CN103931371A - 一种石质边坡的生物防治方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石质边坡的生物防治方法，包括如下步骤：1)边坡现状分析及安全性评估；2)苗木预培；3)鸟巢式布局；4)仿生巢穴建设；5)配方栽植；6)群落形成。本发明的石质边坡的生物防治方法集合工程力学、生态学、美学、生物技术等多学科多领域相结合，可快速形成稳定、生态的立体边坡，景观效果良好，生态效益持久、稳定，养护成本低廉、养护难度较小，固坡效果明显、防护功能突出，用于公路、铁路、堤坝等边坡防护，亦可运用于沙漠化、荒漠化、石漠化生态治理。

Description

一种石质边坡的生物防治方法

技术领域

本发明属于边坡防治技术领域，具体涉及一种石质边坡的生物防治方法。

背景技术

现有的石质边坡防护技术，主要分为两种类型。一是刚性圬工技术，主要包括：浆砌片石护坡法，喷砼法，锚固法。二是柔性防护技术，主要包括：1)喷混植生法：首先喷射不含种子的混合料，喷射厚度6～8cm，待第一次喷射的混合土达到一定强度后，紧接着第二次喷射经过催芽处理后的种子加入过筛后的泥炭土、腐殖土、粘结剂、纤维、缓释复合肥、保水剂搅拌均匀后的混合材料。2)客土植生带法：先清理边坡，再按一定的间距铺设植生带，用铁丝或“U”卡钉将其固定在边坡上，最后在其表面喷射一定厚度含肥料的肥土，覆盖无纺布或薄膜，植物繁殖体长出坡面后逐渐除去。3)铺(植)草皮：在边坡上直接铺(种)草皮的方法。4)喷混植生绿化法：将草皮铺在坡地上，然后用三维网覆盖固定，达到防护绿化的效果。5)框格客土法：此技术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，在网格内充填改良植生土，再在砖框内植草的一项边坡防护措施。

以上的几种方法，均不同程度的存在着开挖土方、传统圬工、植被根系浅短等现象。以往的石质边坡防护，由于观念、技术和建设规模的差距，大量采用浆砌片石护坡及喷射水泥砂浆等的传统圬工防护技术，完全封闭了植物的生物环境，加速了岩石的风化、破碎、边坡不稳定性增大，因缺乏植物覆盖使边坡，既不利于水土的保持，又加大了对道路周边地区的冲刷，同时，大量的裸露的岩石和混凝土视觉、景观效果非常差，也不利于吸收阳光和汽车尾气，对高速公路的行车带来不安全因素。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种集合工程力学、生态学、美学、生物技术等多学科多领域相结合的石质边坡的生物防治方法，可快速形成稳定、生态的立体边坡，有效改善了传统边坡防治工艺的缺陷。

本发明采用技术方案是：

一种石质边坡的生物防治方法，包括如下步骤：

1)边坡现状分析及安全性评估；

2)苗木预培：利用蜂巢容器，预培出水平上有大量须根、垂直方向上有健壮直根的植物；

3)鸟巢式布局：根据鸟巢的力学原理布置苗木栽植点位，设置成大乔木做点、花灌木做线、地被及草本做面的点线面一体式布局；

4)仿生巢穴建设：布好点位后，对乔木点位及花灌木线位修筑仿生型栽植穴，植入蜂巢容器，并填基质及营养锁水剂；

5)配方栽植：栽植穴处理好后，先栽点式乔木，后栽线式灌木，最后栽面式草本及地被植物，在栽植穴中从下往上依次为无纺布层、改良园土层、生物基肥层、生物基质层、改良园土层、护坡石块层，同时在生物基质层部分施营养锁水剂；

6)群落形成：按照边栽植边养护的原则，按需施肥、浇水、植保，在植物根系深扎后进行常规养护，快速形成人工群落，诱导自然群落形成，从而形成稳定的生物群落。

进一步地，所述边坡现状分析及安全性评估包括：测量边坡的坡角、坡高，岩石硬度及稳定性测定，地下水渗透力测定，震动、爆破史调查，制定施工方案，进行安全评估论证，修改完善并形成正式方案。

进一步地，在栽植穴中从下往上依次添加的改良园土层、生物基肥层、生物基质层、改良园土层的体积比为2∶1∶5∶2。

进一步地，所述生物基质为蛭石、泥炭、珍珠岩、有机肥的混合物。所述蛭石∶泥炭∶珍珠岩∶有机肥的体积比优选为5∶3∶1∶1。

进一步地，所述生物菌肥的成分包括固氮、解磷、解钾、芽孢杆菌、微量元素。

进一步地，所述生物基肥层为原土、腐殖土、腐熟物、有机肥的混合物，其体积比优选为原土∶腐殖土∶腐熟物∶有机肥＝4∶3∶2∶1。

进一步地，所述步骤(5)中点式乔木栽植流程为：栽植穴内植1/3深的基质，植入根部带完整土团的预培容器苗，再加1/3深的基质，四周均匀加入营养锁水剂，配满园土，栽植穴内预培容器苗四周植入藤本苗，覆膜，浇水，养护。

进一步地，所述步骤(5)中线式灌木栽植流程为：以点式乔木栽植穴为点，连点成线，铺设1m～1.5m宽聚氯乙烯网，网上栽植灌木容器预培苗，周围团施营养锁水剂，浇水，养护。

进一步地，所述步骤(5)中面式草本及地被植物栽植流程为：在乔木、灌木种植完养护一周后进行坡面整理，喷灌机组均匀喷水，在土壤持水量达到55％～65％时，种植草本及地被植物，轻耙轻耱，喷灌机组喷水养护，进入生态群落演替过程。

本发明利用鸟巢力学原理：在植物控点布局时，利用几何学三角形的稳定性定律，结合鸟巢建筑的力学原理进行布点。植物在生长过程中，不同类别植物其根系在土壤中分布的深浅、宽幅等均不同。乔、灌、草相结合的方法让根系在土壤各层尽力分布，而不同的植物分布力不同，鸟巢式的控点布局，让直根系植物像交汇点一样稳扎土内，达到锚锢作用，须根系植物则成网状分布，不仅连接各个交汇点，还包裹、粘聚土粒、石块等，最大程度实现护坡效果。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1)本发明的边坡生物防治方法可大幅度的减少边坡的开挖，降低边坡破碎石增多和不稳定性增高、引起石漠化等传统圬工工艺所带来的风险。

2)蜂巢容器及其植物预培技术诱变了植物根系生长方式，使根系以3的级数增长，强大植物网络神经形成后，根系能固山盘石，吸氧蓄水，涵养地下水源、水平根系网络发挥挂网作用，垂直根系发挥锚锢作用，增加边坡稳定性。

3)本发明的边坡生物防治方法在设计上采用景观性与生物性相结合，乔、灌、草、地被相结合，让坡体高、中、低各层面都具有良好的景观性，不仅达到了绿化、美化的环境效果、最大程度实现护坡效果，还避免了行车中的视觉疲劳，提高了行车安全指数。

4)利用自然群落演替原理，设计植物群落一次成型，加快生态群落的形成，改善局部生态小气候。2-3年形成人工植被与次生植被共生的和谐群落，3-5年形成稳定的自然生物群落。比自然群落演替快至少20倍。

5)景观效果良好，生态效益持久、稳定，养护成本低廉、养护难度较小，固坡效果明显、防护功能突出。

附图说明

图1为本发明乔、灌木栽植示意图

图2为本发明鸟巢式布局示意图

1、蜂巢容器2、营养锁水剂3、预培苗4、护坡石块层5、改良园土层6、生物基质层7、生物基肥层8、无纺布层9、点式乔木10、线式灌木11、面式草本及地被植物12、栽植穴13、公路界

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步的说明，但本发明并不局限于此。

实施例1云南省石锁高速公路石质边坡生物防护工程

云南省石锁高速是石林至锁龙寺高速公路，起自石林(半截河)，接昆明至石林高速公路，止于锁龙寺，接在建锁龙寺至蒙自和已建平远街至锁龙寺高速公路，全长107.482公里。

本项目采取如下步骤进行生态防护：

1)边坡现状分析及安全性评估：测量边坡的坡角、坡高，岩石硬度及稳定性测定，地下水渗透力测定，震动、爆破史调查，制定施工方案，进行安全评估论证，修改完善并形成正式方案。

①对于破碎坡面：坡面现状分析，柔性防护网(一层)，绿点位置布置、建设，植容器苗，仿生植物固定，养护，人工植被及次生植被形成，生态恢复及生物群落形成。

②对于整岩：结合平台进行台面布点及部分坡巢布点，建设种植巢，植入容器苗，植入藤本植物，养护，人工植被生长及自然地被恢复，生态恢复及群落形成。结合截水槽平台梯台点式巢穴小乔灌种植，台边植藤本植物，藤本与乔木同巢。

植物选择的原则：①适应性原则；②抗逆性原则；③速生化原则；④自繁能力强的原则。以常绿灌木为基调树种，彩色花灌木为点缀树种，抗逆性强的灌木为优势树种，多年生地被及藤本植物为基础地坪，营造景观优美，功能性与艺术性兼备的人工生物群落，最终形成人工群落为基础群落，诱导次生林草群落，达到“正——反——正”演替后的自然持久的稳定群落。

2)苗木预培：利用蜂巢容器，预培出水平上有大量须根、垂直方向上有健壮直根的植物。首先确定种植植物品种方案，选苗、选种子、选基质、选容器，工地附近租地，建设育苗简易钢管大棚，运至工地现场育苗地，种子播入育苗畦育苗，苗子植入蜂巢容器，抚育，露地炼苗。

苗木预培具体流程：

①摆放场地准备：容器苗炼苗露天摆放，摆放场地要求水源良好，排灌方便道路畅通。

苗床布置：5.2m左右开一条宽35cm、深40cm的水沟保证排水通畅，两边稍低，苗床中间稍高。

搭遮阴网：若是裸根苗移植，应加盖遮阴网渡过缓苗期，搭建方法同地栽苗。

②基质准备：

基质配方(体积比)蛭石∶泥炭∶珍珠岩∶有机肥＝5∶3∶1∶1

混拌基质：按配方要求配制基质，要求混拌均匀，每方基质中加入100g敌克松消毒。

③容器：

根据不同培养目的，选择不同规格容器。一年生容器苗采用15×13cm营养钵，半年生容器苗采用12×10cm营养钵。乔木栽植容器不低于50×50cm。

④移栽：

移栽前要先对移栽苗木大致分级，以便安排场地和后期管理，裸根苗移栽注意苗木保湿工作，移栽前一天应对基质浇水至湿润。

⑤容器苗管理：

水分管理：容器苗浇水原则是见干见湿。浇水则要浇匀浇透。

养分管理：容器苗养分补充主要以液体肥为主，如果是裸根苗移植则在10天后喷施叶面肥一次，当新根开始生长后则每隔10天浇施一次3％液体肥(采用尿素和复合肥轮换浇施)，采用穴盘苗移栽则在有新根开始长出后即可采用3‰液体肥浇施。

⑥其它日常管理同地栽苗，待移栽穴盘苗根系长出移栽。

3)鸟巢式布局：根据鸟巢的力学原理布置苗木栽植点位，设置成点线面一体式布局。如图2所示，采用点式乔木作为基调景观树种，以鸟巢点穴式布局，以蜂巢容器为载体，以工程手法为辅助，在边坡局部点位上建设蜂巢容器，实现局部回填熟化有机腐殖质土壤，确保重点培养，采用生物活水、锁水、缓释剂，确保栽植成活率高，局部满足乔灌木生长的环境，养护成本低，生长良好，让局部先绿起来，营造局部小气候，最终实现全面植被生态化、景观化、持续化；采用线式灌木作为骨架植物，形成点线相连的植物网络格局；采用面式藤本植被及草本植被缝合点线，形成全面植被化。

4)仿生巢穴建设：布好点位后，对布局点位去石成穴，植入蜂巢容器，容器周围石块浆砌，外型仿木树桩状，容器为圆柱形，高度50cm，直径40cm，并填基质及营养锁水剂。

5)配方栽植：栽植穴处理好后，先栽点式乔木，后栽线式灌木，最后栽面式草本及地被植物，栽植同时，在栽植穴中施营养锁水剂和生物基肥，表层覆盖生物基质，最上层平铺砾石。乔、灌木栽植示意图见附图1，具体流程为：

①点式乔木栽植流程为：栽植穴内植1/3深的基质，植入根部带完整土团的预培容器苗，再加1/3深的基质，四周均匀加入营养锁水剂，配满园土，栽植穴内预培容器苗四周植入藤本苗，覆膜，浇水，养护。

②线式灌木栽植流程为：以点式乔木栽植穴为点，连点成线，铺设1m～1.5m宽聚氯乙烯网，网上栽植灌木容器预培苗，周围团施营养锁水剂，浇水，养护。

③面式草本及地被植物栽植流程为：在乔木、灌木种植完养护一周后进行坡面整理，喷灌机组均匀喷水，在土壤持水量达到55％～65％时，种植草本及地被植物，轻耙轻耱，喷灌机组喷水养护，进入生态群落演替过程。

6)群落形成：按照边栽植边养护的原则，按需施肥、浇水、植保，在植物根系深扎后进行常规养护，快速形成人工群落，诱导自然群落形成，从而形成稳定的生物群落。

本项目涉及石锁高速石质上、下边坡生物防护工程，施工范围自石锁高速K32km起至K65km+500m止，共计面积约18万平米。跨越石林县及弥勒县两境，实施已经三年，已形成稳定的自然生物群落，固坡效果明显、防护功能突出，填补了国内外空白。

Claims (7)

1.一种石质边坡的生物防治方法，包括如下步骤：

1)边坡现状分析及安全性评估；

2)苗木预培：利用蜂巢容器，预培出水平上有大量须根、垂直方向上有健壮直根的植物；

3)鸟巢式布局：根据鸟巢的力学原理布置苗木栽植点位，设置成大乔木做点、花灌木做线、地被及草本做面的点线面一体式布局；

4)仿生巢穴建设：布好点位后，对乔木点位及花灌木线位修筑仿生型栽植穴，植入蜂巢容器，并填基质及营养锁水剂；

5)配方栽植：栽植穴处理好后，先栽点式乔木，后栽线式灌木，最后栽面式草本及地被植物，在栽植穴中从下往上依次为无纺布层、改良园土层、生物基肥层、生物基质层、改良园土层、护坡石块层，同时在生物基质层部分施营养锁水剂；

6)群落形成：按照边栽植边养护的原则，按需施肥、浇水、植保，在植物根系深扎后进行常规养护，快速形成人工群落，诱导自然群落形成，从而形成稳定的生物群落。

2.根据权利要求1所述的石质边坡的生物防治方法，其特征在于，所述边坡现状分析及安全性评估包括：测量边坡的坡角、坡高，岩石硬度及稳定性测定，地下水渗透力测定，震动、爆破史调查，制定施工方案，进行安全评估论证，修改完善并形成正式方案。

3.根据权利要求1所述的石质边坡的生物防治方法，其特征在于：所述生物基质为蛭石、泥炭、珍珠岩、有机肥的混合物。

4.根据权利要求1所述的石质边坡的生物防治方法，其特征在于：所述生物菌肥的成分包括固氮、解磷、解钾、芽孢杆菌、微量元素。

5.根据权利要求1所述的石质边坡的生物防治方法，其特征在于，所述步骤(5)中点式乔木栽植流程为：栽植穴内植1/3深的基质，植入根部带完整土团的预培容器苗，再加1/3深的基质，四周均匀加入营养锁水剂，配满园土，栽植穴内预培容器苗四周植入藤本苗，覆膜，浇水，养护。

6.根据权利要求1所述的石质边坡的生物防治方法，其特征在于：所述步骤(5)中线式灌木栽植流程为：以点式乔木栽植穴为点，连点成线，铺设1m～1.5m宽聚氯乙烯网，网上栽植灌木容器预培苗，周围团施营养锁水剂，浇水，养护。

7.根据权利要求1所述的石质边坡的生物防治方法，其特征在于：所述步骤(5)中面式草本及地被植物栽植流程为：在乔木、灌木种植完养护一周后进行坡面整理，喷灌机组均匀喷水，在土壤持水量达到55％～65％时，种植草本及地被植物，轻耙轻耱，喷灌机组喷水养护，进入生态群落演替过程。