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1 概述
國際上對生態防護技術還沒有一個確切的術語,目前一些專家將生態防護技術定義為基于生態工程學、工程力學、植物學、水力學等學科的基本原理,利用活性植被材料,結合其它工程材料在邊坡上構建具有生態功能的防護系統,通過生態工程自支撐、自組織與自我修復等功能來實現邊坡的抗沖蝕、抗活動和生態恢復,以達到減少水土流失、維持生態多樣性和生態平衡及美化環境等目的技術。
邊坡生態防護應該是工程防護與植被防護的適當的結合。邊坡防護的理念應該是以保證邊坡穩定性為出發點,再考慮經濟、環保及美觀。即對于一般地質情況相對簡單,坡度較緩且高度不大的邊坡,如果單獨的植被護坡可以滿足維持邊坡穩定的要求,則可以取代工程防護,這種情況不僅可以美化環境,并且能減少造價;如果地質情況復雜的高陡邊坡,則應該采用工程防護和植被結合的方法。
2 我國山區公路邊坡生態防護研究現狀
我國是個多山的國家,山地、丘陵和比較崎嶇的高原總面積,約占國土面積的三分之二。我國的森林覆蓋率只有13.92%。同時,我國是地質災害嚴重發生的國家,水土流失面積占國土面積的51%,而且山地的各種工程(公路、鐵路、水利、礦山及工業民用建筑)的大規模建設會造成一系列的環境問題,其中最突出的是破壞了當地原有植被,形成大面積不同程度的邊坡(或坡地),這些邊坡的存在進一步增加了水土流失、滑坡、泥石流的發生強度,也造成局部小氣候的惡化及生物鏈的破壞等生態災害。
國內山區公路邊坡生態防護研究有以下特點:(1)目前比較成熟的技術主要有:三維植被網、漿砌片石骨架植草防護、藤蔓植物護坡、土工格室植草及鋼筋混凝土框架植草護坡等,對于填方邊坡或較緩的中小挖方邊坡實施效果良好,但對于高陡巖質或劣質土邊坡的防護措施,雖然己有如錨桿框架梁、客土噴播、液壓噴播及厚層基材噴射工法等技術出現,但由于山區公路地域性的差別,而引起的地質土質差別較大,籠統照搬試點成功技術大多達不到滿意效果,缺乏生態防護技術適應性研究,造成資源和財力的浪費。(2)對單一防護形式研究較多,但對于防護體系的研究較少,缺少綜合防護研究;同時,在生態防護的重要內容—植被恢復中,缺乏系統全面的恢復理論研究,物種選擇顯得很隨意,沒有進行基于恢復生態學理論基礎上的篩選與配置,導致了綠化效果的千差萬別,造成了不必要的損失與浪費。(3)在防護形式研究中,缺乏對不同防護模式對邊坡穩定性影響的計算分析,大多為定性分析,缺乏數據支撐。
3 易北公路生態防護技術的應用
3.1 地形地貌
易北公路位于云南省尋甸縣境內, 尋甸回族彝族自治縣地處云南省東北部,本項目穿越地貌相對高差在300m以下,主要地貌類型為構造侵蝕~剝蝕、溶蝕谷地、丘陵和低山地貌,最高海拔約2264m,最低海拔約1871m。項目區地處我國東南季風與西南季風接觸地帶,屬低緯度亞熱帶高原季風氣候區。降水水源主要由印度洋孟加拉灣的暖濕氣流提供。
3.2 邊坡生態防護系統設計
3.2.1 種草護坡
種草護坡采用狗牙根。狗牙根為多年生草本植物,具有根狀莖和匍匐枝,須根細而堅韌。匍匐莖平鋪地面或埋入土中,長10~110cm,光滑堅硬,節處向下生根,株高10~30cm。葉片平展、披針形,長3.8~8cm,寬1~3mm,前端漸尖,邊緣有細齒,葉色濃綠。穗狀花序3~6枚呈指狀排列于莖頂,小穗排列于穗軸一側,有時略帶紫色。種子長1.5mm,卵圓形,成熟易脫落,可自播。狗牙根性 喜溫暖濕潤氣候,耐陰性和耐寒性較差,最適生長溫度為20~32℃,在6~9℃時幾乎停止生長,喜排水良好的肥沃土壤。狗牙根耐踐踏,侵占能力強。狗牙根繁殖能力強,但種子不易采收,多采用分根莖法繁殖。
3.2.2 三維植被網護坡
采用狗牙根和紫藤混種。紫藤為暖帶及溫帶植物,對氣候和土壤的適應性強,較耐寒,能耐水濕及瘠薄土壤,喜光,較耐陰。以土層深厚,排水良好,向陽避風的地方栽培最適宜。主根深,側根淺,不耐移栽。生長較快,壽命很長。纏繞能力強,它對其它植物有絞殺作用。三月現蕾,四月盛花,每軸有蝶形花20~80朵。紫藤各地均有野生或栽培,根、種子入藥,性甘,微溫,有小毒。樹皮含貳類,花含揮發油,葉子含金雀花堿等。與狗牙根一起混播,屬于灌木+草本組合,增強固土能力和生態性,坡面植被參差不齊,高低有致,有立體美感。
3.2.3 拱形骨架植草護坡
采用狗牙根和黃金菊混種。黃金菊一年生或多年生草本植物,羽狀葉有細裂,花黃色,花心黃色,夏季開花。全株具香氣,葉略帶草香及蘋果的香氣。生長習性喜陽光,排水良好的沙質壤土或土質深厚,土壤中性或略堿性。作為護坡灌木與狗牙根混合作用,屬于灌木+草本組合。
3.2.4 錨桿框架梁植草護坡
梁鑲六棱塊內培土15cm,采用爬山虎、紫藤、黃金菊混種。爬山虎屬多年生大型落葉木質藤本植物,其形態與野葡萄藤相似。藤莖可長達18公尺(約60尺)。夏季開花,花小,成簇不顯,黃綠色或漿果紫黑色,與葉對生。花多為兩性,雌雄同株,聚傘花序常著生于兩葉間的短枝上,較葉柄短。紫藤和黃金菊在坡塊內按每塊各三株比例混播,靠平臺的一排六棱塊內栽植爬山虎,每個六棱塊內一株,選擇蔓長1.2m的株苗。
3.2.5 碎落臺及挖方邊坡平臺種植
碎落臺:在邊溝碎落臺上以2.5米間距規則式栽植1株海桐球,每間隔80米分別栽植一叢紫葉李(2株)和紫薇(2株)、紅繼木球(2株)組合,苗木栽植后統一對土路肩和碎落臺人工鋪草皮。草本植物為狗牙根。
護坡喬木紫葉李是喜光也稍耐陰,抗寒,適應性強,以溫暖濕潤的氣候環境和排水良好的砂質壤土最為有利。怕鹽堿和澇洼。淺根性,萌蘗性強,對有害氣體有一定的抗性。護坡灌木海桐球為亞熱帶樹種,喜溫暖濕潤的海洋性氣候,喜光,亦較耐蔭。對土壤要求不嚴,粘土、沙土、偏堿性土及中性土均能適應,萌芽力強,為中性樹種,在陽光下及半陰處均能良好生長。適應性強,有一定的抗旱、抗寒力,喜溫暖、濕潤環境。耐鹽堿,對土壤的要求不嚴,喜肥沃、排水良好的土壤。耐修剪,萌芽力強。紅繼木球喜光,稍耐陰,但陰時葉色容易變綠。適應性強,耐旱。喜溫暖,耐寒冷。萌芽力和發枝力強,耐修剪。耐瘠薄,但適宜在肥沃、濕潤的微酸性土壤中生長。
4 結論
本文結合對易北公路的氣候、地質地貌及植被情況經過調查分析,結合工程特點,在確定邊坡形式的基礎上,選取了不同邊坡條件下的防護形式,并針對不同的防護形式進行了恢復植被物種選擇與配置。
沿線應用了多種生態防護形式,包括:種草護坡、三維植被網護坡、拱形骨架植草護坡及錨桿框架梁植草護坡。沿線用了多個品種的綠化、護坡植物,有草本植物:狗牙根;喬木有紫葉李、紫薇;灌木有海桐球、紅繼木球、紫藤、黃金菊;藤本植物有爬山虎。對不同位置、不同的邊坡采用了不同的配置:包括草+灌、喬+灌、草、灌+藤本等多種組合方式,建立了公路邊坡完備的植被群落,創造了公路兩側綠化帶高低錯落的多層立體景觀。
參考文獻:
[1]方華.植被護坡現狀與展望[J].水土保持研究,2004(03).
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
九重山國家森林公園位于重慶市城口縣,地處大巴山腹地,公園內最高海拔2471米,最低海拔705米,相對高差1766米,森林覆蓋率達85%,風景資源質量評定為一級,其資源價值和旅游價值高,難以人工再造,應加強保護,制定保全、保存和發展的具體措施。由于公園的特殊地理、地質條件,景區旅游公路的建設必然少不了開山劈石,公路邊坡具有高度高,坡度陡,挖方量大等特點,采用單一冷色調的的工程防護體系,將難以滿足景區的觀賞性、水土保持、植被恢復等要求,所以,景區公路邊坡防護需大量采用植物綜合防護技術,其美觀、環保、低造價、水土保持功效強等特點是景區的旅游價值的重要組成部分。
1.景區公路邊坡植物生長環境分析
1.1景區公路沿線邊坡自然條件
公園境域為西南沉積區,其上部為灰色泥灰巖、紫紅色泥灰質白云巖、白云質砂質頁巖不等厚互層,下部為泥灰巖、灰巖、夾白云質灰巖、白云巖及紫紅色泥質白云巖。巖層傾角多為50~70°,斷裂及垂直節理較為發育。景區沿線公路多以土石混合、石質邊坡為主,坡度較大,高度較高,缺少覆土層,不利于邊坡植物生長,應采取特殊的建植技術,達到穩定、長期的防護效果。
1.2公園水文氣候條件
公園境域常年平均氣溫為12.0℃;公園內的臥龍景區一月平均氣溫為-3.0℃,7月平均氣溫為16℃,年溫差為19℃。極端高溫30.9℃,極端低溫-13.2℃。公園境內無冰川、湖泊及外來水,地表水主要靠降水補給,水資源十分豐富,年均降水量1418.1mm。地表水系發育,河網密布。景區氣候呈現出冷暖交替變化,邊坡植物應選擇冷暖季混合型植物,同時點播豆科植物,使邊坡四季常青。
1.3景區植物類型
據現有資料統計,公園內有維管束植物190科2500余種。植被類型包含了植被型Ⅰ-Ⅺ內的多種植被;境內的木本植物資源主要是喬木、灌木、木質藤本和竹類4類,優勢樹種有櫟類、樺木、華山松、杉木、馬尾松、冷杉等,珍稀保護樹種有:銀杏、水杉、紅豆杉、南方紅豆杉、巴山水青岡等共55種;公園草本植物資源豐富,草甸植被主要是禾本科植物,占總草量的32%;豆科植物占15%;菊科植物占10%;此外還有莎草科、蓼科、蕨科、車前科等植物及灌叢。由于公園植物物種豐富,包含了多種邊坡防護常用的植物,且有大量珍稀植物,所以邊坡植物的選擇應采取以鄉土植物為主,外來植物相結合的方式,盡量少改變公路沿線的植被環境,同時減少由外來植物對鄉土植物的侵害。
2.九重山公園景區公路邊坡植物綜合防護植物選配原則
2.1景觀協調性原則
景區公路邊坡植物是景區旅游資源的一部分,其自身除了要具有較好、穩定的邊坡防護效果、長期的水土保持等功能外,還應滿足景觀的觀賞性、協調性要求。九重山公園相對高差有1700多米,植物群落的分布呈梯度變化,植物風光也有層次變化,所以不同海拔位置的公路邊坡應選擇能適應相應小氣候、相應植物風光的植物,讓其能和諧融入到九重山景區的大環境中,成為景區旅游觀賞資源的一部分。
2.2鄉土植物優先并結合外來植物的原則
公園內的“喬、灌、草、藤”等植物資源豐富,多種植物能是邊坡植物防護中常用的物種,如馬尾松、狗牙根、馬桑、火棘、杜鵑等,這些植物對景區的氣候環境適應性強,抗逆性強,選擇培育條件已經成熟的鄉土植物,能減少引進外來植物帶來的工程成本,降低工程造價;但另一方面,鄉土植物并不能滿足景區內各種條件的公路邊坡,就需要引進少數外來植物來加以彌補。
2.3互生互存原則
由于多數邊坡為土石混合、石質陡邊坡,邊坡立地條件不能滿足大多數鄉土植物生長要求,邊坡植物需要采取特殊的建植技術才能良好生長,景區內的鄉土植物無法全部滿足,需要引進外來植種,鄉土植物與外來植物應合理結合,共生共存,不但能減少工程成本,還能有效的保護境內的鄉土植物與珍稀植物。
2.4生物多樣性原則
單一的植物群形成的生態系統較為簡單,生態穩定性差,只有多樣性的防護植物相結合,才能形成復雜的生態群落,提高該生態系統的抗干擾能力,降低維護成本。所以景區公路邊坡植物應建立“木、灌、草、藤”“高、中、低”相結合的綠化模式,提高邊坡單位面積的綠化度,提高群落生產力和生態效益。
3.九重山公園景區公路邊坡植物篩選
基于以上選配原則,結合重慶地區公路邊坡綠化案例工程,分別篩選出觀賞性強、美觀、適應性強的“木、灌、草、藤”科類的植物,具體分析結果如下表
植物科 推選植物 特點
喬 1.馬尾松 2.香樟
3.榿木 4.刺槐 遠期觀賞性強、根系發達、固土深度深,但不宜種植于高、陡邊坡
灌 1.杜鵑 2.薔薇
3.山柳 4月季
5.馬桑 6.火棘 覆蓋度大、景觀價值高、初期植被均勻整齊、耐貧瘠、對土壤的要求也不高、根系深、生長周期長,與草本植物結合防護效果好
草 1.暖季型:狗牙根、野、城口風毛菊、狗尾草
2. 冷季型:高羊茅、無芒雀麥、白茅、早熟禾 引種快、對土壤要求不高、投資少、建植快、見效快、適應性強、冷暖季混合、邊坡四季常青
藤 1.爬山虎 2.野葛
3.油麻藤 美觀、生長快、抗逆性強、擴張性強、根系發達、垂直綠化效果好
4.九重山公園景區公路植物組合
通過研究西南地區公路邊坡常用植物組合,結合以上篩選結果,本文從防護坡效果、觀賞性、植物適應性、人工栽植情況、植物間的生物學關系、養護管理等方面入手,總結出幾種適合九重山公路邊坡防護的植物配置模式:
1、坡面草坪:狗牙根+草地早熟禾+高羊茅;
2、坡面灌、草組合:杜鵑(或薔薇、月季、火棘之一)+狗牙根+冷季型草;
3、藤本植物護坡:爬山虎或油麻藤;
4、路基邊喬木選擇:馬尾松、刺槐、榿木;
九重山景區公路相對高差1700多米,邊坡類型、所處的小氣候形式多樣,所以邊坡植物的組合配置模式及植物配方,應根據邊坡的坡率、坡高、邊坡類型及邊坡所處的小氣候環境等條件綜合考慮,并通過建設前期的實驗論證,制定各路段邊坡的植物組合配置模式。
5.結論及建議
九重山景區旅游公路的建設,會對景區沿線自然風光、植物生態環境、生態系統產生極大的影響,植物邊坡綜合防護技術的應用將極大的改善公路沿線的自然風光的觀賞性,提高公路邊坡、棄渣場、取土場的綠化程度,提高開挖面、填筑面的水土保持功效。公路建設前期,應盡量修建植物邊坡防護實驗路段,結合實驗效果,選擇合理的防護植物及植物組合配置模式,同時加強公路建成后邊坡的日常養護管理,對于降低工程造價、養護成本、提升景區公路觀賞性及發揮植物邊坡防護的長期效益具有深遠意義。
參考文獻
【1】宋家富、姜金植.公路路基邊坡植物防護的探討,北方交通,1673—6052(2008)05-0103一03
【2】邊坡綠化與生態防護技術,北京:中國林業出版社,2009
本文主要針對具有生態環保功能的生態混凝土的配合比設計、強度、干濕交替作用下的耐久性、護坡構建和綜合生態效應等方面進行了探討和研究。在基本性能方面,本論文研究了生態混凝土在摻加礦物摻合料時,其強度隨著摻合料摻量的變化規律。除此以外,還研究了摻加礦渣的生態混凝土處在干濕交替作用下的耐久性特點,進行了生態混凝土抗干濕交替性能的試驗。在護坡構建中,還研究了植物必要的生長環境、生態護坡植物的選擇以及生態護坡基質的選擇。此外,本文最后研究了不同粗骨料的生態混凝土水質凈化性能和污水處理的標準。
關鍵詞:生態混凝土,干濕交替,生態護坡,強度,水質凈化
中圖分類號:TU37 文獻標識碼:A 文章編號:
第一章 緒論
1.1 研究背景
近年來,在水利工程建設中,人們逐漸意識到河堤護坡是河流生態系統的一個重要組成部分,它是河道水流生態系統向陸地生態系統過渡的一個通道。河道不僅僅具有防洪、航運等基本功能,還應具有生物棲息地和人文景觀等功能。傳統的漿砌石或混凝土河堤護坡雖然結構穩定,具有防止水流和波浪對岸坡基土的沖蝕和淘刷作用,但水體封閉在河道中,切斷了水體和近岸陸地土壤之間各生態要素間的物質、能量及信息系統的有機聯系,破壞了原有水陸交錯帶的生物群落。水生植物、水生動物不能正常生長而消失,生物多樣性急劇下降,從而影響整個河流的生態環境。
此時就需要考慮發展能與自然協和共生的建筑材料來建造護坡。此護坡可保持水土,加固堤岸,又可維持甚至增加生物多樣性并凈化水質。這樣,生態混凝土的概念就被引進了。生態混凝土又稱環境友好型混凝土,又名親環境混凝土,可以減輕環境負荷同時也與有機物相適應,它實質上是一種有著連續孔隙的多孔混凝土,水與空氣能夠很容易通過或存在于其連續通道內,能與生態環境相適應,可使水質得到凈化。雖然與普通混凝土相比,它的強度和耐久性都有所不及,但是其有著極為廣泛的應用前景,對人類社會的可持續發展有著深遠的意義。
生態混凝土的凈水功能主要由于它存在大量的孔隙,所以具有良好的透水與透氣性。就目前國內外的研究現狀來看,它的凈水機理主要是物理作用、化學作用以及生態綜合效應三個方面:
1.物理作用
多孔混凝土的孔隙率在5%~35%之間,并且連通孔占15%~30%,平均孔徑為4~5 mm,并且孔隙彎彎曲曲,這就形成了很好的過濾材料,但是它的比表面積是遠遠小于如沸石、活性炭等良好的吸附凈水材料。而且在實際應用中,我們可以想像到,它的孔隙會慢慢堵塞,從而喪失了過濾的功能。因此它通過物理作用來凈水的效果是不會太明顯的。
2.化學作用
大家都知道,我們經常使用石灰來凈化水質,因為它不但可以調節pH,而且作為無機混凝劑可使污水中的懸浮物質絮凝沉淀,在澄清的同時也降低了水中污染物質的含量。混凝土組成材料中的水泥在水化過程中,以及混凝土浸泡在水中都會不斷地溶蝕出Ca(OH)2, 從而起到凈化作用。但是這會影響混凝土的耐久性,其堿性也會對生態植物產生影響。
3.生態綜合效應
由于生態混凝土是多孔結構的,所以它就提供了適合微生物生長的生存環境。在其表面和內部有大量的細菌棲息繁衍,包括硝化菌、甲烷菌、脫氮菌等喜氧性和厭氧性細菌。而且多孔混凝土上形成的生物膜中生物種群較多,可以充分發揮生物膜的作用,降解水中的污染物質。另外水草等植物附著生長在生態混凝土上時,可以吸收水中的N、P等污染物質。
總之,生態混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態效應從而取得良好的水質凈化效果,因此是我們研究的重點。
1.2 國內外研究現狀
由于環境保護的需要,水土保持、水質凈化和退化生態環境的修復和重建得到了世界各國的重視。人們試圖通過多種途徑解決保水、排水、保護水資源、保護生物的多樣性等一系列包含復雜技術的生態環境保護問題。多孔混凝土是一種采用特殊工藝制備的含有連續空隙的混凝土,它既有一定的強度同時又具有透水性和透氣性;多孔混凝土在水中富集的微生物、動植物形成了一個綜合的生態效應從而取得良好的水質凈化效果,在美國、日本、歐洲等國家得到了較為廣泛的應用。
直到20世紀90年代美國、日本、歐洲等國家才開發使用生態混凝土這種新型的材料,尤其是日本在這方面做了深入細致的研究。日本大成建設技術研究所進行了連續四年的探索性研究,在1993年提出生態材料(environment conscious materials)概念的基礎上, 日本混凝土工學協會在1994-1995年設立了“生態混凝土研究委員會”,1995年日本混凝土工學協會提出了生態混凝土(environmentally friendly concrete / eco-concrete )的概念。[1]
在生態混凝土的水質凈化方面,文獻報道日本近畿大學的玉井元治教授從90年初就開始進行多孔混凝土(POC)在自然水環境中生物附著和水質凈化的可能性的研究。表明POC在自然水環境中會有大量不同的生物附著生長在其上面并具有水質凈化的效果。[2]文獻報道日本長崎大學于1994年起進行海水現場試驗,將直徑1m高0.5m的有孔試塊10個一組地投入海中,并于1995年2月至1996年2月每月實測一次水質變化,發現生態混凝土有富集營養物質的功能. 另有文獻報道,使用生態混凝土在公園內小河上建造凈水渠(15m×2m×0.4m),水在其中停留1~3h可去除水中的BOD40%~50%,長時間停留可去除80%~90%。[3]日本德島大學的水口裕之教授1997年在實驗室建立了POC水質凈化裝置并開始研究多孔混凝土的空隙率,粗骨料粒徑,孔隙直徑對混凝土的強度,生物膜附著和水質凈化效果的影響。發現空隙率20%~30%,粗骨料粒徑5~20mm的混凝土(28天強度7.5~23MPa)在實驗裝置中浸泡30天,T-P除去率達60%,T-N去除率達50%。[4]林正浩和水口裕之教授通過在生態混凝土中添加高爐礦渣和沸石粉方法,研究其對多孔混凝土強度和水質凈化的影響,取得了較好的成果。[5]日本宮崎大學中澤隆雄博士等也通過室內實驗裝置對POC的水質凈化效果進行了研究,表明POC對廢水的TOC、T-P、T-N的去除有明顯的效果。[6]
贛州市位于江西省南部,雨量充沛,光照充足,晝夜溫差大,無霜期長,屬典型亞熱帶季風氣候。山地面積超過300萬公頃,占總面積的77%,土壤為紅壤和紫色土,其中富含大量臍橙所需的微量元素和人體所需的礦物質,是發展種植臍橙得天獨厚的自然資源優勢。據統計,2006年,贛南臍橙發展到91333hm2,產量63萬噸。建成無公害水果基地73333hm2、全國綠色食品原料(臍橙)基地縣4個、臍橙出口基地5533hm2,年出口港、澳、東南亞、北美等地臍橙18萬噸,占贛南臍橙總產的近30%[1]。但在果業發展中,也出現了一些矛盾和問題。為此,加強贛南臍橙生態基地建設,實現生產方式和形態的轉變,促進贛南臍橙生態果業可持續發展,成為當前贛南以臍橙為主的果業面臨的重大課題。本文根據贛南臍橙生產現狀,分析了在發展生態果業中存在的問題,對進一步建設贛南臍橙生態果業基地提出優化措施。
1贛南臍橙栽培的生態問題
在臍橙基地建設中,贛南始終堅持生態化開發,注重農業生態保護,探索了一條被稱為贛南模式的“豬—沼—果”模式。在實際生產中,不規范的臍橙栽培技術和發展規劃對生態環境造成了一定的影響。
1.1果園建設水平低,水土流失嚴重
臍橙果園建設要嚴格執行標準,配套健全設施,尤其是果園梯田和排水灌溉設施要符合標準。但是實踐中果園建設與生態建設沒有完全同步,對生態保護工作做得不夠,沒有圍繞臍橙產業協同作戰搞好生態建設,造成果園建設與生態建設分家。雖然有的臍橙園修建了梯田,但是修建技術不規范。如一部分果園選址不科學,選在坡度25°以上的坡地、低洼地、平地;臍橙園四周沒有開好防洪溝、排洪溝,每條梯田、梯帶也沒有背溝或竹節溝,不利于排水和降低果園水位;果園灌溉條件差,電不通,路不暢等,果園規劃和建設的弊端直接帶來水土流失,造成果園生態潛在的破壞。
1.2防護林建設滯后,降低了風沙危害
防護林的目的是減少風沙,增強抗御干旱、干熱風、凍害等自然災害的能力。因此,應選擇適應當地種植條件、速長高大、長壽、經濟價值高、主根發達、水平根少、與臍橙無共同病蟲的樹種。但據調查,贛南80%的臍橙果園沒有建設防護林,部分果園雖建有防護林,但是建設水平低,布局不合理,防護效果差;樹種選用不合適,如馬甲子、刺合歡等樹種矮小,防護范圍小;防護林距離臍橙果園太近,容易串根,造成爭水、爭肥、爭陽光等。
1.3“豬—沼—果”模式需要加大推廣力度和完善
“豬—沼—果(菜、魚等)”是典型的生態農業模式,被稱作“贛南模式”。推進這種模式,可改善土壤理化性狀,增加有機質含量,提高農作物產量,但沼氣液、沼氣池利用技術方法需要完善。
1.4無公害技術薄弱,存在危險性病蟲害的潛在威脅
果品安全是影響贛南臍橙聲譽的關鍵。盡管贛南無公害生產技術推廣工作已經提上日程,但是,工作力度不大,效果較差。因此,至今贛南臍橙加工業示范基地沒有被列入國家柑桔非疫區建設項目區。隨著臍橙規模化發展,病蟲害增多、大量施用化肥農藥等加重,土壤污染,土壤結構破壞,果實品質下降,給臍橙產業帶來嚴重影響,破壞了臍橙生態系統平衡。
2建設臍橙生態果園的發展措施
2.1抓好果園基地建設
遵循區域比較優勢原則,在無公害臍橙基地規劃合理布局的基礎上,發展專業戶、專業村、專業鄉鎮,并向產業經濟帶、專業經濟區延伸。在基地規模擴張的同時,注重增強基地的科技含量,提高質量。在臍橙園規劃建設上,更應強調生態果園建設的重要性。
2.2加強臍橙生態果園技術研究與應用工作
一是增加與贛南無公害臍橙生產有關的科研投入,加強常規技術研究,主要包括開發贛南臍橙測土配方施肥技術、病蟲綜合防治技術的研究與推廣、農藥殘留快速測定設備、有機農藥肥料生產、臍橙保鮮防腐技術與設備。二是生態建設與果業建設相結合。要達到高標準建園,果園必須統一規劃、集中連片,做到山、水、園、林、路綜合配套,堅持先規劃后開發原則,嚴格按照“三大一簍”(大穴、大肥、大苗和營養袋假植)與“三保一防”(保水、保肥、保土、防護林)標準和要求施工操作,防止水土流失。
2.3嚴格執行贛南臍橙質量標準
2006年《贛南臍橙》國家標準(GB/T20355-2006)成為我國首個臍橙國家標準。要按照標準要求,實行標準化生產和管理,約束生產經營者種植加工行為,最大限度地通過促進生物循環,合理配置和節約資源,減少經濟行為對生態環境的不良影響,以提高贛南臍橙產量和品質,維護和改善人類生存和發展的環境。
2.4狠抓贛南臍橙無公害生產的關鍵技術
根據中國綠色食品發展中心要求,無公害產品生產應具備下列條件:①產地有良好的生態環境,并且必須經農業部農墾環境檢測中心審定;②原料作物的生產過程及生產操作過程須符合無公害標準,并接受監督;③產品的生產、加工及包裝貯運須符合衛生標準,最終產品須經國家檢測。2.4.1選擇良好的生態環境建園。為防止大氣、水、土壤受廢氣、廢水、廢渣及一些天然有害物質污染,宜在遠離城區、工業區,離交通要道的直距離在500m以上的地方建園。
2.4.2強調重施有機肥和有益復合菌肥(如EMCM等)。提倡種草、覆草、埋草,合理配備化肥用量和比例。采用無污染水源灌溉,應用滴灌、噴灌、溝灌等方式合理供水。
2.4.3推廣套袋栽培。最好全園全樹皆套,這是在生物防治體系難以建立和生物農藥效果不佳情況下,無公害水果生產最有效的手段。
2.4.4防治病蟲上全面實行病蟲害綜合防治(IP計劃)。以農業措施、人工防治、利用天敵和增樹體抗性為主,盡量使用無毒害的植物源、礦物及生物農藥和農藥增效劑。減少噴藥次數,做到不用含重金屬的農藥、劇毒農藥、高殘留農藥和殺性農藥。
2.4.5在包裝、貯藏保鮮、運輸過程中嚴防果品污染。牢固樹立環保意識,積極采用國內外先進保鮮技術,采取合理的采后處理方式。按市場需求進行嚴格的分級、清洗、消毒、打蠟、包裝和貯運,防止果品的采后污染。
2.4.6改善農產品的經營方式,大力開展贛南臍橙的綠色營銷。對取得綠色證書的進行注冊,掛牌銷售,優質優價,保護生產者和消費者的利益。
2.5繼續堅持和完善“豬—沼—果”模式
“豬—沼—果”模式的工程建設,是指“戶建1個沼氣池,人均出欄2頭豬,人均種好667m2果”,就是把養殖業(豬)、農村能源建設(沼)、種植業(果)以沼氣為紐帶有機地結合起來,根據生態規律,形成物質、能量的生物循環鏈,帶動生豬和果業的發展。具體地說,就是豬糞下池發酵產氣,供農戶照明、做飯,沼渣用來肥果、喂豬等[2]。實踐證明:這種豬、沼、果復合型生態果園,物質和能量的轉化和運行能遵循生態學和生態經濟學規律,生態上自我維持,經濟上有生命力,環境上無污染,人與自然和諧共處,做到了生態、經濟、社會三效益的統一。在今后臍橙生態果園建設中,按照市委、市政府要求已建臍橙果園的80%以上、新建果園的100%,推廣應用”豬—沼—果”模式,并且總結經驗,進一步完善,為果業生態發展更好地提供技術保障。
0.前 言
目前電解法工藝生產過程中接觸到的幾乎都是強酸、強堿、氯氣等腐蝕性很強的介質,因此腐蝕一直是制約氯堿行業安全運行的一大難題。幾年來,我公司大力治理設備的跑、冒、滴、漏現象,加大設備管理和保養周期,不斷應用防腐蝕新技術,積極推廣耐腐蝕非金屬材料,使得設備腐蝕得到了有效的控制,確保生產裝置安全穩定運行。
1.氯氣(Cl2)的腐蝕與防護
氯氣是氯堿生產中的主要原料之一,它會對生產裝置造成嚴重腐蝕,因此,防止它的腐蝕是至關重要的。
氯的化學性質非常活潑,常溫干燥的氯對大多數金屬的腐蝕都很輕,但當溫度升高時腐蝕加劇。濕氯氣(水的體積分數大于100ppm)中的氯與水反應生成強腐蝕性的鹽酸和強氧化性的次氯酸,許多金屬如碳鋼、鋁、銅、鎳、不銹鋼等均可被腐蝕,只有某些金屬或非金屬材料在一定條件下能抵抗濕氯氣的腐蝕。免費論文參考網。因此,氯堿生產中電解生成的濕氯氣必須經過氯氣冷卻、水霧捕集器、填料干燥塔、泡罩干燥塔、酸霧捕集器等工序處理。
1.1下列材質可作氯防護
(1)碳鋼應用在小于90℃干燥的氯氣中是比較穩定的,但在濕的氯氣環境中則被腐蝕,因此,碳鋼材質的透平壓縮機、輸送管線、設備可用于經冷卻、干燥及水的體積分數小于100ppm的氯氣環境中,但要必須控制氯氣溫度小于90℃。當氯氣壓縮機出口溫度大于90℃(如采用單級壓縮將氯氣由0.15MPa增壓到0.50 MPa,出口溫度達120℃以上),壓縮機及后冷卻器材質應采用不銹鋼316L。據了解天津大沽化工股份有限公司氯乙烯裝置直接氯化單元氯壓機及后冷卻器即采用316L,運轉10年,設備仍完好無損。而我公司氯氣冷卻器采用碳鋼材質開車僅5年出現了泄露,被迫公司停車更換為新冷卻器,要求運行人員定期檢測循環水PH值確定冷卻器是否泄漏,從而避免了水漏到氯氣側造成設備的腐蝕。
(2)鈦本身為活性金屬,但在常溫下能生成保護性很強的氧化膜,因而具有非常優良的耐蝕性能。能耐各種氯化物和次氯酸鹽、濕氯、氧化性酸(包括發煙硝酸)、有機酸、堿等的腐蝕。不耐還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕。常溫下鈦能耐小于10%鹽酸,當50℃時能耐3%鹽酸。加入少量貴金屬(0.15%鈀、鉑等)可提高鈦在還原酸中的耐蝕性,我公司隔膜電解濕氯氣的冷卻過程采用鈦冷卻器,使用壽命長。但在生產過程中要特別關注干燥氯氣中鈦會腐蝕燃燒,某廠曾發生過干氯氣進入鈦制管線引起著火燃燒的安全事故。
(3) 橡膠的在生產中用途很廣,主要用作各種橡膠制品,因其具有良好的耐腐蝕及防滲性能,所以被廣泛地用于金屬設備的防腐襯里或復合襯里中防滲層。橡膠分為天然橡膠和合成橡膠兩大類,天然橡膠的化學性能較好,可耐一般非氧化性強酸、有機酸、堿溶液和鹽溶液腐蝕,但在強氧化酸和芳香族化合物中不穩定。在氯堿生產中橡膠對于濕氯和氯水有著較好的耐腐性,但在干燥的氯氣中會腐蝕成粉末。公司隔膜電解裝置中鹽水工序的設備、管路多采用襯橡膠,使用壽命較長。
2.鹽酸(HCl)的腐蝕與防護
在合成鹽酸裝置中,合理選材、做好防腐蝕工作就能減少跑、冒、滴、漏現象。石墨合成爐、石墨列管或塊孔式換熱器、石墨降膜吸收器已被廣泛應用。鹽酸貯槽普遍采用鋼襯膠、玻璃鋼等,近幾年氯堿企業普遍采用玻璃鋼。
2.1下列材質可作鹽酸防護
(1)玻璃鋼(FRP)的原材料分為增強材料和基體材料。增強材料為玻璃纖維或其織物,是玻璃鋼主要承載材料,直接影響玻璃鋼的強度和剛度。基體材料由合成樹脂和輔料組成,其中合成樹脂是主要成份。免費論文參考網。基體材料的作用是在纖維間傳遞載荷,并使載荷均衡。基體材料的性能,如耐腐蝕性、耐熱性等直接影響玻璃鋼的性能。如雙酚A型不飽和聚酯玻璃鋼耐溫只有60~70℃,乙烯基酯玻璃鋼能耐110℃濃鹽酸,在化工生產企業中,正在取代碳鋼、不銹鋼等。
(2)不透性石墨對絕大多數腐蝕環境都有優良的耐蝕性,包括沸點鹽酸、稀硫酸、氫氟酸、磷酸、堿液、有機溶劑等。只有強氧化性介質如硝酸、濃硫酸、溴和氟能破壞它。不透性石墨的品種因所浸漬樹脂不同,耐蝕性也有差異。酚醛樹脂浸漬者耐酸,但不耐堿。糠醇樹脂浸漬者既耐酸又耐堿。石墨在還原性氣氛中可耐2000~3000℃,在氧化氣氛中400℃開始氧化。耐溫性因不透性石墨隨浸漬劑而異,一般由酚醛或糠醇浸漬者耐溫在180℃以下,據了解進口石墨設備使用壽命一般在15~20年以上。
3.燒堿(NaOH)的腐蝕與防護
燒堿是氯堿生產的主要產品,在鍋式法固堿生產過程中,燒堿溶液的濃縮會對設備造成腐蝕,因此應采取相應措施來延長裝置的使用壽命。免費論文參考網。
3.1大鍋的腐蝕及防腐材料
(1)大鍋的材質為鑄鐵,大鍋的損壞除了堿液中氯酸鹽在熬煮時對大鍋的腐蝕外,還由于大鍋采用明火加熱,鍋內堿溫在450℃左右,而鍋底外壁溫度可達1100~1200℃,大鍋在反復遭受不均勻的周期性的加熱(熬堿)與冷卻(出堿洗鍋)時,容易產生應力。這種應力在高溫、濃堿的共同作用下產生了應力腐蝕破裂,即堿脆現象,這是造成大鍋破壞的主要原因之一。
(2)鎳有優良的機械、加工性能,又有良好的耐蝕性能。它是耐熱濃堿液腐蝕的最好材料,耐中性和微酸性溶液(包括一些稀的非氧化性酸、有機酸)及有機溶劑的腐蝕,但不耐氧化性酸和含有氧化劑的溶液和熔金屬的腐蝕。鎳廣泛用于堿液蒸發器和乙烯法氯乙烯裝置的固定床氧氯化反應器。
3.2膜式法固堿生產中的主要設備選材
在固、片堿生產中,高溫濃堿對設備有一定的腐蝕性,在膜式蒸發器中將45%堿液濃縮至60%,當操作溫度低于150℃時,選用鎳材比一般不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)的使用壽命長。但隔膜堿液中含有0.3~0.6 g/L的氯酸鹽,氯酸鹽在250℃以上時逐步分解(理論上氯酸鹽在287℃時分解并放出新生態氧)。這種新生態氧與鎳制的蒸發器發生反應并生成氧化鎳層。而這層氧化鎳在高溫下很易溶于濃堿中而被帶走。這時新生態氧又與鎳管反應生成氧化鎳層,這樣鎳管不斷地被氯酸鹽氧化,氧化層又不斷被濃堿所沖刷及溶解,鎳制的蒸發器在運行中被腐蝕損壞,壽命縮短。
4.結束語
在氯堿生產過程的選材時,常常只考慮正常運轉時的環境,而忽略開車、停車時的非正常環境,但有時這種非正常環境和正常環境差別很大,必須予以考慮,否則會引起意外的腐蝕或材料破壞。所以,必須科學地選取耐腐蝕材質,以獲得氯堿裝置安全穩定運行。
參考文獻
[1] 趙國平.氯堿生產過程中需要注意的安全問題[J]. 氯堿工業, 2008, (09) .
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A 文章編號:
1. 引言
筆者結合正在開展的工作,通過對國外“綠道”理論的深入研究,加深了對《曲阜市城市綠地系統規劃》規劃目標的理解,豐富了對區域綠地系統內涵的認識,對曲阜市市域綠地系統布局的思路進行調整,通過建設聯系南北區域綠地、寓于生活體驗的生態保護的“綠道”,以此構建宜居城鄉的市域綠地系統。
2.“綠道”理論淺析
2.1綠道的概念
綠道的概念起源于城市綠線、藍線以及霍華德提出的綠帶概念。綠道(Greenway)的本意是人們接近自然的通道,具有連接城市和鄉村景觀的功能。綠道具有雙重功能,一方面為人類進入自然和游憩活動提供空間,另一方面對自然和文化遺產保護起到促進作用;綠道又具有多層級,有宏觀層面、中觀層面和微觀層面等。
近20年來,綠道運動進一步蓬勃發展,綠道成為多目標的綠色通道。全球有數千個國際、國家、區域層次的綠道項目,有關綠道的研究專著、學術會議、互聯網信息與日俱增。其中美國和歐洲的綠道建設走在最前列,特別是美國在19世紀城市公園運動和20世紀的開敞空間規劃浪潮之后,又發展了綠道網規劃,將相互獨立、分散的綠色空間連接成網,形成綜合性的綠色通道網絡。
3.曲阜市城市綠地系統規劃
《曲阜市城市綠地系統規劃》以創建“城綠交融、山水相依、歷史文化特色突出的生態園林城市”為總體目標,構筑以良田為背景,以青山、碧水為骨架的綠色網絡,體現歷史文化名城綠地系統的生態性、使用性、景觀性,以實現城市與環境相互融和的總體構想。規劃結合曲阜歷史文化特色,充分體現了其特有的“至圣、帝師”文化環境。
3.1規劃原則
3.1.1立足市域、城鄉一體的生態優先原則
依據市域范圍內地形、河流、風向等自然條件,因地制宜,確定市域、城市兩個層次的綠地系統規劃,突出綠地的整體系統性,強調城鄉一體統籌發展,并在市域范圍內形成與城市布局密切結合的綠色網絡體系。
3.1.2均衡分布、方便游憩的以人為本原則
依據人口密度、功能分區等進行綠地布局,形成布局均衡、層級豐富、形式多元的綠地系統
3.1.3延續文脈、突出特色的綜合發展原則
立足曲阜市的歷史、人文特色,充分體現其特有的文化園林環境,提升世界魅力城市形象。
3.1.4整體規劃、分區實施的可操作性原則
規劃是為城市建設服務的,是城市科學發展的基礎和前提。加強規劃實施管理的研究,整體考慮、統一規劃,分期分區進行建設,增強規劃的可操作性。
3.2布局結構
規劃通過區域綠地、綠廊和綠網“3G”模式,對市域空間進行布局,形成“三縱、三橫、四區”的市域綠地布局結構。
?三縱:曲西路防護綠廊、104國道防護綠廊和京滬高鐵防護綠廊。
曲西路防護綠廊:曲西路兩側50米內建設防護綠帶。
104國道防護綠廊:104國道兩側100米建設防護綠帶,其中涉及到建成區的防護綠地寬度不小于20米。
京滬高鐵防護綠廊:京滬高鐵兩側300米建設防護綠帶,其中涉及到建成區的防護綠地寬度不小于30米。
?三橫:泗河景觀綠廊、小沂河景觀綠廊和日東高速防護綠廊。
泗河景觀綠廊:泗河兩岸各100米內建立生態防護綠帶,其中涉及到建成區的防護綠地寬度不小于30米。
小沂河景觀綠廊:沂河兩岸各40米內建立生態防護綠帶其中涉及到建成區的防護綠地寬度不小于30米。
日東高速防護綠廊:日東高速兩側100米建設防護綠帶,其中涉及到建成區的防護綠地寬度不小于50米。
?四區:風景區、生態培育區、生態恢復區、中心城生態敏感區。
風景區指市域內四大區域綠地,包括九仙山風景名勝區、石門山國家森林公園、九龍山風景名勝區以及尼山國家森林公園。
生態培育區指以耕地良田為背景,作為生態綠化的重點培育地的區域。
生態恢復區指西部大片塌陷區,通過相應的規劃措施對其進行生態恢復,建設濕地公園。
中心城生態敏感區,是城市建成區所在區域,在城市建設與生態綠化之間,通過規劃找到和諧發展的制衡點。
4.綠道在綠地系統規劃中的實踐
綠道選線應合理利用現有道路資源條件,做到技術可行、經濟合理,盡量不占或少占景觀用地,又必須滿足旅游、護林防火、環境保護及生產、管理等多方面的需要,遵循最小生態影響的原則,盡量不損害原有地表植被和自然景觀避免因在生態敏感區開辟慢行道而干擾野生動植物的生境。綠道沿線應盡可能做到有景可觀,步移景異,避免單調平淡,可采用多種形式組成綠道網絡,并與外部道路合理銜接,確保與機動交通網絡的聯動。
4.1綠道的類型
根據形成條件與功能的不同,并且結合綠地系統的布局結構,在曲阜市域范圍內劃分以下四種類型的綠道:
?自然生態型
沿著泗河、沂河等主要河流以及自然山脊線建立的廊道。這類走廊為野生動物的遷移和物種的交流、自然科考及野外徒步旅行提供了良好的條件。
?游憩型
建立在各類有一定長度的特色游步道上,主要以包括京滬高鐵沿線防護帶、高速公路防護綠帶及景觀通道等人工走廊。
?風景名勝型
沿著九龍山、九仙山、石門山和尼山景區之間道路、水路等路徑而建,對各大風景名勝區起著相互聯系的紐帶作用。其最重要的作用就是使步行者能沿著通道方便地進入風景名勝地,或是為車游者提供一個便于下車進入風景名勝區的場所。
?文化脈絡型
結合曲阜市文物眾多的特點,規劃將綠道與文化遺產保護相結合,形成歷史遺產綠道、文化脈絡綠道等線性的概念,聯系市域內各歷史文化景區、歷史文化名村。
4.2綠道斷面設計
當前我國綠色慢行交通的突出問題就是步行、自行車出行所需要的道路空間被日益膨脹的機動車道所占用。因此,有必要對綠道道路斷面進行引導。
參考國際經驗,美國確定的慢行道包括慢跑道、輪椅道、自行車道寬度在1.2-3米,而歐洲慢行道寬度大多在2.5-3米之間。根據曲阜市的慢行交通服務水平與慢行交通需求,將曲阜市綠道分為步行道、自行車道、無障礙道和綜合道四種,并相應對寬度和設計坡度進行了設定。
表1曲阜市各類綠道規劃寬度
5.結語
綠道網建設在國內逐漸興起,佛山和肇慶等地區也有了經驗可遵循。但與美國相比,依然存在開發層次較低、維護管理亟待加強等問題。
因此,在借鑒諸多經驗的基礎上,《曲阜市城市綠地系統規劃》將綠道建設融入到綠地系統規劃中,在布局結構中充分考慮大型綠道成網成環;在設計與配置綠道綠化景觀時,盡可能的采用鄉土樹種,維護區域生態系統的健康與穩定;并且完善了綠道與各類交通方式及城市慢行系統的銜接,提高綠道可達性和舒適度;最主要的是在綠地系統規劃中加強了綠道建設的法規性、技術性、經濟性措施,做到建管并重,對綠道的實施做出充分的政策保障。
參考文獻:
[1]Stephen skinner.Kiss Guide to Fengshui[M].New York: Dk Publishing,2001.
[2]周年興,俞孔堅,黃震方.綠道及其研究進展[J].生態學報,2006,26(9):3108-3116.
[3]譚少華,趙萬民.綠道規劃研究進展與展望[J].中國園林,2007,23(2):85-89.
作者簡介:袁珊珊,女,1981年06月出生,本科,畢業于山東建筑大學,現在山東省城鄉規劃設計研究院任工程師。
論文摘要:如何協調好道路發展與環境保護的關系,實現社會的可持續發展,是保護自然環境、協調公路建設與社會經濟發展的一個重要任務。本文結合公路行業中普遍存在的環保現狀,就公路設計、施工和環境保護對公路建設的要求等進行分析與探討。
隨著人們環境意識的增強,高等級公路不斷增加,公路不僅要綠化美化,還要承擔防止水土流失,滿足視線引導、緩沖、強調目標、標志等作用,它需要一整套技術,這是一種以植被恢復為代表的生態工程技術。公路建設工程對于自然環境的影響,突出表現在生態破壞、水土流失等方面。公路工程的路堤、路塹邊坡及其它開挖面等,將受到水土流失的威脅。人類要設法走出目前所面臨的嚴重生態危機,就必須重建地球上已被破壞的生態環境,由征服、掠奪自然轉為保護、建設自然,謀求人與自然和諧統一的共生關系。
1生態公路的主要意義
生態公路是在公路的設計、建設中與自然環境相融合,在公路建設項目整個生命周期里綜合運用各種工程措施,盡量減少對環境的破壞與污染,形成行車安全舒適、運輸高效便利、景觀完整和諧的帶狀公路交通生態系統和區域交通生態系統,實現在現有條件下的最大生態化。近年來,公路大規模發展導致生態負效應,如氣候熱島、環境污染、能量耗散、景觀割裂、生物多樣性減少、廊道效應等,對生態環境產生了巨大的破壞作用。主要因為公路建設中,大量的挖填,破壞了原有的地質環境;施工的影響導致了環境污染;失控的取棄土,造成了人為的地質病害;對地形的過多切割和阻礙,改變了水文的平衡狀態;最嚴重的是,由于植被和地表土的損失,自然植被的恢復十分困難。公路環境問題的根源是單純追求經濟效益,對環境的重視不夠,對公路所產生的環境問題估計不足。因此,公路建設在一定程度上加劇了資源、環境和人口之間的矛盾,使生態環境問題突出。人類與自然環境之間應該協調發展,而不是一味索取與征服。在公路建設中堅持走可持續發展的道路,不僅是向社會作出承諾,更重要的是對后代子孫的高度負責。如何協調好交通發展與環境保護的關系,實現社會的可持續發展,既是保護自然環境、協調公路建設與社會經濟發展的一個重要任務。
2環境保護對公路建設的要求
公路的外在形式是公路的網絡結構、線形等技術指標,而其內涵是公路環境總體對人類運輸活動的服務和支持,把環境與公路割裂開來考慮是不全面的。盡量減少土地占用和拆遷道路在規劃和確定方案過程中,應注意環境保護,盡量減少耕地占用和電力電訊、村鎮居民點、廠礦企業等設施的拆遷,從而減少對現有社會環境的影響。防止水土流失和植被破壞工程應根據有關規范要求,并針對建設項目所在地區氣候、地形、地質情況,采用合理的排水與防護方式,可以有效地防止道路在施工期和運營期的水土流失,保護植被。注重道路美化、綠化在道路兩側種植花草樹木,營造防噪性衛生防護林,搞綠化美化工程,既能美化路容、防止水土流失,又可減噪、吸收汽車尾氣及粉塵,凈化空氣,減輕汽車尾氣和噪聲對沿線環境的污染,特別是營造喬、灌、草多層次復合結構林帶,防噪減污效果更佳。科學設計,精心施工公路規劃中環境保護措施的制定應以費用最小、社會代價最小為目的,采取“最佳可能性方案、中級可能性方案,初級可能性方案”多層次的設計,力求在宏觀目標上與經濟總體發展趨勢相符合,在環境標準上與居民生活要求相一致,在財政的保證上與國民經濟的發展水平相適應,在實施的序列上與公路建設所取得的成果相聯系。科學的路、橋設計,精良的施工,快捷、通暢的路網,可以緩解交通壓力,降低污染程度。
3公路生態工程技術
在工程可行性研究階段,結合主體工程,綜合考慮生態工程的交通安全、工程防護、景觀、視線誘導、線性預告、防眩、緩沖、遮蔽和標志等目的,使主體工程與綠化美化恢復生態環境有機地結合起來。由于受景觀、生態、交通安全及施工管理等因素限制,公路生態工程設計既不同于傳統園林的景觀設計又不同于都市中互通立交橋的景觀設計,它首先應將防止水土流失,確保交通安全等放在首位,在植被恢復的設計方面應以景觀優美、生態系統長期穩定和養護管理粗放為宗旨,這是一種取代傳統設計的新途徑,其目的就是要創造更自然的景觀,提倡用種群多樣、結構復雜和競爭自由的植被類型,發揮其交通安全和環境保護的雙重功能。生態工程設計應因地制宜。一般公路路線較長,地形、地貌等環境條件變化較大,設計前應明確各環境單元的設計目的和要求,做到目的性、整體性、穩定性、藝術性兼顧,體現地方風格,創造公路景觀個性。公路生態工程技術是把公路征地范圍的生物和非生物看作一個整體,是整個公路工程的一個有機組成部分,以提高安全和舒適性以及美化、減噪、凈化空氣、生態恢復和優化等為目的,最大范圍地采用生物材料,減少公路對周圍環境的影響所實施的植被恢復工程技術。它與以往的單純綠化不同,作為公路的一個組成部分與主體工程同時設計,同時施工,同時交工驗收,并針對修筑的公路特點,因地制宜,采用多種材料,實施植被恢復計劃。公路生態工程的范圍,包括公路征地范圍內的用地,有中央分隔帶、土路肩、上下邊坡、排水溝、隔離柵、橋梁等構造物,以及立交區、服務區、管理所等,還有取、棄土場地等需要恢復植被的土地。
1. 生態公路設計理念
1.1 生態恢復設計
生態恢復設計是會對整個公路的設計都有影響的。在進行邊坡的防護設計時,要選擇適合的植物、坡度和類型,有利于生態的恢復;在進行路域生態設計時,要考慮到當地的生態特點來進行植被的選擇;在建設公路時臨時征用的土地可以將其變為農田,這樣會對生態環境的影響降低到最低。
1.2 保護環境、融入環境
要將自然式的設計理念融入到傳統式的設計理念中,這樣能夠做到對公路沿線的自然環境的最小破壞;改變原有的設計方法,利用原有的景觀植被來進行公路設計,盡量減少人工對環境的影響;另外還要盡量多引進不同種類的物種,對沿線的文物也要進行保護,讓公路真正成為環境的一部分。
1.3 采用鄉土化技術
鄉土化技術指的是將鄉土材料、植被、文化等引進到公路設計中,使公路設計具有個性化特點。在建設生態公路時,要盡量選用本土的植物物種,這樣能夠避免外來品種對本土環境的影響,也利于植被的成長。
1.4 科學的生態綠化設計
建設生態公路,還需要對本地區的氣候和土壤的特點進行分析,選用與本區域自然環境相融合的植被;在進行邊坡綠化時,則要考慮土壤的結構特點。同時在選擇植被時,要盡量做到多種類型相結合,避免物種單一,也可以采用散叢結合的方法,實現綠化的科學性。
1.5 公路工程和生態工程結合
環境的一體性,還能夠全面考慮公路工程中各種生態環境的關系,減少公路工程對環境的影響,有利于沿線生態環境的保護、恢復及優化。生態公路的設計是基于環境保護來進行的設計,它不僅能夠體現出自然環境與人類活動的自然和諧,而且會將公路建設與生態環境緊密聯系起來,減少公路建設對生態環境的不利影響,有利于環境保護措施的實施。
1.6 靈活創新設計理念
靈活性設計理念是指在不違背國內外現有標準的前提下,在不影響使用安全的基礎上,運用靈活創新的技術來對公路設計進行改造,以達到可持續發展的目的。公路生態設計則需要相關人員靈活運用相關理念,對區域環境進行全面考察,利用現有生態工程、恢復技術等來進行公路生態設計。
2. 環保理念指導生態公路的設計與施工
2.1 公路景觀設計施工
公路景觀是由公路和公路周圍的景物組成的綜合體。它不僅包括公路設計完成后形成的景觀,也包含有沿線的自然、人文景觀。因此人們對公路景觀的印象就是公路及其周圍景觀的綜合體。
(1)公路自身景觀設計。公路的自身景觀,我們常常可以接觸到,那就是人們出行的道路;公路周邊的護欄、排水溝、隧道、橋梁等;公路邊上的服務區、加油站、觀景臺、收費站、標志牌等一系列輔助設施;還有公路邊上的綠化帶等。公路是人工修建完成的,因此公路的自身景觀是公路路權的一部分,他為整個公路景觀做出了突出貢獻。另外,公路的自身景觀,如服務區,是可以通過人們的設計而達到觀賞目標的,因此它是可以由人為控制的。
(2)沿線自然景觀設計。公路自然景觀則是指公路所經路段的人文景觀和自然景觀,它是整個公路景觀的主要部分,人們在行車過程中主要觀賞的就是這些景觀。自然景觀就是由平原、丘陵、大海、森林、植物、動物、河流湖泊、氣象變化等一系列自然現象組成的景觀。它是大自然自身作用的結果,不受人為控制,因此需要通過根據不同地區特點來進行設計,表達主題,用當地的獨特材質和設計過程來進行自然景觀的凸顯,這樣就組成了不同特色的自然景觀,為駕駛人員和乘車人員帶去了獨特的風景,驅除疲勞。
(3)沿線人文景觀。公路的人文景觀主要是指所經地區的文化、歷史特征。由于公路行進區域和視野的限制,駕駛人員和乘客只能領略到所經區域人文景觀的一部分,而且由于不同的排序,不同階段給人的感受也不盡相同。人文景觀的具體體現主要是村落、城鎮、民寨等人類聚集空間,它們因城市化程度的不同而呈現不同的形態,也有一些是散布在不同地區。某些人文景觀具有鮮明的地方特點,例如具有傳統特色的寺廟等,它們互相融合形成了景觀的宏觀特色,這些能為路人帶來不同的愉悅感。而一些人文景觀可能會造成公路整體景觀的不和諧,因此在對人文景觀的改造方面需要了解和分析各地人文景觀的本質內涵。與公路本身景觀相比,自然和人文景觀往往不屬于路權范圍,因此需要與當地政府進行協調溝通,對周邊環境進行整體改造,以達到優化整體景觀的目的。
2.2 路側生態設計施工
路側設計采用的最多的方式就是容錯設計,它正是體現了人與自然和諧的安全理念。首先,要在保證不破壞環境的基礎上,針對當地地形特點,綜合考慮工程造價,將路側的寬度加大,將坡度放緩;其次,對于有擋土墻的,可以將其取消,并建設兩米以上的平臺,平臺上的植被要注意保護;再次,為了方便排水,路側凈區應該采取與路面一樣的坡度,這樣也能夠保證車輛的安全和環境的和諧;最后,對路側邊溝的設計也要按照以上原理來進行,采用隱形的邊溝來設計,這樣既能夠增強路面的承載力,也能夠將路側的凈區拓寬,這樣可以保證路側的安全,也可以種植植被,形成一條生態邊溝。生態邊溝的設計形式是指將開放式變為隱藏式,這樣路面的集水可以通過邊溝流入地下,在地下水滲透階段設置排排的碎石墊層,這樣不僅能夠解決地上、地下、和基層的排水問題,也能夠將路側凈區拓寬,這樣就保證了道路的安全。
2.3 邊坡防護與綠化設計施工
(1)工程防護。在工程中常用的防護措施主要有護坡、護面墻等。在選擇防護措施時,要充分考慮工程的比例、尺度以及與周圍環境的關系。根據當地環境特點、施工狀況等,來選擇恰當的防護措施,這樣可以減小對環境的不利影響,同時也能夠保證道路與生態環境的和諧。
(2)植被防護。除了工程的防護措施,還可以采用植被來進行道路防護,這主要有挖溝綠化防護、噴播綠化防護、噴溝綠化防護等等一系列技術可以使用。生態公路的設計,則主要采用植被防護的技術。對于不同狀況的路段,要采用不同的綠化技術來實施植被防護,如在坡度較緩的路段,則可以采用噴溝技術和挖溝技術;而對于高要求的地段,則需要采用噴播的技術來進行綠化,同時也要注意噴播的厚度和質量。
3. 結語
生態公路建設發展時間不長,還比較新,但它代表這未來公路建設的主流走向,發達國家以及我國比較發達的城市這方面的研究則比較多。我們可以向發達國家借鑒經驗,例如瀝青路面、水泥路面的降噪工程,混凝土路面的尾氣吸收等,都可以學習。另外還應該對先進地區的生態公路進行考察,學習先進技術,為生態公路的建設提供條件。
參考文獻
生態公路建設發展時間不長,還比較新,但它代表這未來公路建設的主流走向,發達國家以及我國比較發達的城市這方面的研究則比較多。我們可以向發達國家借鑒經驗,例如瀝青路面、水泥路面的降噪工程,混凝土路面的尾氣吸收等,都可以學習。另外還應該對先進地區的生態公路進行考察,學習先進技術,為生態公路的建設提供條件。
1 生態公路設計理念
1.1 生態恢復設計
生態恢復設計是會對整個公路的設計都有影響的。在進行邊坡的防護設計時,要選擇適合的植物、坡度和類型,有利于生態的恢復;在進行路域生態設計時,要考慮到當地的生態特點來進行植被的選擇;在建設公路時臨時征用的土地可以將其變為農田,這樣會對生態環境的影響降低到最低。
1.2 保護環境、融入環境
要將自然式的設計理念融入到傳統式的設計理念中,這樣能夠做到對公路沿線的自然環境的最小破壞;改變原有的設計方法,利用原有的景觀植被來進行公路設計,盡量減少人工對環境的影響;另外還要盡量多引進不同種類的物種,對沿線的文物也要進行保護,讓公路真正成為環境的一部分。
1.3 采用鄉土化技術
鄉土化技術指的是將鄉土材料、植被、文化等引進到公路設計中,使公路設計具有個性化特點。在建設生態公路時,要盡量選用本土的植物物種,這樣能夠避免外來品種對本土環境的影響,也利于植被的成長。
1.4 科學的生態綠化設計
建設生態公路,還需要對本地區的氣候和土壤的特點進行分析,選用與本區域自然環境相融合的植被;在進行邊坡綠化時,則要考慮土壤的結構特點。同時在選擇植被時,要盡量做到多種類型相結合,避免物種單一,也可以采用散叢結合的方法,實現綠化的科學性。
1.5 公路工程和生態工程結合
環境的一體性,還能夠全面考慮公路工程中各種生態環境的關系,減少公路工程對環境的影響,有利于沿線生態環境的保護、恢復及優化。生態公路的設計是基于環境保護來進行的設計,它不僅能夠體現出自然環境與人類活動的自然和諧,而且會將公路建設與生態環境緊密聯系起來,減少公路建設對生態環境的不利影響,有利于環境保護措施的實施。
1.6 靈活創新設計理念
靈活性設計理念是指在不違背國內外現有標準的前提下,在不影響使用安全的基礎上,運用靈活創新的技術來對公路設計進行改造,以達到可持續發展的目的。公路生態設計則需要相關人員靈活運用相關理念,對區域環境進行全面考察,利用現有生態工程、恢復技術等來進行公路生態設計。
2 環保理念在生態公路設計與施工中的應用
2.1 公路景觀設計施工
公路景觀是由公路和公路周圍的景物組成的綜合體。它不僅包括公路設計完成后形成的景觀,也包含有沿線的自然、人文景觀。因此人們對公路景觀的印象就是公路及其周圍景觀的綜合體。
2.1.1 公路自身景觀設計。公路的自身景觀,我們常常可以接觸到,那就是人們出行的道路;公路周邊的護欄、排水溝、隧道、橋梁等;公路邊上的服務區、加油站、觀景臺、收費站、標志牌等一系列輔助設施;還有公路邊上的綠化帶等。公路是人工修建完成的,因此公路的自身景觀是公路路權的一部分,他為整個公路景觀做出了突出貢獻。另外,公路的自身景觀,如服務區,是可以通過人們的設計而達到觀賞目標的,因此它是可以由人為控制的。
2.1.2 沿線自然景觀設計。公路自然景觀則是指公路所經路段的人文景觀和自然景觀,它是整個公路景觀的主要部分,人們在行車過程中主要觀賞的就是這些景觀。自然景觀就是由平原、丘陵、大海、森林、植物、動物、河流湖泊、氣象變化等一系列自然現象組成的景觀。它是大自然自身作用的結果,不受人為控制,因此需要通過根據不同地區特點來進行設計,表達主題,用當地的獨特材質和設計過程來進行自然景觀的凸顯,這樣就組成了不同特色的自然景觀,為駕駛人員和乘車人員帶去了獨特的風景,驅除疲勞。
2.1.3 沿線人文景觀。公路的人文景觀主要是指所經地區的文化、歷史特征。由于公路行進區域和視野的限制,駕駛人員和乘客只能領略到所經區域人文景觀的一部分,而且由于不同的排序,不同階段給人的感受也不盡相同。人文景觀的具體體現主要是村落、城鎮、民寨等人類聚集空間,它們因城市化程度的不同而呈現不同的形態,也有一些是散布在不同地區。某些人文景觀具有鮮明的地方特點,例如具有傳統特色的寺廟等,它們互相融合形成了景觀的宏觀特色,這些能為路人帶來不同的愉悅感。而一些人文景觀可能會造成公路整體景觀的不和諧,因此在對人文景觀的改造方面需要了解和分析各地人文景觀的本質內涵。與公路本身景觀相比,自然和人文景觀往往不屬于路權范圍,因此需要與當地政府進行協調溝通,對周邊環境進行整體改造,以達到優化整體景觀的目的。
2.2 路側生態設計施工
路側設計采用的最多的方式就是容錯設計,它正是體現了人與自然和諧的安全理念。首先,要在保證不破壞環境的基礎上,針對當地地形特點,綜合考慮工程造價,將路側的寬度加大,將坡度放緩;其次,對于有擋土墻的,可以將其取消,并建設兩米以上的平臺,平臺上的植被要注意保護;再次,為了方便排水,路側凈區應該采取與路面一樣的坡度,這樣也能夠保證車輛的安全和環境的和諧;最后,對路側邊溝的設計也要按照以上原理來進行,采用隱形的邊溝來設計,這樣既能夠增強路面的承載力,也能夠將路側的凈區拓寬,這樣可以保證路側的安全,也可以種植植被,形成一條生態邊溝。生態邊溝的設計形式是指將開放式變為隱藏式,這樣路面的集水可以通過邊溝流入地下,在地下水滲透階段設置排排的碎石墊層,這樣不僅能夠解決地上、地下、和基層的排水問題,也能夠將路側凈區拓寬,這樣就保證了道路的安全。
2.3 邊坡防護與綠化設計施工
2.3.1 工程防護。在工程中常用的防護措施主要有護坡、護面墻等。在選擇防護措施時,要充分考慮工程的比例、尺度以及與周圍環境的關系。根據當地環境特點、施工狀況等,來選擇恰當的防護措施,這樣可以減小對環境的不利影響,同時也能夠保證道路與生態環境的和諧。
2.3.2 植被防護。除了工程的防護措施,還可以采用植被來進行道路防護,這主要有挖溝綠化防護、噴播綠化防護、噴溝綠化防護等等一系列技術可以使用。生態公路的設計,則主要采用植被防護的技術。對于不同狀況的路段,要采用不同的綠化技術來實施植被防護,如在坡度較緩的路段,則可以采用噴溝技術和挖溝技術;而對于高要求的地段,則需要采用噴播的技術來進行綠化,同時也要注意噴播的厚度和質量。
3 結束語
建設生態公路的最主要的目的就是將公路建設對環境的不良影響減小到最低,并在建設過程中運用環保生態技術來對生態的破壞和環境的污染進行控制,實現低能耗低排放,使公路的建設不影響自然環境。隨著經濟的不斷發展,人們對生態環境的保護也越來越重視,生態環保工程的理念不斷深入人心。
參考文獻:
由于礦藏的不可移動性,以致礦山開采長期占用、破壞、污染土地,改變了區域水系結構,破壞了動植物區系,引發一系列社會經濟與生態環境問題,成為全球環境與發展面臨的焦點問題之一。我國礦區土地復墾工作起步較晚,土地復墾率較低,迫切要求探索適合我國國情的土地復墾技術,提高土地復墾率和生產潛力。本文將在系統分析礦山開采生態環境效應的基礎上,總結適合我國礦區土地復墾的典型技術,以期推動全國土地復墾工作的進一步發展。
一、礦山開采的生態環境效應
(一)誘發地質災害。由于地下采空,地面及邊坡開挖影響了山體、斜坡的穩定,往往導致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡等頻繁發生。而礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷,廢石與泥土混合堆放,使廢石的摩擦力減小,透水性變小而出現漬水,在暴雨下也極易誘發泥石流。
(二)水文地質條件發生變化與水質污染。礦區塌陷、裂縫與礦井疏干排水,使礦山開采地段的儲水構造發生變化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面積的疏干漏斗;地表徑流的變更,使水源枯竭,水利設施喪失原有功能,直接影響農作物耕種。 同時,礦山開采過程中產生的礦坑水、廢石淋濾水等,一般較少達到工業廢水排放標準,嚴重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。
(三)土壤退化與污染由于表土被清除采礦后留下的通常是新土或礦渣,加上大型采礦設備的重壓,往往使土壤堅硬、板結,有機質、養分與水分缺乏。而地面塌陷導致地下水位下降、土壤裂隙產生。土壤中的營養元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區或洼地,造成許多地方土壤養分短缺,土壤承載力下降。
礦山固體廢渣(煤矸石等)經雨水沖刷、淋溶,極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中,造成土壤的酸堿污染(主要是強酸性污染)、有機毒物污染與重金屬污染。而土壤的納污和自凈能力有限,當污染物超過其臨界值時,將向外界環境輸出污染物,其自身的組成結構與功能也會發生變化,最終導致土壤資源的枯竭。并且,土壤污染在地表徑流和生物地球化學作用下還會發生遷移,危害毗鄰地區的環境質量,受污染的農產品則會通過食物鏈危害人體健康。
(四)水土流失加劇。礦山開采直接破壞地表植被,露天礦坑和井工礦抽排地下水使礦區地下水位大幅度下降,造成土地貧瘠,植被退化,最終導致礦區大面積人工裸地的形成,極易被雨水沖刷;由于排土場和尾礦占地,形成地面的起伏及溝槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移動,沖刷加劇。
(五)生物多樣性損失。植被清除、土壤退化與污染、水土流失,對礦區生物多樣性的維持都是致命打擊,嚴重威脅了動植物生存。
二、礦區生態恢復的典型技術
(一)礦區土壤污染的治理
1.礦區土壤重金屬污染的治理。國內外礦區土壤重金屬污染治理主要包括物理、化學和生物治理技術三類。其中,生物治理技術包括微生物修復技術、動物修復技術與植物修復技術。設施簡便,投資少,對環境擾動也少,被認為是最有生命力的。
2.礦區土壤培肥改良技術。土壤培肥改良技術就是對土壤團粒結構、pH值等理化性質的改良及土壤養分、有機質等營養狀況的改善,這是礦區生態恢復的最終目標之一,具體包括:(1)表土轉換:在采礦前先把表層及亞表層土壤取走并加以保存,待工程結束后再放回原處,這樣雖破壞了植被,但土壤的物理性質、營養條件與種子庫基本保持原樣,本土植物能迅速定居。(2)客土覆蓋:廢棄地土層較薄時,可采用異地熟土覆蓋,直接固定地表土層,并對土壤理化特性進行改良,特別是引進氮素、微生物和植物種子,為礦區重建植被提供了有利條件。(3)土壤物理性狀改良:土壤物理性狀改良的目標是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤結構,短期內可采用犁地和施用農家肥等方法。(4)土壤pH值改良:對于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氫鹽或石灰來調節酸性,增加土壤中的鈣含量,改善土壤結構。(5)土壤營養狀況改良:主要包括化學肥料、有機廢棄物、固氮植物、綠肥、微生物等。
(二)礦區植被的恢復。根據礦區的氣候和土壤條件,植被篩選應著眼于植被品種的近期表現,兼顧其長期優勢,植物品種的選擇首先要根據生物學特性,考慮適地適樹原則,尤以選擇根系發達、固土固坡效果好、成活率高、速生的鄉土植物。
在配置植物時要考慮邊坡結構、種植后的管護要求、自然條件等,以決定種植的形式和品種。同時要考慮與設計目的相適應;與附近的植被和風景等條件相適應。
(三)水土流失的綜合治理
1.固體廢棄物攔擋工程。在堆棄場地建設擋渣墻、攔渣壩和排水工程等,進行攔擋與防漏處理。
2.坡面排水工程。對影響礦山安全的坡面,根據坡長分段布設截流溝、排洪渠等工程,并配以防護林草帶,增加植被覆蓋,減少坡面徑流對地表的沖刷,保證礦業生產安全運行。
3.邊坡防護工程。礦山開采形成的各類邊坡,除盡可能采取措施恢復植被外,根據邊坡穩定程度及對周圍的影響,采取相應的工程措施進行防護。坡面防護根據坡度不同而采用石砌護坡或植被護坡。
4.土地整治工程。對礦山生產過程中產生的大量廢石堆、廢棄工業場地及尾礦庫,采取排蓄結合的辦法,排水攔渣,有效解決“三廢”污染。同時對服務期滿的棄渣場、尾礦庫采取復墾措施,提高土地利用率。
5.植被恢復工程。對各類裸露面,分別采取不同的措施,加速植被恢復。
三、結語
礦山開采極大地改變了原生景觀生態系統,導致礦區生態退化與環境污染。針對礦區生態環境特點。我國當前礦區生態恢復的典型技術體系主要包括礦區土壤污染的治理及土壤環境質量的改善,礦區植被的恢復,水土流失的綜合治理等。
必須強調的是,礦區生態恢復不僅僅是一個技術工程層面的問題,而且與礦區的社會經濟發展密不可分,是一項耦合了社會、經濟、資源與環境的系統工程。因此,礦區土地復墾是以人類發展為核心,對土地自然、經濟與社會屬性的綜合整治,在消除環境危害的同時重建生態平衡。
參考文獻
[1]夏星輝,陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進展.環境科學,1997,18(3):72~76.
High steep rock slope anchor - Geonet ecological stability of Slope Protection Technology
Qi Hua-zhong
(Qingdao Technological University Qingdao Shandong 266033)
【Abstract】This paper is derived from the funding of Qingdao science and technology research projects(12-1-4-4-(4)-jch). From the perspective of ecological slope protection in geotechnical engineering, this article sets out around the essence of high and steep rock slope and use FlAC3D numerical simulation and the rough set theory to research the stability of c-geonet mat spraying ecological slope protection deeply.The application of FLAC3D is studied in the high and steep rock slope structure stability. This method researches the stability of anchor-geonet mat spraying ecological structure with deterministic method and simulates respectivelly unsupportive、bolting and ecological-supportive slopes。Then this paper analysises the advantages of Ecological slope protection.In the study, this paper gets the following conclusion:Compared with the same conditions without support and bolt support (without vegetation growth) , anchor - geonet mat spraying and sowing grass ecological slope protection technology has greatly improved the stability of the slope. In the slope height of 35m, 45m, 55m, the stability safety coefficient can satisfy the requirements of specification under the application of the technology to reinforce slope.
【Key words】FlAC3D numerical simulation;High and steep rock slope ecological slope protection
1. 引言
(1)在我國經濟迅速發展的今天,各種道路、水、電、城鎮等基礎設施建設迅猛發展[1],大量山體被開挖,導致了各種形式的地質與環境問題:植被破壞,巖石邊坡,引發了水土流失、泥石流、滑坡等地質災害,人工巖土邊坡不斷增加,同時局部氣候惡化,食物鏈被破壞,嚴重影響生態環境保護與水土保持工作[2]。
圖1 錨桿——土工網墊生態護坡技術結構示意圖
(2)因此,亟須一種經濟適用、長期有效的巖質高陡邊坡的生態防護技術解決此類問題。目前高陡巖質邊坡穩定性的研究,大多集中于植物根系固土作用,較少將坡面綠化穩定及坡體穩定作為研究內容。鑒于此,本文針對一種巖質高陡邊坡生態防護的新型技術——錨桿——土工網墊噴播生態護坡結構,重點分析其在不同邊坡高度下穩定性,經FLAC3D模擬得到穩定性系數,分析其加固效果。
2. 錨桿——土工網墊噴播生態護基本原理
錨桿——土工網墊噴播生態防護技術是指在通過錨桿加固邊坡巖體的同時,利用錨桿固定土工網墊,并在土工網墊內噴播植生基材,待植被生長后達到坡面綠化效果,植被根系嵌入淺層巖體,增強淺層護坡作用,將坡面綠化防護與深層固坡有機結合從而使巖質邊坡整體穩定[3]。錨桿——土工網墊噴播生態防護結構主要包括錨桿、土工網墊、植生基質三部分[4],其結構組成見圖1。
3. 數值模擬及計算分析
擬采用三種邊坡形式進行數值模擬:A邊坡未支護 、B邊坡進行錨桿土工網墊噴播植草生態護坡但植被未生長、C 邊坡進行錨桿土工網墊噴播植草生態護坡且植被生長比較旺盛。
3.1 模型的建立。
(1)巖石錨桿——錨索(Cable)單元:FLAC3D內設單元。錨索為彈塑性材料,拉壓屈服。
(2)植被主根系——錨索(Cable)單元:模擬忽略側根作用只考慮主根作用,主根生長發育穿過基質進入淺表層巖體形成坡面巖體——基質——根系復合體,它的受力機理和錨桿的錨固機理相同,即抗剪力由摩擦力提供。因此用Cable單元來模擬植被根系。
(3)噴播植生層——殼(shell)單元:植生基材由植物種子、粘合劑、植壤土、土壤改良劑、緩釋肥、生物菌肥、保水劑等材料按一定配比均勻混合組成,可視為各項同性的線性彈性材料,因此用shell單元來模擬。
(4)復合纖維加筋土體——摩爾——庫倫理想彈塑性模型:植被根系——土工網墊——噴播植生層三者結合形成復合纖維加筋土。使用素土本構模型來代替纖維加筋土本構模型。
(5)邊坡巖體擬為摩爾——庫倫理想彈塑性模型,沿邊坡走向取單位長度1米,邊界條件設為底邊為豎向約束,左右兩側水平約束,坡面為自由邊界,屬于平面應力問題。坡體基本網格劃分模型尺寸如圖3、圖4、圖5。為使計算結果更為精確,模擬采用趙尚毅、鄭穎人等提出的計算范圍:坡腳距同側計算邊界為1.5H,坡頂距同側計算邊界為2.5H。經計算本文中邊坡滑裂面位置距坡腳同側邊界幾乎為零,故將其擴大至2H,經計算符合所需精度要求。
3.2 模型參數的選取。
選用模型的高度分別為35 m、45m、55m,其他主要參數見表1。
3.3 計算結果。
初始應力為自重應力下,計算所得的豎向應力云圖、剪切應變增量云圖、邊坡滑裂面位置如圖所示。
(1)同種生態結構支護下不同高度剪切面、X方向位移比對。
圖3 高度分別為35M、45M、55M生態護坡的安全系數、剪切應變圖
圖4 高度高度分別為35M、45M、55M生態護坡的X向位移等值線圖
圖5 35M高度下分別為未支護、錨桿支護、生態支護的滑裂面位置
(2)不同支護條件下同種邊坡高度滑裂面位置比對。
3.4 結果分析。
(1)在不同的高度、不同的支護類型下,高陡巖質邊坡的穩定安全系數計算結果如表2所示。
(2)從計算結果橫向、縱向對比表明,隨著高度的增加,邊坡的穩定性隨之下降,并且采用錨桿——土工網墊噴播植草護坡結構比同等支護條件下錨桿支護所得的安全系數有小幅度的提高。植被的根系在地表淺層范圍內分布廣泛,雖然本模擬只取了主根的錨固作用忽略了側根,但是從結果中可以看出應用此項生態護坡技術,不僅提供了邊坡的穩定性,而且達到了綠化、美觀的效果。
(3)從圖3至圖4,隨著邊坡高度的增加,滑裂面的位置明顯向坡體后側移動,坡頂和坡腳處的塑性變形逐漸增大,相同的支護條件下,單純的提高邊坡的高度,邊坡的穩定性會明顯的降低。從圖5,滑裂面處的塑性變形逐漸的縮小,在未支護的時候邊坡穩定安全系數為1.15,通過此項生態護坡技術支護后穩定安全系數為1.3,滿足規范的要求。
4. 結論
(1)隨著邊坡高度的增大,邊坡穩定性系數普遍呈降低趨勢,邊坡高度變化程度成為影響邊坡穩定性的主要因素。
(2)經復合型錨桿——土工網墊噴播結構進行加固后邊坡穩定性顯著提高,因此,該技術可用于高陡巖質邊坡的生態防護,且加固效果良好。
(3)該支護體系植被根系加固作用不可忽略,其對邊坡淺層穩定性的影響起決定性作用,但本文忽略了植被固有的生命屬性,如根系生長周期、根系無限生長性以及根系分泌物等,因此,從植被的固有生命體系出發,從微觀的角度分析其淺層穩定性將更加的復合實際。
參考文獻
[1] 高喜才,露天礦邊坡開挖過程變形破壞特征及穩定性實驗研究[D],西安科技大學碩士學位論文,2006.
[2] 曾亞武,田偉明,邊坡穩定分析的有限元法與極限平衡法的結合,巖石力學與工程學報,2005.11.
[3] 胡燕東,三維植被網在高速公路邊坡防護中的應用淺析[J],價值工程,2010:44.