CN110278804A - 一种高陡硬质边坡绿化系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高陡硬质边坡绿化系统及其应用方法，包括开设在硬质坡面上的若干孔洞，所述孔洞内设有生态筒，每个生态筒内填充生态基质，进行植物栽种，所述坡面上方设有喷灌供水系统，坡面底部设有截水沟，喷灌供水系统为生态筒内植物进行供水浇灌，截水沟用于绿化系统排水。本发明利用一种多层多孔的生态筒对硬质边坡进行生态修复、绿化，充分利用植被基材与多孔生态筒的优点，通过在坡面局部开孔，放置护坡生态筒，为植被提供长期生长条件，实现岩质坡面、硬质坡面的生态修复需求。护坡生态筒对坡面的扰动小，同时考虑了植被长期生长需求以及植物根系对坡面潜在的不利影响，能够有效保持高陡硬质边坡绿化景观。

Description

一种高陡硬质边坡绿化系统及其应用方法

技术领域

本发明属于生态修复工程及绿化工程领域，具体涉及一种高陡硬质边坡绿化系统及其应用方法。

背景技术

在水电、交通、市政、矿山工程中，由于施工开挖，形成大量裸露岩质坡面，一些坡面采用喷射混凝土、浆砌石等工程实施防护形成硬质坡面。这些岩质坡面、硬质坡面由于缺乏植被生长条件，生态环境较差，坡面景观效应需求长期以来未能得到良好的解决。植被硬质边坡生态修复在岩质边坡生态防护中已取得一定的成就，但由于基材厚度有限，不利于灌木的长期生长；已经实施工程防护的硬质坡面，传统的生态防护技术应用也受到限制。目前较多的采用植草砖护砌，植草砖虽然也能进行绿化，但是由于其形态单板，不利于进一步的岩质坡面景观美化。因此，有必要设计一种应用于高陡硬质边坡的绿化系统。

发明内容

为解决现有技术中所存在的不足，本发明利用一种多层多孔生态筒对边坡进行生态修复、绿化，本发明充分利用植被基材与多孔生态筒的优点，通过在坡面局部开孔，放置护坡生态筒，为植被提供长期生长条件，实现岩质坡面、硬质坡面的生态修复需求。护坡生态筒对坡面的扰动小，同时考虑了植被长期生长需求以及植物根系对坡面潜在的不利影响，能够有效保持高陡硬质边坡绿化景观。

本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：包括开设在硬质坡面上的若干孔洞，所述孔洞内设有生态筒，每个生态筒内填充生态基质，进行植物栽种，所述坡面上方设有喷灌供水系统，坡面底部设有截水沟，喷灌供水系统为生态筒内植物进行供水浇灌，截水沟用于绿化系统排水。

所述生态筒为双层圆筒，外层筒体与孔洞的孔壁之间填充有机质可压缩材料，形成缓冲材料层，生态筒的外层筒体与内层圆筒之间为吸水材料层，内层筒体内底部填充无植物种子的生态基质，即纯基质，上部填充含选用植物种子的生态基质，所述生态筒的内外层筒体筒壁上均开设有若干透水孔，保证各材料层之间的水流循环，所述缓冲材料层内的有机可压缩性材料，为有机硅材料、聚乙烯泡沫塑料或吸水垫，吸水材料层的吸水材料为锯末或脱脂棉中的一种或一种以上的混合物。

所述生态筒在坡面上的布置角度，与坡面呈50-80°夹角，生态筒底部纯基质端放入孔洞底部，生态筒上方含植物种子端顶部与坡面平齐。

所述生态筒中含植物种子的基质与无种子的纯基质的高度比为选用1-2:8-9，如1:8、1:9、2:8、2:9均可。

所述生态筒内填充的基质配方为：沙壤土4.6Kg，AB菌生物肥2.7Kg，有机质1.3Kg，保水剂0.18Kg，复合肥0.25Kg，所述基质配方中，保水剂为聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素型或纤维素型保水剂或其他保水剂；有机质是锯末、稻壳或酒槽中的一种或一种以上的混合物；复合肥的使用根据植被来确定，包括氮肥，磷肥，钾肥，微量元素以及腐植酸，且至少包括氮肥、磷肥、钾肥中的两种同时存在。

所述生态筒内植物的物种选择原则为：根据坡面具体情况及周边地域环境，选择适宜的灌木或攀援植物，如多花木兰、紫穗槐等，攀援植物如爬山虎、葛藤等。

所述喷灌供水系统包括开设在坡顶距离坡面4-6米位置处平行于坡面边缘的集水槽，用于收集周围汇水，集水槽采用梯形截面设计，沿集水槽长度方向上每隔10m设置一处储水池，用于存储收集的雨水，每个储水池上均引出一根主供水管，主供水管向坡面延伸，在坡面上主供水管上连通有若干分支供水管，各分支供水管末端连接有喷头，用于向坡面上植物进行喷灌，每根所述主供水管上均设有注水控制阀，用于控制喷灌供水系统的供水通断，所述坡面上若干生态筒内设有温度和湿度传感器，通过实时监控的植物生长环境温度和湿度情况，控制喷灌供水系统的供水情况。

所述一种高陡硬质边坡绿化系统的应用方法，包括如下步骤：

步骤1、坡面清理：对坡面进行清理，对实施工程的硬质坡面可不进行清理直接开孔；

步骤2、坡面开孔：用凿岩机在岩质坡面上凿出若干直径为300mm的孔洞，各孔洞之间的间距为300mm、深度为500mm，孔洞为正方形或圆形；

步骤3、铺设生态筒：将生态筒置于孔洞中，生态筒为双层圆筒，生态筒外层筒体的筒壁与孔洞孔壁之间间距为2-4cm，在孔洞孔壁与生态筒外层筒体之间填充有机质可压缩材料，即缓冲材料层，生态筒的外层筒体和内层筒体之间填充吸水材料，在内层筒体底部充填无植物种子的生态基质，即纯基质，上部充填含选用植物种子的生态基质；

步骤4、生态筒养护：对生态筒进行保墒养护，完成坡面的生态修复或绿化；

步骤5、建立喷灌系统：在坡顶区距坡面4-6米位置处设置平行于坡面边缘的集水槽，用于收集周围汇水，集水槽采用梯形断面，在集水槽上每隔10m设置一处储水池，用于存储收集的雨水，储水池与坡面上供水管道连通，通过设置在主供水管道上的注水控制阀调节供水量，坡底设有截水沟，在雨水充足的季节，通过收集雨水作为储水池的补水水源，当雨水不足时，以及植物恢复初期可采用人工补水作为储水池的供水水源；

步骤6、运行及养护：施工完成后，喷灌系统首次运行应将储水池内注满，保持系统的出水量在最大状态运行，当润湿体形成且体积达到足以包容作物的根区体积后，定期测定土壤湿度，并调节注水控制阀或储水池水位控制喷灌系统的供水管道出水量，使坡面土壤的湿度保持在20-30％。

本发明具有如下优点：

1、利用生态筒对边坡进行生态修复、绿化时，通过钻孔开洞放入生态筒，筒内基质的养分、水分引导植物根系生长，通过开孔，实现筒内基材与环境的水、汽交换和循环，而且掺入吸水材料，可有利地保证筒内植被长期生长；

2、植被选用适宜灌木、攀援植物，可有效改善坡面的植被覆盖。植被生长时，其根系基本被限制在筒内，加上外层填充可压缩材料的作用，减少了根系胀裂可能对坡面的不利影响；

3、圆筒具有一定的强度，其结构类似锚杆，可起到一定的锚固作用；

4、本发明提供的高陡硬质边坡绿化系统，将护坡生态筒与传统植被混凝土生态修复技术相结合，植被恢复与锚固固定同时进行，能够更好的实现在边坡上植被的生长以及对边坡的固定。

附图说明

图1高陡硬质边坡绿化系统结构示意图；

图2自动控制喷灌系统结构示意图；

图3坡面上的布置图；

图4生态筒示意图；

图5生态筒的剖面示意图；

图6集水槽的剖面示意图；

其中：1-基质，2-透水孔，3-内层筒体，4-吸水材料层，5-缓冲材料层，6-孔洞，7-坡面，8-生态筒，9-外层筒体，10-储水池，11-坡顶，12-坡顶绿化，13-坡面绿化，14-喷头，15-谷底，16-截水沟，17-集水槽，18-注水控制阀，19-主供水管，20-分支供水管。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-6所示，一种高陡硬质边坡绿化系统，包括开设在硬质坡面7上的若干孔洞6，孔洞内设有生态筒8，每个生态筒内填充生态基质，进行植物栽种，所述坡面上方设有喷灌供水系统，坡面底部设有截水沟16，喷灌供水系统为生态筒内植物进行供水浇灌，截水沟用于绿化系统排水。

生态筒8为双层圆筒，外层筒体9与孔洞6的孔壁之间填充有机质可压缩材料，形成缓冲材料层5，生态筒的外层筒体9与内层圆筒3之间为吸水材料层4，内层筒体3内底部填充无植物种子的生态基质，即纯基质，上部填充含选用植物种子的生态基质，生态筒的内外层筒体筒壁上均开设有若干透水孔2，保证各材料层之间的水流循环，缓冲材料层内的有机可压缩性材料，为有机硅材料、聚乙烯泡沫塑料或吸水垫，吸水材料层的吸水材料为锯末或脱脂棉中的一种或一种以上的混合物。

生态筒8在坡面7上的布置角度，与坡面呈50-80°夹角，生态筒底部纯基质端放入孔洞底部，生态筒上方含植物种子端顶部与坡面平齐。

生态筒8中含植物种子的基质与无种子的纯基质的高度比为选用1-2:8-9，如1:8、1:9、2:8、2:9均可。

生态筒内填充的基质配方为：沙壤土4.6Kg，AB菌生物肥2.7Kg，有机质1.3Kg，保水剂0.18Kg，复合肥0.25Kg，基质配方中，保水剂为聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素型或纤维素型保水剂或其他保水剂；有机质是锯末、稻壳或酒槽中的一种或一种以上的混合物；复合肥的使用根据植被来确定，包括氮肥，磷肥，钾肥，微量元素以及腐植酸，且至少包括氮肥、磷肥、钾肥中的两种同时存在；

生态筒内植物的物种选择原则为：根据坡面具体情况及周边地域环境，选择适宜的灌木或攀援植物，如多花木兰、紫穗槐等，攀援植物如爬山虎、葛藤等。

喷灌供水系统包括开设在坡顶距离坡面4-6米位置处平行于坡面边缘的集水槽17，用于收集周围汇水，集水槽采用梯形截面设计，沿集水槽长度方向上每隔10m设置一处储水池10，用于存储收集的雨水，每个储水池10上均引出一根主供水管19，主供水管向坡面延伸，在坡面上主供水管上连通有若干分支供水管20，各分支供水管20末端连接有喷头14，用于向坡面上植物进行喷灌，每根所述主供水管上均设有注水控制阀18，用于控制喷灌供水系统的供水通断，所述坡面上若干生态筒内设有温度和湿度传感器，通过实时监控的植物生长环境温度和湿度情况，控制喷灌供水系统的供水情况。

一种高陡硬质边坡绿化系统的应用方法，包括如下步骤：

步骤1、坡面清理：对坡面7进行清理，对实施工程的硬质坡面可不进行清理直接开孔；

步骤2、坡面开孔：用凿岩机在岩质坡面上凿出若干直径为300mm的孔洞6，各孔洞之间的间距为300mm、深度为500mm，孔洞为正方形或圆形；

步骤3、铺设生态筒8：将生态筒8置于孔洞中，生态筒8为双层圆筒，生态筒外层筒体9的筒壁与孔洞孔壁之间间距为2-4cm，在孔洞孔壁与生态筒外层筒体之间填充有机质可压缩材料，即缓冲材料层5，生态筒的外层筒体9和内层筒体3之间填充吸水材料，在内层筒体3底部充填无植物种子的生态基质，即纯基质，上部充填含选用植物种子的生态基质；

步骤4、生态筒养护：对生态筒进行保墒养护，完成坡面的生态修复或绿化；

步骤5、建立喷灌系统：在坡顶区距坡面4-6米位置处设置平行于坡面边缘的集水槽17，用于收集周围汇水，集水槽采用梯形断面，在集水槽上每隔10m设置一处储水池10，用于存储收集的雨水，储水池与坡面上供水管道连通，通过设置在主供水管道上的注水控制阀调节供水量，坡底设有截水沟，在雨水充足的季节，通过收集雨水作为储水池的补水水源，当雨水不足时，以及植物恢复初期可采用人工补水作为储水池的供水水源；

步骤6、运行及养护：施工完成后，喷灌系统首次运行应将储水池10内注满，保持系统的出水量在最大状态运行，当润湿体形成且体积达到足以包容作物的根区体积后，定期测定土壤湿度，并调节注水控制阀或储水池水位控制喷灌系统的供水管道出水量，使坡面土壤的湿度保持在20-30％。

本发明充分利用植被基材与多孔圆筒的优点，通过在坡面局部开孔，放置生态护坡圆筒，为植被提供长期生长条件，实现岩质坡面、硬质坡面的生态修复需求。

在预埋喷灌系统上安装喷头，通过喷头浇灌植物种植，喷灌系统可根据温度湿度自动控制。

利用生态筒对边坡进行生态修复、绿化时，通过钻孔开洞放入生态圆筒，筒内基材的养分、水分引导植物根系生长，通过开孔，实现筒内基材与环境的水、汽交换和循环，而且掺入吸水材料，可有利地保证筒内植被长期生长。

基质配方为沙壤土、AB菌生物肥、有机质、保水剂、复合；能有效的解决了植物种植中所需的营养基质问题。

在坡顶区距坡面4-6米内设置集水槽，用于收集周围汇水，集水槽采用梯形断面，在集水槽上每隔10m设置一处储水池，用于存储收集的雨水，并采用自动喷灌系统供水，在谷底设有截水沟，能有效解决了坡面绿化的浇灌和排水问题。

植被选用适宜灌木、攀援植物，可有效改善坡面的植被覆盖。植被生长时，其根系基本被限制在筒内，加上外层填充可压缩材料的作用，减少了根系胀裂可能对坡面的不利影响。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (8)

1.一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：包括开设在硬质坡面上的若干孔洞，所述孔洞内设有生态筒，每个生态筒内填充生态基质，进行植物栽种，所述坡面上方设有喷灌供水系统，坡面底部设有截水沟，喷灌供水系统为生态筒内植物进行供水浇灌，截水沟用于绿化系统排水。

2.如权利要求1所述的一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：所述生态筒为双层圆筒，外层筒体与孔洞的孔壁之间填充有机质可压缩材料，形成缓冲材料层，生态筒的外层筒体与内层圆筒之间为吸水材料层，内层筒体内底部填充无植物种子的生态基质，即纯基质，上部填充含选用植物种子的生态基质，所述生态筒的内外层筒体筒壁上均开设有若干透水孔，所述缓冲材料层内的有机可压缩性材料，为有机硅材料、聚乙烯泡沫塑料或吸水垫，吸水材料层的吸水材料为锯末或脱脂棉中的一种或多种的混合物。

3.如权利要求2所述的一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：所述生态筒在坡面上的布置角度，与坡面呈50-80°夹角，生态筒底部纯基质端放入孔洞底部，生态筒上方含植物种子端顶部与坡面平齐。

4.如权利要求2所述的一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：所述生态筒中含植物种子的基质与无种子的纯基质的高度比为选用1-2:8-9。

5.如权利要求2所述的一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：所述生态筒内填充的基质配方为：沙壤土4.6Kg，AB菌生物肥2.7Kg，有机质1.3Kg，保水剂0.18Kg，复合肥0.25Kg，所述基质配方中，保水剂为聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素型或纤维素型保水剂或其他保水剂；有机质是锯末、稻壳或酒槽中的一种或多种的混合物；复合肥的使用根据植被来确定，包括氮肥，磷肥，钾肥，微量元素以及腐植酸，且至少包括氮肥、磷肥、钾肥中的两种同时存在。

6.如权利要求2所述的一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：所述生态筒内植物的物种选择原则为：根据坡面具体情况及周边地域环境，选择适宜的灌木或攀援植物。

7.如权利要求1所述的一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：所述喷灌供水系统包括开设在坡顶距离坡面4-6米位置处平行于坡面边缘的集水槽，用于收集周围汇水，集水槽采用梯形截面设计，沿集水槽长度方向上每隔10m设置一处储水池，用于存储收集的雨水，每个储水池上均引出一根主供水管，主供水管向坡面延伸，在坡面上主供水管上连通有若干分支供水管，各分支供水管末端连接有喷头，用于向坡面上植物进行喷灌，每根所述主供水管上均设有注水控制阀，用于控制喷灌供水系统的供水量。

8.如权利要求1所述的一种高陡硬质边坡绿化系统，其特征在于：所述一种高陡硬质边坡绿化系统的应用方法，包括如下步骤：

步骤1、坡面清理：对坡面进行清理，对实施工程的硬质坡面可不进行清理直接开孔；

步骤2、坡面开孔：用凿岩机在岩质坡面上凿出若干直径为300mm的孔洞，各孔洞之间的间距为300mm、深度为500mm；

步骤3、铺设生态筒：将生态筒置于孔洞中，生态筒为双层圆筒，生态筒外层筒体的筒壁与孔洞孔壁之间间距为2-4cm，在孔洞孔壁与生态筒外层筒体之间填充有机质可压缩材料，即缓冲材料层，在生态筒的外层筒体和内层筒体之间填充吸水材料，在内层筒体底部充填无植物种子的生态基质，即纯基质，上部充填含选用植物种子的生态基质；

步骤4、生态筒养护：对生态筒进行保墒养护，完成坡面的生态修复或绿化；

步骤5、建立喷灌系统：在坡顶区距坡面4-6米位置处设置平行于坡面边缘的集水槽，用于收集周围汇水，集水槽采用梯形断面，在集水槽上每隔10m设置一处储水池，用于存储收集的雨水，储水池与坡面上供水管道连通，通过设置在主供水管道上的注水控制阀调节供水量，坡底设有截水沟，在雨水充足的季节，通过收集雨水作为储水池的补水水源，当雨水不足时，以及植物恢复初期可采用人工补水作为储水池的供水水源；

步骤6、运行及养护：施工完成后，喷灌系统首次运行应将储水池内注满，保持系统的出水量在最大状态运行，当润湿体形成且体积达到足以包容作物的根区体积后，定期测定土壤湿度，并调节注水控制阀或储水池水位控制喷灌系统的供水管道出水量，使坡面土壤的湿度保持在20-30％。