生態型框技術在護坡工程中的抗侵蝕效應研究

劉靜文，王 勇，李 倩，康智勇，汪 斌，周 祥

(云南今禹生態工程咨詢有限公司，云南 昆明 650233)

隨著我國經濟的快速發展，大量基礎設施建設項目上馬，邊坡的開挖回填產生了大量的裸露地表，破壞了原生植被，產生了大量的水土流失，使生態環境遭到破壞。在邊坡治理的措施體系中，單純的植被護坡穩定性差，效果并不理想；傳統的工程護坡雖然穩定性好，但植被恢復效果差，不利于生態恢復。近年來，我國研發了多種生態護坡技術，如巢形裝配式混凝土生態護坡技術[1]、多孔混凝土生態護坡技術[2]、鉸鏈式混凝土砌塊生態護坡技術[3]等，都是結合工程措施的穩定性與植物措施的景觀效果，以更好地發揮措施的蓄水保土性能。

生態型框技術是從臺灣引進的一種新型生態護坡技術[4]，它是利用環保高強力紙塑作為配筋架構和混凝土模具實現快速一體化邊坡防護。生態型框具有施工便利、抗侵蝕、保持水土等優點，可以解決傳統植草磚因為土質松軟造成凹陷積水而損壞的問題，同時具有高承載力和生態保護功能。

1 試驗地概況

本次試驗的試驗地選在富民縣大風丫口風電場進場道路路基回填邊坡處。富民縣屬低緯度亞熱帶高原季風氣候區，雨季為5—10月，多年平均氣溫15.8 ℃，最高氣溫33.4 ℃，最低氣溫-7 ℃，多年平均降水量846.50 mm，全年日照時數2 287 h。

于2017年7月，在試驗地坡面設置2個徑流小區。2個小區立地條件一致，規格均為3.5 m×4.0 m，坡度為35°，土壤為黃棕壤。1號小區采用生態型框護坡，2號小區采用人工撒草護坡；設計的植物種類一致，草籽選用多年生黑麥草、紫羊茅、白三葉、狗牙根和寬葉雀稗；設計的播種量一致，均為38 g/m2，播種時間為7月下旬。

2 試驗方法

2.1 生態型框施工工藝

生態型框施工步驟：首先對邊坡坡面進行平整夯實，按照坡面面積計算鋼筋數量和生態型框數量，鋪設鋼筋及生態型框時注意水平及垂直方向齊整，確保所有生態型框頂面處于同一平面；然后澆筑C20混凝土，將生態型框表面抹平，混凝土表層硬化后，將生態型框頂蓋去除；最后將種植土及草籽回填于植草孔隙內，草籽覆土厚度不超過2 cm，鋪上無紡布并澆水進行常規撫育管理。生態型框施工和防護效果見圖1、2。

2.2 人工撒草施工工藝

人工撒草施工步驟：先清除邊坡地表石塊和其他雜物，不夯實，將草籽混合后進行全面撒播；再用耙子順等高線方向覆土2 cm，鋪上無紡布并澆水進行常規撫育管理。

圖1 生態型框施工照片

圖2 生態型框防護效果

2.3 觀測方法

試驗人員在徑流小區上放置一臺CR2-06型翻斗式雨量計，并做好相應的校驗工作，通過雨量計傳感器詳細記錄試驗期間的實際降雨量數據。徑流小區觀測主要通過集流桶進行，當產流結束時，試驗人員直接測量產流量，然后將集流槽中的土收集到集流桶中攪拌均勻，取樣500 mL，在實驗室內恒溫80 ℃烘干稱量，以此準確推算土壤流失量。

植被覆蓋度通過觀測冠層的地面垂直投影面積占該林草標準地面積的比例計算。經過4個月連續觀測，徑流小區的植被狀況趨于穩定。通過對不同徑流小區的土壤流失量進行觀測，分析不同護坡形式的抗侵蝕效應。

3 土壤流失量對比分析

2個徑流小區的土壤流失量數據統計整理結果見表1。可以看出，2個徑流小區護坡措施實施初期土壤流失量均較大，隨著植被覆蓋度的提高，生長的植物根系起到了固土保土作用，土壤流失量明顯降低。

表1 土壤流失量調查

試驗期間7—10月正是雨季，據監測，在降雨量較大的情況下，生態型框護坡的抗侵蝕能力優于人工撒草護坡。試驗期末，植被狀況趨于穩定，生態型框護坡小區土壤流失量最小，為750 g。考慮試驗地雨季為5—10月共6個月，預測時段按最不利因素考慮，即雨季全部發生侵蝕，推算生態型框護坡小區土壤侵蝕模數為321 t/(km2·a)。根據《土壤侵蝕分類分級標準》中的劃分標準，試驗地土壤侵蝕類型屬于以水力侵蝕為主的西南土石山區，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)。試驗期末，生態型框護坡小區土壤流失量小于容許土壤流失量。

4 結 論

本試驗以人工撒草護坡為對照，研究了生態型框護坡的抗侵蝕效應。分析表明，生態型框護坡的水土保持效果明顯優于人工撒草護坡，對于減少土壤流失有著較好的作用，可以在試驗區類似地區推廣應用。

[參考文獻]

[1] 黨福江,張富,高國勝,等.巢形裝配式混凝土生態護坡構建設計[J].中國水土保持,2008(5):37-38.

[2] 殷琨.多孔混凝土及其在生態護坡工程中的應用[J].環境科學與管理,2010,35(11):168-170.

[3] 蘇慧,孫玉松,顏建,等.鉸鏈式混凝土砌塊生態護坡技術在工程中的應用研究[J].水利與建筑工程學報,2013,11(3):70-72.

[4] 王明同.生態型框:ZL201220503885.3[P].2013-04-17.