhǎng)和人工綠化創(chuàng)造了良好的條件，并以其美觀的視覺(jué)效果實(shí)現(xiàn)了工程治理與環(huán)境保護(hù)的完美結(jié)合。

（二）對(duì)水土保持效果進(jìn)行分析

達(dá)陜高速公路在修建時(shí)面臨著復(fù)雜的施工環(huán)境和較大的施工難度，其沿線地形和氣候多變，比如：大量裸露的基層巖石、活躍的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、數(shù)量稀少且深度不足的山體覆蓋層、雨量較大且雨勢(shì)集中的降雨環(huán)境，這些因素都容易引發(fā)水土流失現(xiàn)象。因此在修建高速公路時(shí)，既不能破壞原有地形、地表植被，也不能采取高挖深填的不科學(xué)方式，而是運(yùn)用生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，通過(guò)抑制徑流、穩(wěn)定坡面、避免邊坡沖刷等方式來(lái)保持水土穩(wěn)固。達(dá)陜高速公路因其自身特點(diǎn)綜合采用了多種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，從其效果反饋來(lái)看，邊坡植被覆蓋度顯著增加，有效地控制了土壤流失量。套用科學(xué)的土壤流失方程（USLE）：A=R*K*L*S*C*P來(lái)分析，利用控制變量法可以看出：土壤流失量受地表植物覆蓋因子（C）的影響最大，且兩者成反比例關(guān)系。因此得出結(jié)論：高速公路生態(tài)護(hù)坡技術(shù)通過(guò)減少土壤流失量來(lái)穩(wěn)定邊坡，其強(qiáng)大的水土保持效果和良好的環(huán)境美化功能為高速公路的正常運(yùn)行提供了難以估量的價(jià)值。

五、總結(jié)

高速公路生態(tài)護(hù)坡技術(shù)對(duì)邊坡的土壤、植被、地貌等起到了加固、促進(jìn)和改善的正面作用，利用物理學(xué)和生物學(xué)的特性來(lái)抑制邊坡的侵蝕發(fā)育，使土壤流失量得到明顯控制，從而使其即便在強(qiáng)降雨情況下也能在水土保持中發(fā)揮出巨大的作用，不得不說(shuō)是生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的重大突破。

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