水保植生毯在坡面保护中的应用浅析

马贵友

(海城市水利工程建设质量安全监督站，辽宁 海城 114200)

随着社会经济的发展，国家对河道边坡防护、高速公路边坡防护、矿渣场复绿等提出了越来越高的要求，不仅停留在绿化的质量方面，还需要考虑植被对环境的影响，其内容多种多样，例如，“树林化”、“与周围景观协调”、“保护生态系统”、“削减CO2”、“应对温室效应”等，并且不断升级，需要进一步应对环境的需求，以达到“尊重自然、恢复自然”的理念。

根据国内外对生态护坡技术的研究理论与具体实践，在坡面生态治理工程中有各种治理措施，目前应用比较普遍的有：格宾网垫、联锁式护坡砖、植生毯，格宾网垫、联锁式护坡砖因产品特点造成产品造价高、施工工期长、绿化覆盖率低，在河道凹岸处、高速水流冲刷处有其使用的必要性，但此种护坡方式给人以生硬的感受，环境协调性不好。在流速不高于4m/s的地方，植生毯因造价低廉、施工方便、绿化覆盖率高，回归自然，是最好的选择。

1 水保植生毯技术原理及特点简介

1.1 技术原理

水保植生毯按使用目的，可以划分为乔木林型、灌木林型、草本型及作为景观的特殊型，是将种子、肥料等生长基材与纤维网、生态布三层整体黏合在一起，用专用大头钉固定在土壤或风化岩石边坡表面，先期通过纤维网、生态布达到防止水土流失的目的，在植物生长后，通过植被和根系起到深层防止冲刷、抑制水土流失的作用，是边坡防止雨水冲刷、抑制水土流失和环境绿化的完美结合。

1.2 技术特点

(1)生长基材与纤维网、生态布三层结构使用植物用无毒胶水整体黏合在一起，这样产品质量更轻，草种、肥料黏合均匀，施工中不宜脱漏，施工更方便，可以工厂进行标准化、大批量生产，确保了产品质量同一性，保证了植物发芽率。

(2)草种选择灵活，适应各地区不同的气候生长条件。

(3)含有特殊的土壤改良剂及保水剂，改善了植物生长环境，降低了后期养护费用。

(4)施工简便，比传统护岸、防止水土流失技术节省工期3倍以上。

(5)工程造价低廉，是传统技术的1/3～1/2，可有效降低工程成本。

1.3 应用范围

适用于人工岛、河道、公路、矿山废渣场边坡防护绿化以及城市景观、公园绿化等。

1.4 解决的具体问题

(1)有效解决了绿化防冲问题，耐冲流速达2～4m/s，可防护暴雨级降雨对地面的冲刷。

(2)对早期水土流失起到很好的抑制作用，绿化生长速度快，是人工岛、公路、矿山废渣场边坡治理绿化的首选。

(3)通过谨慎选择植物种类，避免外来物种入侵，并确保本地物种逐渐渗入，实现原生态治理的目标。

(4)采用水保植生毯防护的边坡在降雨过程中减流效应相当显著，坡面植被具有较高的叶面指数，高出未使用植生毯坡面的叶面积指数34.4%～39.6%，反映出使用植生毯的坡面植被降雨截留能力较强。

2 水保植生毯设计应考虑的因素

水保植生毯设计将防止坡面水土流失、恢复自然景观作为目标，其前提是在稳定的坡面进行施工。应在考虑绿化目标与防止水土流失、基材保护、保水、保温等环境绿化产品的功能与实施性以后决定其使用。另外，需要具有下列条件：

(1)基础的状态。植物的生长基础应能够抵御水土流失、崩塌的威胁。

(2)植物的适应范围。所选植物应当适合于坡面的地质、坡度与气象条件，符合绿化目标。

(3)实施方法。应确保在达到植物稳定，茂盛状态之前，不会受到水土流失的侵害，可以持久生长。

(4)实施期间。在植物发育至可以发芽、生长、不受水土流失危害的程度之前，应确保温度、水分、光等条件。

(5)异常天气与病虫害等。在植物生长方面，不应出现不利的外在因素。

2.1 坡面调查

2.1.1 周围情况

因为对象坡面的位置与周围环境条件会影响植生施工方法的效果，因此应事先掌握相关信息：

(1)地形。海拔、斜坡坡度、形状。

(2)周围植被。调查坡面周围的植被情况。

(3)周围原有坡面情况。绿化情况(退化、植被侵入、水土流失情况等)。

2.1.2 坡面的地质、形状

需要注意容易发生表层崩塌的地质，另外，还要注意坡面上方的山腰斜坡的地形与滚石。

(1)坡面周围情况。山腰斜坡的坡度、滚石、岩盘与土质情况。

(2)坡面情况。土质、岩盘的种类、裂缝距离、土壤硬度、土壤酸度、涌水；土质：虽然使用土壤分析结果，但是有时还需要根据目视进行判断。风化程度：虽然根据锤击判断，但是有时需要根据目视进行判断。龟裂间隔：使用折尺测量裂缝距离。土壤硬度：使用土壤硬度计测量，有时也会根据钉子的刺入情况与目视进行判断。

(3)形状、规模。坡面高度、坡度、全长、面积、坡面表面的凹凸情况。

2.1.3 气象

因为预想的施工期间的气象条件会直接影响植生施工方法的成果，所以需要在实地调查的同时进行详细调查。

(1)气温。年、每个月、平均、最高、最低、测量指数。

(2)降雨量。年、每个月、小时降雨量、积雪深度、冻胀深度。

2.2 绿化目标

水保植生毯的首要目的在于防止水土流失及表层崩塌，同时将实现与周围环境的和谐，减轻维护管理成本，事前必须考虑将来植物的繁茂程度，所需形成的目标植物群落的种类，事先设定绿化目标。

绿化目的的种类，可以划分为乔木林型、灌木林型、草本型三种类型，另外还有作为修景的特殊型。水保植生毯在考虑施工现场的周围景观与管理方面的条件等以后设定绿化目标，并根据坡面情况研讨所使用的植物与产品。

(1)乔木林型。在缓坡导入的有赤杨毛赤杨、青栲、栎树等，也可导入草本与灌木稍微混生的群落。不建议在陡坡导入乔木。

(2)灌木林型。灌木林型建议将豆科灌木等作为主要构成树种，使用草本类覆盖地表。

(3)草本型。一般情况下，使用将外来草本类作为主体的搭配方法，但是，有时会根据地点混播原有的草本类，如混播白三叶、铁扫帚等豆科植物。

(4)特殊型。在自然公园内需要考虑生态系统保全的地点，使用飞入种子的方式恢复周围的植被。对市区等景观的地点，有时也导入花卉苗木与草本花。此时的坡面倾斜应为低于1∶1.2的坡面，并且需要进行割草除草、施肥等管理。

2.3 种子搭配

用于水保植生毯的种子，要根据沿线气候和土壤特点，采用适宜在当地生长的树种和草种，模拟当地天然植被结构，利用植物群落的多样性促进植被的稳定性。

2.3.1 选定导入植物

(1)选择符合绿化目的的植物。防止初期水土流失：蔓茎紫羊茅、肯塔基蓝草、红顶草、百慕大草等。环境保全：芒草、艾草、虎杖、铁扫帚、原有木本类等

(2)按照气象条件选定植物。积雪严寒地带：蔓茎紫羊茅、细弱剪股颖、虎杖等；温暖-干燥地区：百慕大草、美洲雀稗、芒草等。

(3)按照生长基础选定植物。硬质土：百慕大草、芒草、铁扫帚、马棘、胡枝子等；酸性土：红顶草、芒草、铁扫帚等；风化花岗岩、白砂地：百慕大草、芒草、铁扫帚、胡枝子、金雀花等。

(4)根据施工期选定植物。在梅雨季节以后播种时，选择发芽率明显降低的植物：赤杨、垂桤木、毛赤杨等；不适宜在秋季播种的植物：百慕大草、美洲雀稗等暖地型草本、木本类等。

2.3.2 导入植物的搭配

用于水保植生毯的植物，基本上采用将几种草类混播的方法。混播时，根据绿化目标、施工时间、坡面(斜坡)情况等决定。

2.3.3 种子设计

种子设计，是设定单位面积的生长预计棵数，按照下列公式计算播种量：

(1)

式中，W—每个品种的播种量，g/m2；G—使用品种的预计生长棵数，棵/m2；S—每克平均粒数；P—纯度，%；B—发芽率，%；N—补正数值，%。

补正数值需要考虑到施工地各种阻碍发芽的因素后确定。

3 水保植生毯施工方法

(1)清除绿化面大块杂物。

(2)铺设、平整绿化面。主要是铺设20cm耕作土，可以满足水保植生毯绿化生长需要，清除绿化面上杂草等不利护坡草籽生长的物质。使水保植生毯与边坡亲密接触，避免水保植生毯空鼓现象。平整绿化面使用人工定额：1组(5人1组)1d可平整2000～3000m2。

(3)挖沟。主要作用是起固定水保植生毯的作用。沟的规格是20cm×30cm(宽×深)，长度根据绿化面而定。挖沟定额：每人每小时可挖沟100m。

(4)水保植生毯铺设及锚固。从年季风主要风向向下铺设水保植生毯，然后将水保植生毯沿绿化面自上而下展开，使水保植生毯与绿化面充分接触，不可过紧或过松。铺设水保植生毯定额：1组(5人1组)1d可铺设水保植生毯3000～5000m2。铺设速度由绿化面的长度而定。

(5)覆土、浇水。水保植生毯表面进行覆土，覆土厚度2cm左右，以提高防风、保温、保墒的作用。浇水时头遍水要浇透，保持水保植生毯湿润到幼苗钻出，在土壤较干燥的地方应时常保持水保植生毯湿润，以利于草坪快速发芽。

4 应用效果分析

在坡面生态治理的各种工程措施中，目前应用比较普遍的有：格宾网垫、联锁式护坡砖、水保植生毯，以下为各种工程措施在实际应用中的对比。

(1)施工2年后的石笼护坡，绿化覆盖率很低，这是因为块石侵占了植物生长空间导致的。

(2)联锁式护坡砖因结构原因，同样导致绿化覆盖率很低。

(3)同时施工的植生毯、联锁式护坡砖绿化覆盖率对比，工程地点为广东省韶关市南雄县，工程完工1个月后所照。由图片可以看出，水保植生毯绿化覆盖率已达90%以上，而联锁式护坡砖绿化覆盖率基本为0。

基于以上对比及工程实例可以看出，格宾网垫、联锁式护坡砖绿化覆盖率低，水保植生毯绿化覆盖率高，加之水保植生毯对边坡形成整体覆盖效果，增强了坡面抗风蚀能力，降低施工难度，减少交叉施工影响，降低工程造价，水保植生毯能够蓄水保墒，减少蒸发，减少灌溉频率和灌溉量，只需在天气干旱的情况下进行适量浇灌，节约水资源且后期维护简单，已成为工程首选。

5 结语

“金山银山，不如绿水青山”，在国家高度重视生态环境、节能减排的大趋势下，对环境进行生态化治理，恢复自然面貌的理念促进了生态治理技术的不断发展。水保植生毯因其技术特点、设计、施工的简便性，为坡面治理提供了一个很好的参考方案，与传统护坡产品相比，水保植生毯虽然耐冲流速低，但可以工厂化大批生产、造价低、施工简便、绿化效果好的优点突出，可以看出，新型植生产品在护坡生态化治理中有广阔的应用前景。

[1] 刘红丽, 王洪军, 张树国, 等. 防洪工程生态护坡刍议[J].水利技术监督,2008,16

(06): 44- 45.

[2] 张蛟龙. 河道生态护坡关键技术及生态功能[J]. 水利规划与设计, 2016(01): 82- 84.

[3] 王元春. 生态护坡在中小河流治理工程中的应用[J]. 水利规划与设计, 2016(04): 42- 44.

[4] 吴事陆. 城市河道生态护坡工程设计分析[J]. 水利技术监督, 2016, 24(02): 24- 25.

[5] 李宏钧, 孔亚平, 张岩. 植物纤维毯生态防护效益研究述评[J]. 中国水土保持科学, 2016, 14(03): 146- 154.

[6] 赵廷华, 牛首业, 郭红超, 等. 新型生态植被毯边坡防护技术水土保持效应研究[J]. 人民长江, 2017, 48(13): 20- 22.

[7] 颜春水. 植物纤维毯生态防护技术的工程应用[J]. 公路交通科技: 应用技术版, 2013(02).

[8] 于桂芬, 杨亚平, 崔焱森. 潞安集团煤矸石山边坡生态治理工程技术——以王庄煤矿为例[J]. 中国水土保持, 2010(10): 66- 68.

[9] 袁卫锁. 植物纤维毯在粉砂土路基边坡及边沟中的应用[J]. 中外公路, 2014, 34(02).