CN107896548A - 一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法及灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法及灌溉系统，步骤是：A、制作水槽和土壤基质槽分开的植生槽，准备拉锚，根据岩壁走势设置安放位置，交错放置。在岩壁上打槽安装锚板后，建造并固定植生槽；B、在植生槽内依次装入支撑颗粒、隔网，再装入混合有土壤、肥料、保水剂和种子的土壤基质；C、在悬崖顶部修建灌溉设施，配合植生槽进行灌溉。全套装置包括灌溉主水管、拉锚、岩石坡面、引流水管、锚板、植物、外墙、水槽挡板、土壤层、隔网、土壤基质槽、给水层、支撑颗粒、水槽、隔板、灌溉主水管分段、植生槽、集水沟。本发明解决了高坡度石山断面难以进行生态治理的问题，植被恢复见效快，管理维护简单经济，治理效果长效。

Description

一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法及灌溉 系统

技术领域

本发明属于生态恢复技术领域，特别是在喀斯特石山环境下大坡度及悬崖条件下的植被恢复技术，更具体涉及一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法，同时还涉及一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统。本发明能够应用于石山区修建廊道工程（公路、铁路、水利工程、油气管道等），建设森林公园，治理塌方、自然断面以及恢复矿山景观和生态环境等工程项目中对高坡度的悬崖断面的植被恢复。

背景技术

喀斯特地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石（大多为石灰岩）进行溶蚀作用所形成的地表和地下形态的总称。中国喀斯特地貌分布广、面积大，几乎所有省份都有分布，其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大，是世界上三大的喀斯特连片分布地区之一，面积约91～130万平方千米。喀斯特地貌多山，山体以石灰岩、白云岩为主，在造山运动和外部侵蚀的作用下，易形成绝壁和悬崖断面，另一方面，在石山区开山凿路、修建铁路和管道、或者采石挖山、开采矿石等，也会形成较陡的断面。这些区域的普遍特点是：（1）坡面陡峻，坡度大多超过75°甚至达到90°；（2）缺乏土壤，断面几乎全部为岩石界面，陡峭的坡度也难以留存土壤，植物缺乏立地条件，难以生长；（3）断面全部裸露，视觉美感很差，破坏人们欣赏景物的观感。另外，在治理方法方面，相对于一般的边坡生态治理方法，对石山环境悬崖断面的恢复难度更大，目前还缺乏行之有效的方法。现阶段国内外的岩质边坡常用的绿化方法有客土喷播法、植生带(盆、袋) 法、三维网格法、混凝土框格梁法、厚层基材喷射植被绿化、植被混凝土绿化、鱼鳞坑开挖工艺、种植槽工艺、攀爬植物绿化等方法。但是这些方法大部分适用于中低坡度的坡面恢复，并不能很好地适用在悬崖断面等高坡度恢复区域，特别是缺少土壤的石山区悬崖断面，更加难以应用。主要原因在于：（1）没有考虑高坡度悬崖断面恢复设施的放置固定问题，坡度太陡时植生带、客土、网格和框格梁等无法采用传统方法固定在陡崖和绝壁上；（2）石山环境缺乏土壤，攀爬植物缺乏立地条件；（3）悬崖断面难以储存水分，植被恢复所需的水资源匮乏；（4）传统方法在高坡度的情况难以固持土壤，植生带，客土等土壤资源易于流失，并造成土壤侵蚀和水肥流失，产生环境问题。可见，石山环境的悬崖断面的生态恢复与治理工作是当前喀斯特地区的难点，解决石山区悬崖断面的人工恢复问题，对于喀斯特石漠化生态治理工作具有重要意义，既符合国家加强生态文明建设的目标，又是对《“十三五”规划纲要》的具体实践。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法，方法易行，操作简便，主要在坡度75°- 90°的石山坡面和断面上建设和固定植生槽，甚至大于90°的悬崖上也可以实施，十分适用于采石场、矿山、自然断面以及塌方区等具有大面积断面的恢复区域，尤其是适用于无法采用客土法，植生袋和喷播法等常规恢复措施的高坡度石山环境，具有很强的针对性；而且本方法具有保持水土的特性，植被恢复见效快，确保植物群落实现自然演替，一次性投入后能够实现长效管理，恢复成效长久不易发生退化，而且该方法植物分布均匀一致，配置可控，修复后视角效果较好，加之其管理成本低，应用潜力较大。本方法有效地填补了石山环境下高坡度悬崖断面的恢复方案的空白。

本发明的另一个目的是在于提供了一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统，结构简单，使用方便，无复杂的操作，降低劳动强度。对于坡度较大的断面和悬崖，该灌溉系统具有很好的适用特性，不需要复杂的管道，控制灌溉流量，沿岩壁流下，通过合理布设植生槽，可以实现一次性灌溉所有植生槽设备，而且具有植生槽能够储水，且配备有保水储水材料和适宜的植物物种，高效利用水分，因此对灌溉频率的要求较低，管理成本低。灌溉系统主要用于降雨量小（年降雨量小于800mm的石山区域）或者有人为管理要求的区域（森林公园等），对于雨量较高的南方喀斯特区域，可以仅在恢复第一年采用喷灌的方法灌溉，之后可利用自然降雨补充水分，并在旱季组织一到两次喷灌，可以不需要在断面顶部修建灌溉主水管、引流水管等灌溉系统的部分组件。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

通过在悬崖表面沿等髙线分层构建种植槽板，板槽内填入经特殊配置的人工客土基质，然后移栽适宜当地气候环境的灌木和藤本袋苗（撒播种子亦可，恢复速度稍慢），并辅以草本、固氮植物种子的撤播，形成合理的人工植物群落。同时植生槽分为水槽和土壤基质槽，将水土分离，既能储水又能防止土壤流失。每层植生槽交错放置，下层植生槽接纳上层植生槽的水槽泄下的水，从而使得灌溉水充分利用。该方案依照生态学原理，采用安全可靠的工程措施和生物措施，在严酷的悬崖峭壁上构建适当的植物群落，从而达到集坡面防护、水土流失控制以及生态功能恢复和景观建造于一体的生态恢复目的。

在坡面按照设计间距打入锚板，并在坡面外端预留一定长度，通过此预留锚板作为载体，在其上构筑钢筋混凝土种植槽，在槽内回填土壤、肥料等基质，种植具有较强抗旱性的灌木、提高肥力的豆科植物、保水保肥的草本植物等，同时兼顾植被格局配置的观赏性，选择既能上爬又能下挂的植物，通过一段时间的培育后形成完整的植物群落从而遮挡覆盖裸露坡面。

一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法，其步骤是：

A、根据设计图制作植生槽，并准备灌溉主水管、拉锚、引流水管和集水沟，同时在岩壁上打槽，每层植生槽交错放置，保证水槽中的水漫出后落入下层植生槽中；

B、将植生槽装好土壤、肥料、保水剂、种子等组成的基质，在悬崖上安装固定；植生槽之间间距约为1-1.5m，两层植生槽之间的间距约为1-2m。按照图3形式交错放置；

C、在悬崖或者断面顶端修建灌溉主水管及泄水口进行灌溉，在悬崖断面底部修建集水沟收集水。灌溉频率和流量根据具体地点的年降雨量及旱季降雨量确定。如果恢复区域不需要设置灌溉主水管，可用高压水枪喷淋方式灌溉；

在恢复后一年到两年后，由于植被演替进一步推进，攀爬植物和下挂植物相向生长，岩壁会逐渐被植被遮挡，从而实现悬崖断面的生态治理目标。

所述的土壤基质槽中的土壤选择恢复区域当地的壤土，并在壤土中混合有机肥、泥炭、复合肥、保水剂，并散播植物种子。壤土、有机肥、泥炭、复合肥、保水剂所占比例大致范围分别为71.72%，25%，3%，0.2%，0.08%；

所述的使用的有机肥为秸秆和牛粪等农业有机物料腐熟形成的含碳物料；肥料为普通氮磷钾复合肥料；

所述的保水剂使用市面常见的农林保水剂即可，即具有吸水、储水和保水性能的高分子聚合物，可选用聚丙烯酰胺（PAM）；

所述的植物分为三类，即内侧攀爬植物（爬山虎、凌霄、葛藤等）、中挡植物（女贞、胡枝子、冬青、紫花苜蓿等）和下挂植物（黄素馨、金银花、香花崖豆藤等）的种子。攀爬植物播散在靠岩壁一侧，中挡植物居中，下挂植物播散在外侧，三类植物所占数量比例约为1:2:1。植物行距约为50cm。

上述三个步骤的技术措施中，最关键的是将植生槽分为了水槽和土壤基质槽，灌溉水或者雨水可以储存在水槽中，相比于传统的植生槽，这一设计大幅增强了植生槽的供水保水能力；另一方面，这一设计将水分与土壤分开，即是将植生槽的供水功能和土壤的承载供肥功能分开，多余的水会漫过水槽挡板排出，可以防止植生槽中雨水过多泡烂植物根系，防止水从植生槽上沿溢出带走土壤肥料而产生水土流失，从而解决了原有植生槽设计中，雨水容易造成水土侵蚀而旱季容易产生植物缺水的现象；同时排出的水分又进入下层植生槽，从而实现了水资源利用效率的大幅提升，灌溉工作只需要覆盖最高一层植生槽即可，降低了工作强度与管理成本。另外，本方案主要是面向于喀斯特石山环境陡峭的岩石断面或者悬崖峭壁的生态恢复，具有高度的针对性，而原有的坡面恢复与治理措施（如客土法，植生袋、喷播法以及原有植生槽等）都不具备对高坡度坡面、悬崖、断面的恢复能力。因此，本方法解决了难以在石山悬崖上进行植被恢复和生态治理的问题，为喀斯特区域石山断面的景观恢复、生态功能维持以及石漠化治理工作提供了新的方法方案。

一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统，它由灌溉主水管、拉锚、岩石坡面、引流水管、锚板、内侧攀爬植物、中挡植物、下挂植物、植生槽外墙、水槽挡板、土壤层、隔网、土壤基质槽、给水层、支撑颗粒、给水孔、水槽、隔板、泄水口、灌溉主水管分段、人造瀑布（灌溉水）、植物、植生槽、植生槽泄水、集水沟组成，其连接关系是：灌溉主水管修建在悬崖顶部平台上，灌溉主水管与引流水管相连；拉锚与岩石坡面和植生槽相连；引水管与岩石坡面相连并伸入水槽中；锚板嵌入岩石坡面中，并分别与水槽、隔板、给水层、支撑颗粒、植生槽外墙和土壤基质槽相连；土壤层分别与内侧攀爬植物、中挡植物、下挂植物相连；植生槽外墙包裹整个土壤基质层，植生槽外墙分别与土壤层、隔网、拉锚、锚板、给水层、支撑颗粒等相连；水槽挡板在水槽两端，水槽挡板分别与水槽、隔板，锚板、给水孔、岩石坡面相连；土壤层位于土壤基质槽内，下方为隔网，周围为植生槽外墙和隔板；隔网位于土壤层和给水层之间；土壤基质槽为隔板、植生槽外墙以及锚板5共同包围形成的、承载有植物、土壤层、隔网、给水层、支撑颗粒的空间；给水层由隔网、隔板、植生槽外墙、锚板共同包围形成，其中容纳有支撑颗粒；支撑颗粒为支撑隔网的固体颗粒物质，支撑颗粒分别与隔网、锚板、隔板和植生槽外墙相连；给水孔为隔板上的孔洞，它将水槽和土壤基质槽连接在一起；水槽为储存灌溉水的空间，水槽分别与岩石坡面、引流水管、锚板、水槽挡板、隔板相连；隔板将植生槽分为水槽和土壤基质槽两部分，隔板分别与锚板、植生槽外墙、土壤层、隔网、给水层、支撑颗粒、给水孔相连；泄水口位于灌溉主管道上，如果配用引流管道，则与引流管道相连；灌溉主水管分段位于灌溉主水管上；灌溉水（人造瀑布）在灌溉时从灌溉主水管中向下倾泻而出，如果设置引流水管，则不会有人造瀑布景观；植物为生长于植生槽中的土壤层中；植生槽由水槽和土壤基质槽及其中的各附属设备组成，植生槽分别与拉锚、岩石坡面、引流水管、锚板相连；植生槽泄水是水槽中水满后溢出水槽挡板后形成的灌溉水，将进入下一层植生槽或者集水沟中；集水沟修建在地面，用于收集植生槽泄水。

悬崖断面、峡谷陡坡以及采石场崖壁等区域由于坡度较大，土壤资源匮乏，水资源涵养能力很弱，一旦原有生境被破坏，进行人工生态恢复的难度极大，而且难以取得较好的恢复效果，甚至在施工过程中会对生态环境产生二次破坏，进一步增加恢复难度。本项目的修复区域母质、岩石直接裸露在外，而且坡度大于75°，无法采用客土法进行恢复，植生袋和喷播法等常规恢复措施亦难以达到恢复目标。而植生槽法的恢复特点满足本项目的恢复区域的要求，因此选择使用植槽法进行生态修复也是必然结果。而本方法针对喀斯特地区石山环境的具体特点，提出了一种新型植生槽生态恢复方案，更加适用于喀斯特石山条件和陡坡环境，解决了现有生态治理方案无法很好的应用于喀斯特石山环境高坡度区域的技术难点，并能维持悬崖断面的水土保持水平，同时为恢复植物长期的生长演替提供良好的水土条件。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

（1）本发明能够很好的应用在喀斯特石山环境，特别是用于高坡度、少土壤的悬崖和断面的生态恢复与治理工作上，现有的边坡恢复技术模式很难在75°以上的石山悬崖和坡面上开展有效的生态恢复和治理，本发明解决了石山悬崖断面生态恢复工作难以开展的技术难点。

（2）本发明能够有效利用水分，雨水或者灌溉水层层下泄，确保每个植生槽都能分配到水资源。

（3）植生槽具有特定的水槽和给水层存水，能够为植被提供长期的水土支撑条件，使得植生槽内植物有着充足的水分来源。

（4）水槽的设计可以防止土肥流失，植生槽内的土壤不会被雨水和灌溉水冲刷带走，有利于保水保肥。地表设置集水沟同样可以防止雨水和灌溉水冲刷，防止土壤侵蚀，同时回收水资源。

（5）本发明选用的植物可以攀爬也可以下挂，恢复范围扩大，达到恢复目的所需要的植生槽层数减少，从而降低成本。

（6）本发明选用紫花苜蓿可以生物固氮，植被群落实现长期演替，同时也因为植生槽保水保肥能力提高，因此恢复效果具有长效性。

（7）灌溉水可以形成人造瀑布景观，具有一定的美学价值，适用于森林公园等景点。

（8）管理相对粗放，灌溉频率需求低，在降雨较为充沛的地区可以不设置附属的人工灌溉设备，节省设备费用和管理费用。

附图说明

图1为一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统的示意图。

该图展示的是侧面观看装在断面上的整个植生槽系统时呈现的状态。

图2为一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统构造示意图。

与图1的区别在于，它是植生槽的截面图，展现了从侧面观看时植生槽的内部构造。

图3为一种植生槽整体布局及灌溉方法示意图。

其中：1－灌溉主水管、2－拉锚、3－岩石坡面、4－引流水管、5－锚板、6－内侧攀爬植物、7－中挡植物、8－下挂植物、9－植生槽外墙、10－水槽挡板、11－土壤层、12－隔网、13－土壤基质槽、14－给水层、15－支撑颗粒、16－给水孔、17－水槽、18－隔板、19－泄水口、20－灌溉主水管分段、21－灌溉水（人造瀑布）、22－植物、23－植生槽、24－植生槽泄水、25－集水沟。

具体实施方式

实施例1：

一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法，其步骤是：

A、灌溉主水管1设置在断面顶端平台上，与水池、水柜或者输水管道连接，断面底端的地面上设置集水沟25，用于排掉漏下的灌溉水。

B、植生槽23在岩壁3上的整体布局采用交错布局的方式，下层的植生槽要位于上层植生槽间距的下方，从而接纳上层植生槽泄水24，实现水资源利用最大化，并防止土肥资源流失。

C、在土壤基质槽按照比例依次放入支撑颗粒、隔网、混合后的土壤基质，最后播撒种子。在靠岩壁一侧播撒攀爬植物种子，居中的位置播撒中挡植物，外侧播撒下挂植物。保持行距为50cm，中挡植物中紫花苜蓿种子比例约占20%，从而提高人工土壤的自肥能力，提高植生槽的保水保肥能力。

D、根据生态恢复地区的气候条件，制定灌溉计划。如果没有设置灌溉主水管，则需要定期喷淋灌溉，保证植物生长所需的水分。灌溉频率和水量根据实际情况确定。

所述的土壤基质槽中的土壤选择恢复区域当地的壤土，并在壤土中混合有机肥、泥炭、复合肥、保水剂，并散播植物种子。壤土、有机肥、泥炭、复合肥、保水剂所占比例大致范围分别为71.72%，25%，3%，0.2%，0.08%；

所述的使用的有机肥为秸秆和牛粪等农业有机物料腐熟形成的含碳物料；肥料为普通氮磷钾复合肥料；

所述的保水剂使用市面常见的农林保水剂即可，即具有吸水、储水和保水性能的高分子聚合物，可选用聚丙烯酰胺（PAM）。

植生槽内的植被生长需要人工灌溉维持所需水分，灌溉思路是将灌溉水抽到山顶，通过重力作用，经过引流水管引导或者直接垂直滴入植生槽的水槽之中。对于较为平滑的悬崖断面，可不设置引流水管。在项目实施中，根据断面的实际长度、所需灌溉的植生槽数量以及作物需水情况确定分段数量，实施分段分时灌溉，设定每次灌溉的次序和灌溉时长，亦可同时灌溉。对于小断面或者灌溉需求较低的区域，可不分段。对于某些公园景观而言，可以去掉引流水管将灌溉设备改造为人造瀑布景观。总体而言，灌溉系统主管道的设置较为灵活，应根据具体需求和环境特点进行规划设置。

实施例2：

根据图1、图2和图3可知，一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统，它由灌溉主水管1、拉锚2、岩石坡面3、引流水管4、锚板5、内侧攀爬植物6、中挡植物7、下挂植物8、植生槽外墙9、水槽挡板10、土壤层11、隔网12、土壤基质槽13、给水层14、支撑颗粒15、给水孔16、水槽17、隔板18、泄水口19、灌溉主水管分段20、灌溉水21、承载有植物22、植生槽23、植生槽泄水24、集水沟25组成。连接关系是：灌溉主水管1建在悬崖顶部平台上，灌溉主水管1与引流水管4相连；拉锚2分别与岩石坡面3和植生槽23相连；灌溉主水管1分别与引流水管4、灌溉主水管分段20相连，引水管4与岩石坡面3相连并伸入水槽17中，灌溉主水管分段20位于灌溉主水管1上，锚板5嵌入岩石坡面3中，锚板5分别与水槽17、隔板18、给水层14、支撑颗粒15、植生槽外墙9和土壤基质槽13相连；土壤层11分别与内侧攀爬植物6、中挡植物7、下挂植物8相连；植生槽外墙9包裹整个土壤基质层，植生槽外墙9分别与土壤层11、隔网12、拉锚2、锚板5、给水层14、支撑颗粒15等相连；水槽挡板10在水槽两端，水槽挡板10分别与水槽17、隔板18、锚板5、给水孔16、岩石坡面3相连；土壤层11位于土壤基质槽内，下方为隔网12，周围为植生槽外墙9和隔板18；隔网12位于土壤层11和给水层14之间；土壤基质槽13为隔板18、植生槽外墙9以及锚板5共同包围形成的、承载有植物22、土壤层11、隔网12、给水层14、支撑颗粒15的空间；给水层14由隔网12、隔板18、植生槽外墙9、锚板5共同包围形成，其中容纳有支撑颗粒15；支撑颗粒15为支撑隔网12的固体物质，支撑颗粒15分别隔网12、锚板5、隔板18和植生槽外墙9相连；泄水口19位于灌溉主管道1上，植物22生长在植生槽23的土壤层11中，灌溉水21在灌溉时从灌溉主水管1中向下倾泻而出（如果设置引流水管则不会形成人造瀑布）；植生槽23由水槽17和土壤基质槽13组成，植生槽23分别与拉锚2、岩石坡面3、引流水管4、锚板5相连；植生槽泄水24是水槽17中水满后溢出水槽挡板10后形成的灌溉水，植生槽泄水24将进入下一层植生槽或者集水沟25中；集水沟25修建在地面用于收集植生槽泄水24。给水孔16为隔板18上的孔洞，它将水槽17和土壤基质槽13连接在一起；水槽17为储存灌溉水的空间，水槽17分别与岩石坡面3、引流水管4、锚板5、水槽挡板10、隔板18相连；隔板18将植生槽23分为水槽17和土壤基质槽13两部分，隔板18分别与锚板5、植生槽外墙9、土壤层11、隔网12、给水层14、支撑颗粒15、给水孔16相连。

内侧攀爬植物主要为爬山虎、凌霄、葛藤等藤本植物。这类植物具有较好的攀爬能力，可以覆盖植生槽上方的岩壁。中挡植物主要为女贞、胡枝子、冬青小型树种或灌木，并加入固氮植物如紫花苜蓿等补充土壤肥力。下挂植物主要为黄素馨、金银花、香花崖豆藤、迎春花等藤本或者灌木。这类植物垂挂生长，可以覆盖植生槽下方岩壁。

支撑颗粒使用聚甲醛材质的实心塑料球，机械强度高，而且耐弱酸。也可使用聚酰胺或者聚丙烯等材质。如果为了节省成本，也可使用卵石或者碎石子。

断面顶端设置灌溉主管道1，主管道每隔400mm在朝断面的一侧设置一个内径为100mm的泄水口19（也可设置为方形，视情况定）。

植生槽23的长度为2000mm（即与断面和地面均平行的边长），宽度为500mm（即与断面垂直的边长），高度为400mm（即与断面平行，与地面垂直的边长）。植生槽23中，水槽挡板10高度为100mm，土壤层11厚度约为220mm，给水层14厚度为130mm。给水孔16为隔板18上的开孔，大小为50mm*50mm，每隔一段距离（推荐间距为200-400mm）开孔，

为实现植生槽23固定在断面上，除了使用拉锚2外，锚板5还需嵌入断面中。作为整个植生槽23的基座，推荐锚板5为一整块预制板，厚度为120mm或150mm，宽度和长度分别为1100mm与2000mm，其中宽度1100mm中的600mm嵌入石壁断面，断面外留有500mm×2000mm的面积用于建设植生槽23。如果锚板5使用厚冷轧钢板材料，则嵌入断面的深度可以适当减少。整个植生槽23与锚板5的大小可以根据具体需求和实际情况调整，如等比例缩小，或者减少长度等。

最上层植生槽顶端的位置距断面顶端2000mm，最下层植生槽顶端距上层植生槽底端1000-2000mm，相邻两层植生槽之间相距2000mm，具体层数视悬崖高度而定；同一层的植生槽之间的间距为1000mm。

实施例3：

根据图3可知，一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统，它由灌溉主水管1、泄水口19、灌溉主水管分段20、灌溉水（人造瀑布）21、植物22、植生槽23、植生槽泄水24、集水沟25组成，其连接关系是：灌溉主水管1修建在悬崖顶部平台上，灌溉主水管1分别与引流水管4、灌溉主水管分段20相连，引水管4与岩石坡面3相连并伸入水槽17中，灌溉主水管分段20位于灌溉主水管1上，泄水口19位于灌溉主管道1上，如果配用引流管道4，则与引流管道相连；灌溉主水管分段20位于灌溉主水管1上；灌溉水（人造瀑布）21在灌溉时从灌溉主水管中向下倾泻而出，如果设置引流水管，则不会有人造瀑布景观；植物22为生长于植生槽23中的土壤层11中；植生槽23由水槽17和土壤基质槽13及其中的各附属设备组成，它分别与拉锚2、岩石坡面3、引流水管4、锚板5相连；植生槽泄水24是水槽17中水满后溢出水槽挡板10所形成的灌溉水，它将进入下一层植生槽或者集水沟中；集水沟25修建在地面，用于收集植生槽泄水24。

上述措施（实施例2、实施例3）中，最关键的植物、植生槽安装位置以及植生槽泄水。良好的植被格局是植生槽实现植被恢复和生态治理的关键，选择的植物是适宜石生环境且具有一定干旱胁迫耐性的物种，并考虑植被的长期演替，加入了固氮植物。另外，植物的选择明确了需兼顾了攀爬、中挡和下挂植物三种类型，十分适合在高坡度的悬崖断面上使用，使得一个植生槽能够绿化的面积大幅增加，提升了植生槽的治理效果。相邻层的植生槽镶嵌设置在岩壁上，从而使得每层多出的灌溉水下泄到下层植生槽水槽中，保证了灌溉水能够得到充分利用。更重要的是，只需要浇灌最高一层的植生槽即可完成所有植生槽的灌溉工作，解决了断面植生槽不易于灌溉的问题。

图1-3中的各种装置介绍如下：

1－灌溉主水管，修建在悬崖和断面顶部平台上，水从水柜、水池或者水管进入灌溉主水管，也可修建沟渠代替；

2－拉锚。选配装置。为了改善受力状况，防止锚板裂损，在板外侧设置拉锚，为整个植生槽提供牵引力，有效降低板岩接触处的弯矩和剪力，提高整体强度；

3－岩石坡面，即需要开展生态恢复和治理工程的悬崖和断面，本方法针对的是坡度75°以上的陡坡和悬崖；

4－引流水管，选配装置。在岩石壁上修建简易引流水道辅助水流进入下层植生槽，可以避免因为岩壁不平整导致水资源分配不均。当悬崖断面较为平整时可以考虑不安装引流水管，水流直接沿着岩壁流下，或者当坡度为85°至90°时直接落入水槽之中；

5－锚板，通常采用混凝土材料，可以现浇或预制，是整个植生槽的基本结构之一，承担着构造整体框架、荷载传递的作用；部分嵌入墙体。嵌入深度由锚板伸出断面的长度以及四周挡板材质决定，伸出断面长度较长以及使用砖结构砌墙，由于重量较大，嵌入深度也会相应适当增加；

6－内侧攀爬植物，靠岩壁一侧种植攀爬能力较好的植物，如爬山虎、凌霄等；植物的选择要恢复区域的具体气候条件和环境需求来确定适宜生长的本地物种，中挡植物和下挂植物亦是如此；

7－中挡植物，中挡植物选择女贞、胡枝子、冬青等小型树种，同时加入紫花苜蓿，作为自身固氮的豆科植物为土壤的长效供氮能力提供保证；

8－下挂植物，下挂植物选择黄素馨、金银花、香花崖豆藤等藤本植物，可下垂遮挡岩壁；

9－土壤基质槽外墙，在锚板上建筑的土壤基质槽墙壁，可以用砖砌，也可以用不锈钢板建造。后者造价高但重量轻，锚板打入墙体的深度较浅（如果用不锈钢板建造外墙，则要求整个锚板也是不锈钢板材料）；

10－水槽挡板，水槽两侧的挡水板，当水槽中水位高于挡板时会漫过挡板排出到植生槽外；

11－土壤层，土壤基质填充在土壤基质槽内，作为供给植物生长的营养库。土壤基质由壤土，有机物料，肥料和保水剂按一定比例制成，不仅要求其有一定的孔隙度和疏松结构，而且要求能为苗木持续提供水分和养分；

12－隔网，起到隔档作用，为两层密集的纱网，中间可增加一层薄棉织物；隔网透水透气但较大的土壤颗粒、肥料颗粒等无法通过，起到保土保肥的作用；

13－土壤基质槽，植生槽的主体部分，隔板将其与水槽隔开。其内部包括植物、土壤层、隔网和支撑颗粒等；

14－给水层，隔网下方的储水空间，内部有支撑颗粒，颗粒缝隙用于储水；

15－支撑颗粒，位于隔网下方，支撑隔网，颗粒之间的空隙用于储存水分；

16－给水孔，在隔板上开孔，作为水分进出土壤基质槽的通道；

17－水槽，位于基质生物槽与岩体连接之间，用于接纳灌溉水，同时防止水对土壤的冲刷和溅蚀，具有一定的存水功能，为槽内植物提供水资源，同时可将水从给水孔导出，通过引流水道或者自由落体导入下一层植生槽；

18－隔板，将植生槽分割为土壤基质槽和水槽，隔板上有给水孔；

19－泄水口，灌溉主水管上的开口，用于下泄灌溉水。等间距布置，孔径规格需要根据当地降雨量和降水强度等自然因素，以及灌溉频率和灌溉强度进行综合考量；如果设置引流水管，则泄水口与引流水管连接；

20－灌溉主水管分段，灌溉主水管为分开的多段，可以分开设置主水管也可在一根主水管上设置阀门。如果断面不长，灌溉水量小，或者不需要分段灌溉，可以不用分段，使用一根整体连通的主水管即可；

21－灌溉水（人造瀑布），灌溉时形成的水流景观，如果不设置引流水管，且断面陡峭时，可形成人造瀑布景观，增强观赏价值；

22－植物：生长在植生槽内的所有植物，包括攀爬植物、中挡植物和下挂植物，也包括当地种子库通过其他媒介进入植生槽中自然生长植物；

23－植生槽，由水槽、土壤基质槽及其他附属设备组成的，固定在悬崖断面上供植被在悬崖断面生长的设备；

24－植生槽泄水，当水槽中水位高于水槽两侧挡板时，水漫过挡板泄下，流入下层植生槽或者地面的水槽中；

25－集水沟，收集没有进入植生槽的灌溉水，可回收利用水资源或者排入地下管网，防止地表出现水力侵蚀。

Claims (4)

1.一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的方法，它包括以下步骤：

A、根据设计图制作植生槽，准备灌溉主水管、拉锚、引流水管、集水沟，同时在岩壁上开槽，装入锚板作为植生槽安装固定的平台；

B、在植生槽内先装入支撑颗粒，再装入并固定好隔网，最后装入由土壤、肥料、保水剂、种子组成的混合基质；同一层植生槽之间间距为1-1.5m，相邻两层植生槽之间的间距为1-2m，上下两层植生槽交错放置；

C、在悬崖或者断面顶端修建灌溉主管道，通过泄水口自然下泄灌溉水进入植生槽的水槽中实施灌溉；

植生槽结构水土分离，防止土肥流失，水槽和给水层为植生槽的储水结构，保证水分长期供应；

当水槽中水位高于水槽挡板时，水会漫出形成植生槽泄水，植生槽泄水进入下层植生槽，从而实现层层灌溉；

最下层的植生槽泄水进入集水沟，实现灌溉水回收；

灌溉频率根据年降雨量及旱季降雨量确定；

如果治理区域的年降雨量大于800mm，可以不设置灌溉主管道和引流水管等部分灌溉装置，只需在旱季用高压水枪喷淋的方式灌溉；

所述的土壤基质槽中的土壤选择恢复区域当地的壤土，在土壤中混合肥料、泥炭、秸秆、保水剂，散播植物种子，壤土、有机肥、泥炭，复合肥、保水剂分别为71.72%，25%，3%，0.2%，0.08%；

所述的为氮磷钾复合肥料；

所述的保水剂为聚丙烯酰胺；

所述的植物分为三类，内侧攀爬植物：爬山虎、凌霄、葛藤；中挡植物：女贞、胡枝子、冬青小型树种，以及固氮植物，如紫花苜蓿；下挂植物：黄素馨、金银花、香花崖豆藤等藤本植物。

2.权利要求1所述的一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统，包括灌溉主水管（1）、拉锚（2）、岩石坡面（3）、锚板（5）、内侧攀爬植物（6）、中挡植物（7）、下挂植物（8）、植生槽外墙（9）、水槽挡板（10）、土壤层（11）、隔网（12）、土壤基质槽（13）、给水层（14）、支撑颗粒（15）、给水孔（16）、水槽（17）、隔板（18）、泄水口（19）、植物（22）、植生槽（23）、植生槽泄水（24）、集水沟（25），其特征在于：灌溉主水管（1）修建在悬崖顶部平台上，灌溉主水管（1）与引流水管（4）相连；拉锚（2）分别与岩石坡面（3）和植生槽（23）相连；锚板（5）嵌入岩石坡面（3）中，并分别与水槽（17）、隔板（18）、给水层（14）、支撑颗粒（15）、植生槽外墙（9）和土壤基质槽（13）相连；土壤层（11）分别与内侧攀爬植物（6）、中挡植物（7）、下挂植物（8）相连，植生槽外墙（9）分别与土壤层（11）、隔网（12）、拉锚（2）、锚板（5）、给水层（14）、支撑颗粒（15）相连；水槽挡板（10）设置在水槽两端，水槽挡板（10）分别与水槽（17）、隔板（18）、锚板（5）、给水孔（16）、岩石坡面（3）相连；土壤层（11）位于土壤基质槽内，土壤层（11）下方和四周分别与隔网（12）、植生槽外墙（9）和隔板（18）相连；隔网（12）位于土壤层（11）和给水层（14）之间；土壤基质槽（13）为隔板（18）、植生槽外墙（9）及锚板（5）共同包围形成；给水层（14）由隔网（12）、隔板（18）、植生槽外墙（9）、锚板（5）共同包围形成，给水层（14）分别与隔网（12）、锚板（5）、隔板（18）和植生槽外墙（9）相连；隔板（18）与植生槽外墙（9）相连；给水孔（16）为隔板（18）上的孔洞；水槽（17）分别与岩石坡面（3）、引流水管（4）、锚板（5）、水槽挡板（10）、隔板（18）相连；泄水口（19）位于灌溉主管道（1）上，植物（22）生长在植生槽（23）的土壤层（11）中，植生槽（23）由水槽（17）和土壤基质槽（13）组成，植生槽（23）分别与拉锚（2）、岩石坡面（3）、引流水管（4）、锚板（5）相连，集水沟（25）与植生槽泄水（24）相连。

3.根据权利要求2述的一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统，其特征在于：灌溉主水管（1）分别与引流水管（4）、灌溉主水管分段（20）相连，引水管（4）与岩石坡面（3）相连并伸入水槽（17）中，灌溉主水管分段（20）位于灌溉主水管（1）上。

4.根据权利要求2述的一种适用于喀斯特石山区悬崖断面生态治理的灌溉系统，其特征在于：所述的隔板（18）将植生槽（23）分为水槽（17）和土壤基质槽（13）两部分，隔板（18）分别与锚板（5）、植生槽外墙（9）、土壤层（11）、隔网（12）、给水层（14）、支撑颗粒（15）、给水孔（16）相连。