CN121381663A - 一种基于格构梁的边坡生态修复系统及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及边坡生态修复技术领域，尤其是一种基于格构梁的边坡生态修复系统，包括成型于坡面上的格构梁，所述格构梁在所述边坡上分隔出多个种植格；所述格构梁的横梁上方安装有种植槽，所述种植槽的底部沿所述横梁插入所述种植格中；其中，所述种植槽的内部具有种植腔，本发明中通过在每个种植格的横梁上均安装一个种植槽，可使横梁从单一功能的固定坡面构件转型为兼具种植和稳定坡面功能的承载结构，如此有效提升边坡的植被覆盖度，种植槽的内部集成导水结构，其能够准确捕获坡面径流并定向补给槽内植物，种植槽内的植物在下垂后可与下方种植格中的植物形成群落结构，还可与该种植格上部的原生植物形成植物群落。

Description

一种基于格构梁的边坡生态修复系统及修复方法

技术领域

本发明涉及边坡生态修复技术领域，尤其涉及一种基于格构梁的边坡生态修复系统及修复方法。

背景技术

格构梁边坡生态修复技术是当前岩土工程与环境工程交叉领域的重要技术手段，旨在通过工程结构稳定边坡，并结合植被恢复实现生态功能。

目前，横向格构梁仅被视作纯粹的边坡加固构件，其作为天然承载平台的巨大潜能被完全忽视；为实现快速绿化，工程实践中普遍采用在框格内固定土工格室、堆叠生态袋或进行客土喷播等方式，强制进行全坡面覆土，平均厚度常达10cm以上。

这种惯用处理方式引发了诸多难以调和的矛盾。首先，横向格构梁对自然降水和人工喷灌形成显著的遮挡效应，加之坡面径流快速流失，导致横梁正下方30-40cm的关键区域土壤含水率持续低于植物生存阈值，形成顽固的条带状裸露退化区，最终造成边坡植被覆盖度严重不均；其次，全坡面覆土为杂草的滋生提供了温床，杂草凭借其强大的竞争优势，在水分、养分和光照上迅速压制目标植物，导致植被恢复效果差，难以形成稳定景观，而人工除草在陡坡上作业效率低下且安全隐患巨大，化学除草则存在难以精准控制、污染环境、伤害目标植物的风险，违背生态修复的初衷。

因此，开发一种能够克服上述缺陷的新型生态修复系统与方法，已成为本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在上述缺点，而提出的一种基于格构梁的边坡生态修复系统及修复方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种基于格构梁的边坡生态修复系统，包括成型于边坡坡面上的格构梁，所述格构梁在所述边坡上分隔出多个种植格；

所述格构梁的横梁上方安装有种植槽，所述种植槽的底部沿所述横梁插入所述种植格中；

其中，所述种植槽的内部具有种植腔，且种植槽的内部设置有贴合所述种植格坡面的导水结构。

进一步的，所述种植槽包括；

底面以及垂直连接于所述底面两侧边的侧立面、以及垂直连接于所述底面上的正立面；

所述正立面连接在两个所述侧立面之间，所述底面、侧立面以及正立面之间构造出所述种植腔。

进一步的，在所述底面和所述侧立面的端面上均开设有安装孔，所述安装孔通过紧固件和格构梁固定连接；

其中，所述底面的至少部分插接在所述种植格的内部，所述正立面和所述边坡的高度基线平行。

进一步的，所述导水结构包括；

固定于两个所述侧立面之间的托板、弧形板以及挡板，所述挡板连接于所述托板和所述弧形板的后方；

所述弧形板的中部朝向所述种植槽的上方凸起，所述托板位于所述弧形板的下方，在所述托板的中部固定安装有支撑在所述弧形板下侧的支撑板，其中，所述弧形板贴合在所述种植格的坡面前侧。

进一步的，所述托板和弧形板的端面上均开设有滴水孔，在所述侧立面的端面上还开设有排水孔，所述排水孔处于所述弧形板的上侧。

进一步的，所述种植腔的内部填装有种植基质层，所述种植基质层贴合在所述种植格的坡面；

所述底面的端面上开设有若干漏水孔，所述种植基质层和所述漏水孔之间设置有填充件。

进一步的，所述底面的上方还固定有阻隔片，所述填充件位于所述阻隔片的侧边；

其中，所述阻隔片背离所述填充件的侧边设置有根茎引导结构。

进一步的，所述根茎引导结构包括；

固定安装在所述阻隔片端面上的多个锥型体；

所述锥型体呈端部开口的中空结构，在所述锥型体的上侧开设有避空孔，在所述中空结构中填装有棉条，所述棉条的一端延伸至所述锥型体的前端，且其外侧覆盖在所述避空孔的下方。

进一步的，所述底面、侧立面以及正立面均设置为不锈钢件，在所述侧立面以及正立面的内侧均粘接有保水层。

此外，本发明中还提出了一种基于格构梁的边坡生态修复方法，其使用上述的系统，具体的，该方法包括如下步骤；

根据生态修复工期，选择在杂草结籽之前或草籽掉落之后进行种植槽的加工并安装；

种植槽安装时，底部和两侧置于坡面土壤与格构梁之间，将坡面土壤包在种植槽内，直至导水结构与坡面土壤接触；

在种植槽的种植腔中填装种植基质层，基质面低于槽口20mm，并播种具有下垂效果的植物；

结合实际情况，对种植槽内的植物进行除草、施肥、打药、浇水等常规管理；

随着植物良好生长，下垂枝条可以延展至下一个种植格的上部，与下一个种植格中的原生植物形成植物群落，最终实现稳定的自然状态和良好的景观效果。

本发明提出的一种基于格构梁的边坡生态修复系统及修复方法，有益效果在于：

本发明中通过在每个种植格的横梁上均安装一个种植槽，可使横梁从遮挡构件转型为稳定种植平台，如此有效提升边坡的坡面植被覆盖度，此外，种植槽的内部集成导水结构，其能够准确捕获坡面径流并定向补给槽内植物，种植槽内的植物在下垂后可与下方种植格中的植物可以延展至下一个种植格的上部，并与该种植格上部的原生植物形成植物群落，如此不仅可对种植格上部的水土实现稳定防护，同时还形成了良好的景观效果；

同时，种植槽内的植物还会于横梁上部种植格内的植物共生，构建抑制杂草的“生态锚点”，形成稳定的群落结构，通过乡土植物群落自组织演替，有效降低杂草量，彻底免除后期维护，有效解决解决格构梁边坡水分失衡、杂草失控、边坡植被稳定性差和景观效果差等行业痼疾，如此可集工程措施（格构梁）和生态措施为一体，对边坡的稳定防护和生态景观构建起到重要的支撑作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的种植槽结构示意图一；

图3为本发明的种植槽结构示意图二；

图4为本发明的种植槽爆炸结构示意图；

图5为图4的A区放大结构示意图；

图6为本发明的种植槽剖视结构示意图；

图7为本发明的边坡剖视结构示意图；

图8为图7的B区放大结构示意图；

图9为本发明种植槽中植物生产后的状态示意图。

图中：1、边坡；10、种植格；2、格构梁；20、横梁；3、种植槽；30、种植腔；31、底面；32、侧立面；33、正立面；34、安装孔；35、排水孔；36、种植基质层；37、漏水孔；38、填充件；39、阻隔片；4、导水结构；41、托板；42、弧形板；43、挡板；44、支撑板；45、滴水孔；5、根茎引导结构；51、锥型体；52、避空孔；53、棉条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-9为本发明的一个实施例，其公开了一种基于格构梁的边坡生态修复系统，该修复系统用于解决目前格构梁边坡水分失衡、杂草失控、边坡植被稳定性差和景观效果差等行业痼疾；

具体的，该修复系统包括成型于边坡1坡面上的格构梁2，所述格构梁2在所述边坡1上分隔出多个种植格10，当然，所述的格构梁2由钢筋笼和混凝土浇筑而成，在格构梁2的纵梁上还可设置排水槽，用于实现坡面排水，其具体设置方式为所属领域技术人员的常规设计手段，在此不多赘述；

所述格构梁2的横梁20上方安装有种植槽3，所述种植槽3的底部沿所述横梁20插入所述种植格10中；

其中，所述种植槽3的内部具有种植腔30，且种植槽3的内部设置有贴合所述种植格10坡面的导水结构4，所述的导水结构4用于对进入到种植槽3中的雨水进行快速排出，从而实现种植槽3内水分可控，基质完全留存，不会因为短时多水，将基质溢出种植槽3，为植物根系生长提供更长久的有效空间。

也就是说，本发明中通过在每个种植格10的横梁20上均安装一个种植槽3，可使横梁20从遮挡构件转型为稳定种植平台，如此有效提升边坡1的坡面植被覆盖度，此外，种植槽3的内部集成导水结构4，其能够准确捕获坡面径流并定向补给槽内植物，种植槽3内的植物在下垂后可与下方种植格10中的植物可以延展至下一个种植格10的上部，并与该种植格10上部的原生植物形成植物群落，如此不仅可对种植格10上部的水土实现稳定防护，同时还形成了良好的景观效果。

在一些实施例中，本发明中所述种植槽3包括；

底面31以及垂直连接于所述底面31两侧边的侧立面32、以及垂直连接于所述底面31上的正立面33；

所述正立面33连接在两个所述侧立面32之间，所述底面31、侧立面32以及正立面33之间构造出所述种植腔30。

具体说明的是，本发明中所述底面31、侧立面32以及正立面33均设置为不锈钢件，靠近边坡1土壤面和顶面为空置面，本实施例中所述的底面31的尺寸可根据格构梁实际宽度和土层进行定制，如在一个可选的实施例中，本发明中所述的底面31的尺寸可设置为1500mm*400mm。

进一步的，所述底面31位于横梁20的梁顶面与土壤之间，起到承托种植土壤的作用，将种植槽3内基质重量传导至水泥格构梁的横梁20上。

当然，为了实现对能够对整个种植槽3的便捷安装，本发明中在所述底面31和所述侧立面32的端面上均开设有安装孔34，所述安装孔34通过紧固件和格构梁2固定连接；

其中，所述底面31的至少部分插接在所述种植格10的内部，所述正立面33和所述边坡1的高度基线平行。

具体说明的是，本发明中所述的紧固件可选择膨胀螺栓，本实施例中在所述侧立面32的端面上矩阵分布四个安装孔34，在所述底面31的端面上开设有三个安装孔34，安装时，将预制好的种植槽3贴着格构梁2的横梁20上侧插入坡面土壤，直至顶部导水结构4与土壤接触，并使用膨胀螺栓将种植槽3进行固定，如此以建立保水保肥，利于管养，与坡面结合一体的植物生长空间。

在上述实施例的基础上，本发明中所述导水结构4包括；

固定于两个所述侧立面32之间的托板41、弧形板42以及挡板43，所述挡板43连接于所述托板41和所述弧形板42的后方，所述的挡板43和所述弧形板42呈L型结构；

所述弧形板42的中部朝向所述种植槽3的上方凸起，所述托板41位于所述弧形板42的下方，在所述托板41的中部固定安装有支撑在所述弧形板42下侧的支撑板44，其中，所述弧形板42贴合在所述种植格10的坡面前侧。

具体来说，本发明中所述的托板41用于增强弧形板42的稳固性，当然，所述的支撑板44也是用于实现对弧形板42的弧面支撑加固，可选的，本发明中所述的托板41、弧形板42以及挡板43也设置为不锈钢件。

安装时，托板41底部须与坡面土壤接触，当坡面径流向下时被弧形板42截留，利用弧度可将水流快速导向两侧，从而实现种植槽内水分可控，基质完全留存，不会因为短时多水将基质溢出种植槽3，为植物根系生长提供更长久的有效空间。

即本发明中通过采用弧形板42的设计，由于弧形板42设计为中间高两边低，其开口朝向土壤层面用于截流坡面径流水并导向格构梁两侧，种植槽3顶面空置用于种植植物，提升边坡景观效果，剩余一面空置，可使种植基质与边坡土壤相接，即植物根系生长空间不局限在种植槽3内，还可以向边坡土壤方向生长。

在一些实施例中，本发明中所述托板41和弧形板42的端面上均开设有滴水孔45，在所述侧立面32的端面上还开设有排水孔35，所述排水孔35处于所述弧形板42的上侧，具体来说，本发明中托板41和弧形板42的端面上均可开设16 个直径为10mm的滴水孔45，滴水孔45用于漏水给种植槽3补充一定量的水分，可将截流的水分适量滴入种植槽3内，增加种植槽3内水分含量，提高种植槽3对接的坡面土壤含水量，利于植物根系向坡面方向生长.

所述的排水孔35用于对弧形板42排出的水快速向外导出，本实施例中所述排水孔35的下侧孔边和所述弧形板42的上侧边沿贴合。

在一些实施例中，本发明中所述种植腔30的内部填装有种植基质层36，所述种植基质层36贴合在所述种植格10的坡面；

所述底面31的端面上开设有若干漏水孔37，所述种植基质层36和所述漏水孔37之间设置有填充件38。

作为优选的，本发明实施例中所述的填充件38可设置为无纺布、纱布、陶粒或煤渣等填充物，其目的是为了减少种植基质36的流逝，以进一步达到基质堵塞漏水孔37的问题，具体来说，本发明中所述漏水孔37的设计目的是将槽内积水及时排出，避免种植槽内积水造成植物烂根，有效防止积水对植物生长的不利影响，可选的是，本发明中所述的漏水孔37可设计为两排分布，漏水孔37的直径 为10-20mm 、且孔距为 200mm，当然，经由漏水孔37排出的水分也可缓慢向下流动，最终渗透至下一个种植格10的内部上方，如此以实现对下方种植格10的植物进行滋养。

可选的是，在本发明实施例中所述的种植基质层36可根据不同植物可进行特殊配制，如常用园土：泥炭土：鸡粪有机肥=5:3:2。

在进一步的实施例中，本发明中所述底面31的上方还固定有阻隔片39，所述填充件38位于所述阻隔片39的侧边；

其中，所述阻隔片39背离所述填充件38的侧边设置有根茎引导结构5，具体来说，本发明中设计的阻隔片39是为了对填充件38进行止挡，以避免在填装基质的过程中填充件38发生位置偏移的问题，此外，本发明中所述的根茎引导结构5是用于对种植槽3中的植物根据进行生长引导，使其能够稳定的朝向种植格10的土壤中进行生长，形成固土联合体。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中所述根茎引导结构5包括；

固定安装在所述阻隔片39端面上的多个锥型体51；

所述锥型体51呈端部开口的中空结构，在所述锥型体51的上侧开设有避空孔52，在所述中空结构中填装有棉条53，所述棉条53的一端延伸至所述锥型体51的前端，且其外侧覆盖在所述避空孔52的下方。

也就是说，本发明中通过采用锥型体51的设计，在种植槽3插入到种植格10的土壤中时，所述的锥型体51也会被插入到种植格10中，采用锥型体51的结构设计是为了便于其整体的插入；

当锥型体51深入在种植格10中后，由于棉条53的设计，其会产生吸水效应，即将种植格10底部的水分稳定的传递至避空孔52的处，本发明中所述的避空孔52朝向所述种植槽3的上方，由于植物根据具有喜水的特性，因此，当种植槽3内部的植物种植后，其根据会朝向锥型体51的一侧生长，如此在缓慢的延伸并扎根至种植格10的土壤中，如此以形成种植槽3中的基质和植物以及种植格10中土壤和植物形成固土联合体，并形成植物群落，依靠槽体植物成熟后的种子扩散与根系扩展实现自然恢复，或者依靠坡面植物自然生长与演替，使人工种植植物和乡土植物共生，构建抑制杂草的“生态锚点”，形成稳定的群落结构。

需要说明的是，本发明实施例中在所述侧立面32以及正立面33的内侧均粘接有保水层，可选的是，本发明中所述的保水层可设置为无纺布、海绵或保水涂料层，其用于减少水分流失，以确保种植槽3内植物生长的稳定性。

此外，本发明中还提出了一种基于格构梁的边坡生态修复方法，其使用上述的系统，具体的，所述方法包括如下步骤；

S1、根据生态修复工期，选择在杂草结籽之前或草籽掉落之后进行种植槽3的加工并安装；

S2、种植槽3安装时，底部和两侧置于坡面土壤与格构梁2之间，将坡面土壤包在种植槽3内，直至导水结构4与坡面土壤接触；

S3、在种植槽3的种植腔30中填装种植基质层36，基质面低于槽口 20mm，并播种具有下垂效果的植物；

其中，基质可使用通用类型（园土：泥炭土：生物有机肥=5:3:2）或者根据现场土质和植物需求增减基质种类和比例。混合均匀的基质装入种植槽3内，所述的植物可选择勒杜鹃、冬红、铺地木兰、使君子等，形成悬垂植物结构，种植密度根据苗木规格合理确定，品字形种植，确保枝条有序生长并向外下垂；

选用下垂植物，在生长后其能够对下侧的种植格10的上侧进行遮挡防护，如此可减少光照造成的水分流水，同时该植物会与下侧种植格10中的植物形成形成植物群落，从而实现对下侧种植格10上部水土的防护作业。

S4、结合实际情况，对种植槽3内的植物进行除草、施肥、打药、浇水等常规管理，当然，在其他的实施例中也可以结合自动喷灌、水肥一体等方式降低人力成本；

S5、随着植物良好生长，下垂枝条可以延展至下一个种植格10的上部，与下一个种植格10中的原生植物形成植物群落，最终实现稳定的自然状态和良好的景观效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于，包括成型于边坡（1）坡面上的格构梁（2），所述格构梁（2）在所述边坡（1）上分隔出多个种植格（10）；所述格构梁（2）的横梁（20）上方安装有种植槽（3），所述种植槽（3）的底部沿所述横梁（20）插入所述种植格（10）中；其中，所述种植槽（3）的内部具有种植腔（30），且种植槽（3）的内部设置有贴合所述种植格（10）坡面的导水结构（4）。

2.根据权利要求1所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：所述种植槽（3）包括；底面（31）以及垂直连接于所述底面（31）两侧边的侧立面（32）、以及垂直连接于所述底面（31）上的正立面（33）；所述正立面（33）连接在两个所述侧立面（32）之间，所述底面（31）、侧立面（32）以及正立面（33）之间构造出所述种植腔（30）。

3.根据权利要求2所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：在所述底面（31）和所述侧立面（32）的端面上均开设有安装孔（34），所述安装孔（34）通过紧固件和格构梁（2）固定连接；其中，所述底面（31）的至少部分插接在所述种植格（10）的内部，所述正立面（33）和所述边坡（1）的高度基线平行。

4.根据权利要求2所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：所述导水结构（4）包括；固定于两个所述侧立面（32）之间的托板（41）、弧形板（42）以及挡板（43），所述挡板（43）连接于所述托板（41）和所述弧形板（42）的后方；

所述弧形板（42）的中部朝向所述种植槽（3）的上方凸起，所述托板（41）位于所述弧形板（42）的下方，在所述托板（41）的中部固定安装有支撑在所述弧形板（42）下侧的支撑板（44），其中，所述弧形板（42）贴合在所述种植格（10）的坡面前侧。

5.根据权利要求4所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：所述托板（41）和弧形板（42）的端面上均开设有滴水孔（45），在所述侧立面（32）的端面上还开设有排水孔（35），所述排水孔（35）处于所述弧形板（42）的上侧。

6.根据权利要求3所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：所述种植腔（30）的内部填装有种植基质层（36），所述种植基质层（36）贴合在所述种植格（10）的坡面；所述底面（31）的端面上开设有若干漏水孔（37），所述种植基质层（36）和所述漏水孔（37）之间设置有填充件（38）。

7.根据权利要求6所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：所述底面（31）的上方还固定有阻隔片（39），所述填充件（38）位于所述阻隔片（39）的侧边；其中，所述阻隔片（39）背离所述填充件（38）的侧边设置有根茎引导结构（5）。

8.根据权利要求7所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：所述根茎引导结构（5）包括；固定安装在所述阻隔片（39）端面上的多个锥型体（51）；所述锥型体（51）呈端部开口的中空结构，在所述锥型体（51）的上侧开设有避空孔（52），在所述中空结构中填装有棉条（53），所述棉条（53）的一端延伸至所述锥型体（51）的前端，且其外侧覆盖在所述避空孔（52）的下方。

9.根据权利要求2所述的一种基于格构梁的边坡生态修复系统，其特征在于：所述底面（31）、侧立面（32）以及正立面（33）均设置为不锈钢件，在所述侧立面（32）以及正立面（33）的内侧均粘接有保水层。

10.一种基于格构梁的边坡生态修复方法，使用如权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，包括如下步骤；根据生态修复工期，选择在杂草结籽之前或草籽掉落之后进行种植槽（3）的加工并安装；种植槽（3）安装时，底部和两侧置于坡面土壤与格构梁（2）之间，将坡面土壤包在种植槽（3）内，直至导水结构（4）与坡面土壤接触；在种植槽（3）的种植腔（30）中填装种植基质层（36），基质面低于槽口 20mm，并播种具有下垂效果的植物；结合实际情况，对种植槽（3）内的植物进行除草、施肥、打药、浇水等常规管理；随着植物良好生长，下垂枝条可以延展至下一个种植格（10）的上部，与下一个种植格（10）中的原生植物形成植物群落，最终实现稳定的自然状态和良好的景观效果。