公路路域边坡生态护坡工程中的新技术及其应用PPT.ppt

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1、公路路域公路路域边坡生态护坡边坡生态护坡 工程中的工程中的新技术及其应用新技术及其应用 一、路域边坡生态环境破坏特征与自然恢复限制因素一、路域边坡生态环境破坏特征与自然恢复限制因素 二、路域边坡防护理念更新与技术进步二、路域边坡防护理念更新与技术进步 三、路域边坡生态防护中的关键技术三、路域边坡生态防护中的关键技术 四、边坡生态防护工程成功案例与效果分析四、边坡生态防护工程成功案例与效果分析一、路域边坡生态环境破坏特征一、路域边坡生态环境破坏特征 与自然恢复限制因素与自然恢复限制因素1 1、路域边坡生态环境改变和破坏的主要特征、路域边坡生态环境改变和破坏的主要特征（1）路域生态系统破坏）路域生

2、态系统破坏 路基挖方和填方工程直路基挖方和填方工程直接造成区域自然环境的肢解，接造成区域自然环境的肢解，路基沿线生态系统遭受破坏，路基沿线生态系统遭受破坏，将原有完整和谐的生态系统将原有完整和谐的生态系统通过路堑边坡、路基边坡、通过路堑边坡、路基边坡、隧道桥涵等局部的环境屏障，隧道桥涵等局部的环境屏障，将其切割成若干个支离破碎将其切割成若干个支离破碎的小环境，导致区域生态系的小环境，导致区域生态系统功能下降。统功能下降。（2 2）原生地表植被剥离原生地表植被剥离 筑路路基的线性开挖，大量筑路路基的线性开挖，大量取弃表土，表层原生植被遭到彻取弃表土，表层原生植被遭到彻底剥离，完全失去了植被赖以自

3、底剥离，完全失去了植被赖以自然生存和恢复的土壤条件。然生存和恢复的土壤条件。（3 3）人为裸坡（荒漠）线性延伸）人为裸坡（荒漠）线性延伸 由于公路建设的线由于公路建设的线性特征，沿线大量路堑性特征，沿线大量路堑和路基边坡形成的空间和路基边坡形成的空间分布，表现为人为荒漠分布，表现为人为荒漠裸露光秃边坡的线性裸露光秃边坡的线性延伸，造成路域生态景延伸，造成路域生态景观破坏和环境干扰的线观破坏和环境干扰的线性延伸。性延伸。（4）裸露边坡过于陡峭裸露边坡过于陡峭 按照目前设计要求，公路建设开挖的边坡均较陡，上按照目前设计要求，公路建设开挖的边坡均较陡，上边坡坡度一般在边坡坡度一般在1:0.5-1:1

4、之间，下边坡坡度之间，下边坡坡度1:1-1:1.75。这。这就是说，一般公路边坡坡度大约在就是说，一般公路边坡坡度大约在3065之间。之间。（5）水土流失人为加剧水土流失人为加剧 由于以上原因而导致水土流由于以上原因而导致水土流失的发生和增强，而这种水土流失的发生和增强，而这种水土流失加剧的原因，完全是人为活动失加剧的原因，完全是人为活动的结果。严重的水土流失常常引的结果。严重的水土流失常常引发更为强烈边坡侵蚀灾害，常见发更为强烈边坡侵蚀灾害，常见的有：塌方、沉陷、外力侵蚀的有：塌方、沉陷、外力侵蚀（水、风和冻融作用）等。（水、风和冻融作用）等。2、路域边坡生态环境自然恢复的限制因素、路域边坡

5、生态环境自然恢复的限制因素（1）植生层自然恢复困难）植生层自然恢复困难 土壤学研究表土壤学研究表明，在同等自然条明，在同等自然条件下，在平面立地件下，在平面立地上形成满足和维持上形成满足和维持草灌结合植被群落草灌结合植被群落发展演替需要的植发展演替需要的植生层需数年乃至十生层需数年乃至十数年。如果在陡峭数年。如果在陡峭的坡面上需要的时的坡面上需要的时间会更长，少则十间会更长，少则十数年，多则上百年。数年，多则上百年。（2 2）坡面条件更加恶劣）坡面条件更加恶劣 道路坡面缺乏植生层，就意味着坡面缺失了启码的土肥条件。道路坡面缺乏植生层，就意味着坡面缺失了启码的土肥条件。较陡的坡度不易于树灌草种的

6、扎根和发育。较陡的坡度不易于树灌草种的扎根和发育。较陡的坡面易于受到外力侵蚀作用的破坏。较陡的坡面易于受到外力侵蚀作用的破坏。同一降水过程中，坡面比平地，单位面积受水量更加稀少。坡同一降水过程中，坡面比平地，单位面积受水量更加稀少。坡度越大，单位受水量越小。度越大，单位受水量越小。边坡受水量减少与坡度的关系曲线边坡受水量减少与坡度的关系曲线二、路域边坡防护理念更新与技术进步二、路域边坡防护理念更新与技术进步1、传统护坡理念下的边坡刚性防护 传统公路护坡理念，始终强调安全和稳定。大多采用浆砌片石的方法砌筑挡土墙，或采用喷锚支护。刚性护坡景观单调、灰暗、生硬，造成视觉污染。郁闭型刚性护坡路段汽车尾

7、气不易扩散，致使有害气体浓度增加。刚性材料与土质坡面亲和性差，易发生塌、陷、崩、滑等道路灾害。刚性护坡路段与大自然决然不同，极不协调，构成线性景观障碍。刚性护坡原材料的开采，往往造成生态环境二次破坏，在生态环境脆弱地区造成的环境破坏往往更加严重。2 2、绿化护坡理念下的边坡植物防护、绿化护坡理念下的边坡植物防护 将绿化理念引入交通领域，通过移植园林绿化技术，实施边坡绿化工程，恢复裸露坡面的绿色回归。这个时期引进、消化和改进的边坡绿化技术种类繁多，将其归纳，主要边坡绿化技术可分为6类。主要绿化防护技术类型基本特征主要绿化防护技术类型基本特征技术名称技术名称适宜范围适宜范围主要优势主要优势主要缺陷

8、主要缺陷应用现状应用现状人工种草人工种草护坡护坡低矮缓的土质边坡低矮缓的土质边坡施工简单、施工简单、造价低兼造价低兼草籽播撒不均，草籽播撒不均，草籽易被侵蚀，草籽易被侵蚀，成活率低，成活率低，防护效果不佳防护效果不佳偶有采用偶有采用平铺草皮平铺草皮护坡护坡低矮缓的土质、低矮缓的土质、强风化岩质边坡强风化岩质边坡 施工简单、施工简单、工程造价较低工程造价较低平铺草皮易侵蚀，平铺草皮易侵蚀，成活率低成活率低很少使用很少使用液压喷播液压喷播植草护坡植草护坡各种类型的坡面均可各种类型的坡面均可施工简单、速度快；施工简单、速度快；喷播均匀，发芽快；喷播均匀，发芽快；造价低造价低喷播层太薄（喷播层太薄（1

9、 12mm2mm）易冲刷易冲刷，出苗多不均匀出苗多不均匀使用较多使用较多土工网土工网植草护坡植草护坡各种类型的坡面均可，各种类型的坡面均可，适宜自然环境较好的地区适宜自然环境较好的地区出苗均匀，出苗均匀，有一定的绿化作用，有一定的绿化作用，可可承受流速为承受流速为4m/s水水流冲刷流冲刷当年绿化效果较好，当年绿化效果较好，逐年下降，逐年下降，持续绿化效果较差持续绿化效果较差使用较多使用较多框格植草框格植草护坡护坡各种类型的坡面均可各种类型的坡面均可分散坡面雨水径流，分散坡面雨水径流，减缓水流速度，减缓水流速度，防止坡面冲刷，防止坡面冲刷，保护草皮生长保护草皮生长刚性柔性防护的组刚性柔性防护的组

10、合类型，合类型，绿化效果较差绿化效果较差多用于填方边坡多用于填方边坡客土喷播客土喷播植草护坡植草护坡各种类型的土质坡面各种类型的土质坡面可根据地质和气候条件可根据地质和气候条件进行基质和种子配方机进行基质和种子配方机械化程度高，速度快，械化程度高，速度快，当年绿化效果较好，当年绿化效果较好，逐年下降，逐年下降，持续绿化效果较差持续绿化效果较差广泛应用广泛应用3、生态重建理念下的植物生态防护、生态重建理念下的植物生态防护 （1）绿化防护理念与生态防护理念）绿化防护理念与生态防护理念 在分析大量绿化缺陷工程的基础上，逐步认识到，边坡防护实质上是一个由于线性生态环境破坏后的生态恢复或生态重建问题，而

11、非表象显现的一个植被覆盖的绿化问题。绿化技术侧重于解决表面的绿色覆盖度，即简单的提高视觉感受。生态系统的破坏和变化，必然导致系统功能性的改变。因此，生态恢复或生态重建应当从系统功能的角度切入，着眼于生态系统功能的修复技术，通过生态功能的回归，来实现生态景观的优化。实现这一目标的技术，就是生态技术；实现恢复和重建边坡生态功能的技术，就是边坡生态防护技术。（2 2）边坡生态系统的基本特征）边坡生态系统的基本特征 边坡开挖的直接结边坡开挖的直接结果是，边坡生态环境和果是，边坡生态环境和系统的破坏。系统的破坏。在边坡生态系统中，在边坡生态系统中，从地表面到坡面底质间，从地表面到坡面底质间，构成了多层次

12、的物质和构成了多层次的物质和能量的循环与交流。其能量的循环与交流。其中最为活跃的循环和交中最为活跃的循环和交流过程，发生在系统的流过程，发生在系统的中间层中，即植生层和中间层中，即植生层和植物群落之间。植物群落之间。边坡生态系统，是边坡生态系统，是一个人工恢复的生态系一个人工恢复的生态系统，其系统的建立，是统，其系统的建立，是一个人工干预的过程。一个人工干预的过程。边坡生态系统边坡生态系统地表空间地表空间植被群落植被群落植生层植生层底质坡面底质坡面光、热、水、气光、热、水、气腐殖质腐殖质分解、风化、熟化分解、风化、熟化净化、绿化、调节净化、绿化、调节养分、水、分解物养分、水、分解物矿物质、风化

13、物矿物质、风化物边坡生态系统物质能量循环示意图边坡生态系统物质能量循环示意图（3）生态防护技术应用中的生态学原理）生态防护技术应用中的生态学原理 1）群落演替理论和生物多样性原理群落演替理论和生物多样性原理 生物群落是一个运动变化的体系，随着时间的推移，群落中一些物种消失，另一些物种侵入，从而出现群落和环境向着一定方向，有顺序发展变化的现象，称为群落演替。群落演替的主要标志是群落在物种组成上发生质的变化。生物多样性原理是指复杂的生态系统最为稳定，其生物组成种类繁多而均衡，食物网纵横交织，其中一个种群偶然增加与减少，其他种群就可能及时抑制和补偿，从而保证系统具有很强的组织功能。边坡生态防护中其生

14、态功能的再现，是以恢复植物群落为基础的，初期人工再造的植物群落，不是也不可能是最终稳定的顶级群落，必然会沿着群落演替规律的方向发展。这就要求边坡生态群落种群的设计，要考虑群落演替的动态变化，从初级群落向顶级群落演化过程中的变异和控制；要考虑一旦出现逆演化和退化现象时的引导性养护措施的实施。边坡生态系统的建群物种要丰富且适宜，种群单一或简单会导致生态系统稳定性下降，抗干扰能力下降；种群过多导致系统内生存竞争加剧，造成系统自组织能力降低，不利于植物群落健康演化。2）物种共生原理和生态位原理物种共生原理和生态位原理 物种共生原理是指自然界的任何一个物种都不可能离开其他物种而单独生存和繁衍，物种在一个

15、系统中共生(相生)、抗生(相克)，依据一定的规律维持着相互关系，保持着系统的平衡。所谓生态位就是在群落中的一个种与其他种相关联的位置，包括该种与其他种不同的时间、空间位置和机能地位。每一个物种都有其自己在系统中的生态位，没有两个物种可以永久地同时占据完全相同的生态位。生态护坡多样性物种筛选时，应对相应自然条件下，物种的生态学特点进行分析，确定相关植物在其环境中的适应性表现和相应的时空位置(生态位)，同时分析物种间的共生关系，在此基础上实现植物种群的有效匹配。多物种匹配时，不是只要是乡土物种就可混种混植，乡土物种间也有相克和生态位重叠的不同物种。避免这些草种的混种混植，可有效提高边坡生态系统的功

16、能和作用。边坡生态系统是一个生物物种相对简单，营养物质相对稀少，养分循环供应有限的比较脆弱的生态系统。充分利用物种间的共生关系，减少物种生态位的重叠，建立不同物种间的营养交换渠道，是维系边坡生态系统发展和演化的重要途径。3 3）适应性原理和限制因子原理适应性原理和限制因子原理 适应性原理是指每个物种的生存、生长和繁衍都需要适宜的生态因子，生态因子在量上的不足或过剩，都会使该物种的生存、生长和繁衍受到限制，直至被排挤出系统。换句话说，每个物种都有一个生态需求上的最大量和最小量，两量之间的幅度为该物种的耐性限度和适应性范围。限制因子原理是指物种的生存和繁衍，必须得到其生长和繁殖所需要的各种基本物质。在“稳定状态”下，当某种基本物质的可利用量接近或小于临界值时，该基本物质便成为限制因子了。边坡生态建群物种的选择，要遵循的基本原则：边坡生态建群物种的选择，要遵循的基本原则：根据该区域的生态特点，选择适宜当地气候带的草种；根据该区域的生态特点，选择适宜当地气候带的草种；根据当地的坡面质地、坡度、干湿度、病虫害疫情等选择适根据当地的坡面质地、坡度、干湿度、病虫害疫情等选择适宜的草种。宜的草种。根据