CN107653892A - 一种基于植物根系形态的生态护坡系统 - Google Patents

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嵇晓雷
杨平
尹鹏
刘红梅
夏光辉
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • E02D17/202—Securing of slopes or inclines with flexible securing means

Abstract

本发明公开一种基于植物根系形态的生态护坡系统，包括若干埋设于边坡内的模拟植物根系形状的硬质结构、铺设在所述边坡表面的柔性护坡层，以及种植于所述柔性护坡层上的若干护坡植物；所述硬质结构垂直于所述边坡的表面，其顶端伸出所述边坡、并与所述柔性护坡层相连接，所述护坡植物与所述硬质结构的位置相对应，所述护坡植物的根系缠绕在所述硬质结构上。采用模拟灌木根系的硬质结构作为护坡受力构件，柔性护坡层上种植的是草本系植物，两种不同种类的根系结构结合在一起可以有效改善单一植物护坡效果，同时克服不同植物生长在一起生物侵袭的缺点，随着种植的须根护坡植物生长年限的增长，根系不断增长缠绕在硬质结构中，能有效提高护坡效果。

Description

一种基于植物根系形态的生态护坡系统
技术领域
本发明属于边坡防治领域，具体涉及一种生态边坡防护系统。
背景技术
生态护坡，是综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护，形成由植物或工程和植物组成的综合护坡系统的护坡技术。开挖边坡形成以后，通过种植植物，利用植物与岩、土体的相互作用（根系锚固作用）对边坡表层进行防护、加固，使之既能满足对边坡表层稳定的要求，又能恢复被破坏的自然生态环境的护坡方式，是一种有效的护坡、固坡手段。
当前的生态边坡防护目前具有技术有：（1）土工网植草护坡技术，利用各种土工材料产品，如三维植被网、土工格栅、土工网、土工格室等，结合植草技术形成生态护坡系统，该技术在公路、铁路、水利等工程的边坡中陆续获得应用。
（2）喷混植生技术，采用阶梯式分层喷射，第一层侧重于防护，第二层侧重于植生，主要用于高速公路岩质边坡绿化，取得了较好的效果。目前喷混植生技术应用较为广泛。
边坡生态防护技术越来越受到重视，现已逐步替代传统的单一工程护坡应用于公路、铁路工程坡面的防护与绿化，生态护坡技术经过几十年的发展，已经取得了很好的成绩，但是目前的生态技术多采用土工材料与表层植物简单结合的特点，没有将两者特点相结合，土工材料容易剥落，护坡表层植物单一，容易退化导致边坡防护效果随着时间增长逐渐减退，不能实现可持续发展的要求。如以上的两种生态边坡防护技术仍存在基材初期PH值高、基材剥落、植被单一、易退化等缺点。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种模拟护坡灌木根系的硬质结构和草本植物结合的生态边坡防护系统。
技术方案：本发明所述基于植物根系形态的生态护坡系统，包括若干埋设于边坡内的模拟植物根系形状的硬质结构、铺设在所述边坡表面的柔性护坡层，以及种植于所述柔性护坡层上的若干护坡植物；
所述硬质结构垂直于所述边坡的表面，其顶端伸出所述边坡、并与所述柔性护坡层相连接，所述护坡植物与所述硬质结构的位置相对应，所述护坡植物的根系缠绕在所述硬质结构上。
本发明进一步优选地技术方案为，所述硬质结构由耐腐蚀材料模拟一种或多种灌木植物根系形态制成。
优选地，所述硬质结构的形状为符合边坡形态的灌木植物根系形态。
优选地，所述护坡植物的种类根据边坡周边的气候环境确定。
优选地，所述柔性护坡层为网状的柔性土工布。
优选地，所述柔性护坡层通过铆钉平铺固定在所述边坡上。
优选地，所述硬质结构的顶端通过搭扣与所述柔性护坡层固定。
本发明的生态护坡系统的原理是：根据边坡形态选择适合的一种或者多种灌木根系，采用耐腐蚀性材料制作成模拟根系形态的硬质结构，硬质结构作为设置防护的受力构件设置在边坡上，对边坡土体进行稳固，同时硬质结构和柔性护坡层相连接，柔性护坡层平铺在土质边坡上，护坡层上种植一种或者多种系护坡植物。
有益效果：（1）采用模拟灌木根系的硬质结构作为护坡受力构件，柔性护坡层上种植的是草本系植物，两种不同种类的根系结构结合在一起可以有效改善单一植物护坡效果，同时克服不同植物生长在一起生物侵袭的缺点，随着种植的须根护坡植物生长年限的增长，根系不断增长缠绕在硬质结构中，能有效提高护坡效果，克服传统的生态护坡技术随着时间增长，护坡效果减弱的缺点；硬质结构和柔性护坡层连接，柔性护坡层平铺在土质边坡上，护坡植物种植在柔性护坡层上，防止土质边坡的变形、坍塌，同时土工布具有保水的功效，保证了表层护坡植物水分供应，促进护坡植物生长土工布上护坡植物有利于减缓降雨对边坡土体的冲刷，防止表层水土流失；
（2）采用模拟一种或者多种灌木植物根系（例如夹竹桃、红叶石楠、紫穗槐等常见护坡灌木植物）形态的硬质结构设置在边坡内侧，并与边坡表面垂直，硬质结构作为边坡防护的受力构件，对边坡土体进行稳固；
（3）本发明生态护坡系统可以根据不同角度和不同高度边坡形态选择适合的一种或者多种模拟灌木根系硬质结构，同时根据边坡所处的地区气候环境选择适合当地生长的一种或多种草本植物种植在柔性护坡层上，使生态护坡装置具有针对性，能够起到有效的护坡效果，护坡装置相当于采用两种或者是多种根系相结合，既可以有效避免了不同种类植物的生物侵袭，又能将不同根系形态根系结合在一起，进一步提高植物护坡效果；
（4）本发明的柔性护坡层为网状的柔性土工布，柔性护坡结构不受护坡坡面尺寸和形式的限制，适用性强；
（5）本发明的生态护坡系统形态多样，使用灵活，且材料可回收，无污染，具有低碳、环保的优点。
附图说明
图1为本发明所述生态护坡系统的结构示意图；
图2为本发明所述生态护坡系统的截面图；
图中，1-边坡、2-柔性护坡层、3-硬质结构、4-护坡植物。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：一种基于植物根系形态的生态护坡系统，包括硬质结构3、柔性护坡层2和护坡植物4。
硬质结构3由耐腐蚀材料模拟一种或多种灌木植物根系形态制成，其形状为符合边坡1形态的灌木植物根系形态，若干硬质结构3垂直于边坡1的表面埋设于边坡1土壤内，其顶端伸出边坡1，并通过搭扣与柔性护坡层2相连接。
柔性护坡层2为铺设在边坡1表面的网状柔性土工布，柔性护坡层2通过铆钉平铺固定在边坡1上。
护坡植物4种植于柔性护坡层2上，护坡植物4的种类根据边坡1周边的气候环境确定，护坡植物4与硬质结构3的位置相对应，护坡植物4的根系缠绕在硬质结构3上。
在本实施例中以狗牙根为护坡植物、模拟夹竹桃的根系作为硬质结构为例，说明本发明的生态护坡系统的优异之处。
狗牙根为多年生草本植物，极耐热和抗旱，广泛分布于温带地区，我国华北、西北、西南及长江中下游等地应用广泛。狗牙根具有根状茎和匍匐枝，匍匐茎发达，茎部形成分蘖节，分蘖节上产生新的走茎，走茎的节上又分生侧枝与新的走茎；新老葡匐茎在地面上互相穿插，交织成网，短时间内即形成占绝对优势的植物群落。分蘖节处又向下生根，根细而坚韧，根系发达，是优良的水土保持植物。常应用于机场景观绿化，堤岸、水库水土保持，高速公路、铁路路堤两侧固土护坡绿化等工程。但是狗牙根根系长度比较短，对防治边坡表层土体水土流水有很好的作用，但是根系长度较小，护坡效果有限。
夹竹桃属常绿灌木，在我国的栽培历史悠久，遍及南北城乡各地。具有抗烟雾、抗灰尘、抗毒物和净化空气、保护环境的能力。夹竹桃的叶片，对二氧化硫、二氧化碳、氟化氢、氯气等对人体有毒、有害气体有较强的抵抗作用。夹竹桃即使全身落满了灰尘，仍能旺盛生长，被人们称为“环保卫士”。夹竹桃根系较发达，适生于排水良好、肥沃的中性土壤，微酸性、微碱土也能适应。其叶像竹，花似桃，一年四季，常青不改。从春到夏到秋，花开花落，此起彼伏。因此常应用于河岸护堤、水库水土保持、高速公路、铁路路堤两侧固土护坡绿化等工程。
夹竹桃根系长度可以达到70-80cm，对边坡滑移起到有效的稳固作用，将两种植物根系结合起来，可以形成互补有效保证边坡的稳固，如果将夹竹桃和狗牙根两种植物一起种植会有生物侵蚀的问题，对两种植物自然生长有影响，因此根据夹竹桃根系形态制作成硬质结构，在坡面表层柔性土工布中种植狗牙根，将自然生长的狗牙根根系与夹竹桃根系模型结构结合起来，形成有效的护坡结构。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种基于植物根系形态的生态护坡系统，其特征在于，包括若干埋设于边坡内的模拟植物根系形状的硬质结构、铺设在所述边坡表面的柔性护坡层，以及种植于所述柔性护坡层上的若干护坡植物；
所述硬质结构垂直于所述边坡的表面，其顶端伸出所述边坡、并与所述柔性护坡层相连接，所述护坡植物与所述硬质结构的位置相对应，所述护坡植物的根系缠绕在所述硬质结构上。
2.根据权利要求1所述的基于植物根系形态的生态护坡系统，其特征在于，所述硬质结构由耐腐蚀材料模拟一种或多种灌木植物根系形态制成。
3.根据权利要求2所述的基于植物根系形态的生态护坡系统，其特征在于，所述硬质结构的形状为符合边坡形态的灌木植物根系形态。
4.根据权利要求1所述的基于植物根系形态的生态护坡系统，其特征在于，所述护坡植物的种类根据边坡周边的气候环境确定。
5.根据权利要求1所述的基于植物根系形态的生态护坡系统，其特征在于，所述柔性护坡层为网状的柔性土工布。
6.根据权利要求5所述的基于植物根系形态的生态护坡系统，其特征在于，所述柔性护坡层通过铆钉平铺固定在所述边坡上。
7.根据权利要求5所述的基于植物根系形态的生态护坡系统，其特征在于，所述硬质结构的顶端通过搭扣与所述柔性护坡层固定。
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