《植被在道路護(hù)坡工程中的作用研究》5400字（論文）

植被在道路護(hù)坡工程中的作用研究目錄TOC\o"1-2"\h\u24324植被在道路護(hù)坡工程中的作用研究 1173961.引言 122032.相關(guān)概念綜述 2104182.1邊坡 2258542.2植被護(hù)坡 3261932.3常用護(hù)坡類型 3235173.存在問題及發(fā)展趨勢 4312633.1存在問題 482853.2發(fā)展趨勢 4290594.植被護(hù)坡的功能 575834.1恢復(fù)生態(tài)環(huán)境 5146114.2降低光噪污染，改善行車環(huán)境 6194684.3降解有機(jī)污染物、凈化空氣 6217814.4景觀功能 6241414.5護(hù)坡功能 7223025.結(jié)論 727369參考文獻(xiàn) 7摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，采礦、修路、水利等基礎(chǔ)建設(shè)造成了非常多的人工邊坡，包含挖方邊坡和路基填方邊坡，眾多外露的邊坡，不但會引發(fā)水土流失，還會造成山體滑坡、泥石流等災(zāi)害，同時嚴(yán)重毀壞了原先的地表植被，摧毀了生態(tài)環(huán)境。而植被護(hù)坡可以有效地解決工程措施護(hù)坡的缺陷，在起到固土護(hù)坡功效的同時，能發(fā)揮出植被的景觀作用和環(huán)境效應(yīng)，具有修復(fù)生態(tài)、環(huán)境保護(hù)、美化景觀的效果。因而，邊坡防護(hù)最終的目的不僅是保護(hù)邊坡、穩(wěn)固坡體、降低水土流失，還需要兼顧修復(fù)植被、充實景觀。近幾年來，對邊坡選用植被防護(hù)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)日漸引起關(guān)注，植被護(hù)坡變成了邊坡防護(hù)的一個全新的發(fā)展趨向。關(guān)鍵詞:植被道路護(hù)坡環(huán)境作用1.引言邊坡是天然或人工所形成的斜坡，是人類工程活動中最主要的地質(zhì)環(huán)境之一，同樣是工程項目中比較常見的工程形式。這些年以來我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，采礦、修路、水利等基礎(chǔ)建設(shè)蒸蒸日上。但是，我國做為一個多山的國家，山地面積十分寬闊，約占我國陸地面積的70%左右，建設(shè)中大量的挖山、筑壩，產(chǎn)生了許多外露的坡面，不但會造成土壤流失，還會引起山體滑坡、泥石流等災(zāi)害，同時還毀壞了原先的地表植被，摧毀了生態(tài)環(huán)境。而植被始終是保護(hù)土壤最有效的途徑，植物強(qiáng)有力的根莖和高密度的地表覆蓋不但可以凈化水體，改良土壤，并且還能凈化空氣，保護(hù)環(huán)境，裝飾環(huán)境。由于邊坡綠化的功效日益突出，我國已經(jīng)將生態(tài)環(huán)保做為高速公路、鐵路竣工驗收的一個重大指標(biāo)。用植被替代工程護(hù)坡，漸漸修復(fù)受到損傷的生態(tài)環(huán)境，用草、花及灌木綠化邊坡，已經(jīng)成為目前公路、鐵路等建設(shè)中的必然要求。此外，《國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展綱要（2006——2020年）》里將生態(tài)敏感區(qū)域的生態(tài)修復(fù)與再建，人類活動對地球環(huán)境的影響機(jī)制，對環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新及相關(guān)的交叉學(xué)科和前沿學(xué)科建設(shè)列入未來15年科技發(fā)展的重點內(nèi)容。2.相關(guān)概念綜述2.1邊坡邊坡是天然或人工所形成的斜坡，建設(shè)中挖山筑壩，產(chǎn)生裸露的坡面，不但會造成土壤流失，還會引起山體滑坡，帶來泥石流等災(zāi)害。傳統(tǒng)工程形式的護(hù)坡不僅成本費用高，并且加固方法很容易不起作用，缺少生態(tài)環(huán)保效果。因而，用植被護(hù)坡技術(shù)取代原來的工程形式的護(hù)坡，現(xiàn)已是目前公路建設(shè)中的必然要求。圖1邊坡結(jié)構(gòu)圖由圖2-1能夠得知，坡頂、坡面、坡底、坡角、坡高一同組成了邊坡，但不同類型的邊坡構(gòu)成成分也會有所差異。邊坡周邊的氣候、環(huán)境與土質(zhì)等方面的不同就會在治理方法上存在很大的差異性。公路邊坡，就是屬于人工邊坡的一種類型。在施工過程中，由于路肩墻的挖掘，大量的表土被挖走，原來的植物群落受到嚴(yán)重破壞。通常這樣的邊坡的坡面是不具有植物生長的條件。因而，我們應(yīng)該對邊坡采用適宜的措施，不但要確保邊坡的穩(wěn)固性，還要創(chuàng)造植物生長環(huán)境，才能在最短時間內(nèi)修復(fù)植被。2.2植被護(hù)坡植被護(hù)坡是通過植被涵水固土的原理，穩(wěn)固邊坡的同時還能改善生態(tài)環(huán)境的技術(shù)理念，是聚集環(huán)境工程學(xué)、地質(zhì)工程、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、植物學(xué)等學(xué)科為一體的綜合性工程技術(shù)。1994年9月在英國牛津舉辦的以植被固坡為主要內(nèi)容的學(xué)術(shù)交流會上，植被防護(hù)擁有了比較具體的界定，就是用活的植物，單用植物或融合土木工程與非生命的材質(zhì)，增強(qiáng)坡面的穩(wěn)固性，抑制坡面的土壤流失。因而結(jié)合植被護(hù)坡技術(shù)研究公路邊坡的土壤流失的問題就變得極為重要。植被護(hù)坡技術(shù)利用栽種植被，借助植物生長過程中發(fā)達(dá)的根莖會進(jìn)入土壤層，進(jìn)而穩(wěn)固表層土壤，實現(xiàn)抑制揚(yáng)塵風(fēng)化，阻攔地表徑流，預(yù)防侵蝕，管控土壤流失的目的。盡管學(xué)術(shù)領(lǐng)域長期對植被與邊坡穩(wěn)定性之間的內(nèi)在聯(lián)系存在一定的分歧，但不得不承認(rèn)，外露的邊坡比覆蓋植被的邊坡發(fā)生山體滑坡的機(jī)率會更高。2.3常用護(hù)坡類型在常用的護(hù)坡方法中，包括和工程護(hù)坡和植被護(hù)坡，也有將植被護(hù)坡和工程集合的形式，見表1分類方法主要特點或功能植被護(hù)坡鋪草皮護(hù)坡迅速生成草坪，功能生效快，施工的季節(jié)約束非常少，但初期的管理難度比較大。液壓噴播植草護(hù)坡機(jī)械化的水平非常高；科技含量高；施工速度快，成本費用低；能迅速生成草坪，草坪覆蓋面分布勻稱。三維植被網(wǎng)護(hù)坡植被固土效果優(yōu)質(zhì)；雨水消能效果顯著；根莖網(wǎng)絡(luò)的加筋功效突.出；保溫性能非常好。挖溝植草護(hù)坡適應(yīng)性強(qiáng)；同時兼具液壓噴播植草護(hù)坡和三維植被網(wǎng)護(hù)坡的優(yōu)勢。土工格室植草護(hù)坡綠化邊坡，帶孔的格室可以增加坡面的排水性能，為草坪生長提供更好的環(huán)境。藤蔓植物護(hù)坡利用爬藤植物攀附性和盤扎性，進(jìn)而擋住斜坡_上面的擋墻和錨定板墻等體，進(jìn)而裝飾環(huán)境。噴混植生護(hù)坡將含草坪種子、有機(jī)質(zhì)混凝土噴灑在巖石坡表面，這一種護(hù)坡技術(shù)通常用于開挖后的巖石坡面的植被恢復(fù)。栽植木本植物護(hù)坡種植花灌木、喬木等植物，通過草灌植被的有機(jī)融合，構(gòu)建具有多元性和穩(wěn)定性的坡面植物群落，實現(xiàn)植被護(hù)坡的作用。工程護(hù)坡黏土包坡采用抗侵蝕性能比較好的粘土來遮蓋易于沖刷的粉砂土。六角空心塊護(hù)坡通過六角塊的堆積來固定邊坡土，降低沖刷。傳統(tǒng)坡面護(hù)坡形式主要包括三合土抹面、干砌片石、錨噴、灰漿等，主要防范巖石風(fēng)化脫落、碎裂及少許墜石掉塊的現(xiàn)象。支擋結(jié)構(gòu)防護(hù)如擋墻、長錨桿、錨索樁等，主要用于深層不太穩(wěn)固的邊坡，不但有防范效果，也有穩(wěn)固坡體的功效。表1邊坡護(hù)坡常用的方法對比3.存在問題及發(fā)展趨勢3.1存在問題植被護(hù)坡理論的研究在歷經(jīng)10多年之后獲得了迅猛地發(fā)展，在植被護(hù)坡工程效應(yīng)的研究進(jìn)一步推進(jìn)了根莖固土理論的廣度和深度，發(fā)生了眾多學(xué)科交織研究的新格局；逐步將恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論和基本原理引進(jìn)到植被護(hù)坡工程中?？v觀植被護(hù)坡的探索過程，現(xiàn)階段依然存在以下問題：（1）植被固土護(hù)坡功效的研究問題，邊坡的土壤條件和所在的環(huán)境會影響植物根莖的護(hù)坡效果，又因植物品種的多元性、根莖排列的隨機(jī)性、根的生長性、根的密度的多變性、地質(zhì)邊坡的多樣性，及氣候環(huán)境、土壤類型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等外部環(huán)境的多變性，植被護(hù)坡系統(tǒng)的護(hù)坡效果往往是處在不斷變化中，具有很大的時空屬性?，F(xiàn)在還沒有完全能體現(xiàn)根莖形態(tài)和發(fā)育的模型，因此欠缺更為合理有效的研究植物根莖固土護(hù)坡功效的辦法，缺少植物根莖固土護(hù)坡功效的量化研究。（2）根莖與土壤的界面間互相作用特征的研究問題，根土間協(xié)同作用直接影響了根土復(fù)合體內(nèi)部的穩(wěn)定度，是根莖固土機(jī)制研究的一個關(guān)鍵問題，但是目前有關(guān)根土互相作用的文獻(xiàn)資料非常少。（3）坡面植被的修復(fù)和重建工作并不是很深入，工程應(yīng)用中缺少完整的邊坡植被護(hù)坡理念支撐，對它的認(rèn)知還止步于人工綠化這一個層面上，很難用在設(shè)計上，并不能從理論上適用這一個技術(shù)途徑。（4）對邊坡植被防護(hù)系統(tǒng)的效用欠缺更深入的認(rèn)知，人們通常過度的重視植被護(hù)坡前期的工程行為，經(jīng)常會出現(xiàn)一年綠，兩年亡的現(xiàn)象。也缺少對邊坡植被防護(hù)系統(tǒng)效用的有效評估。3.2發(fā)展趨勢針對以上問題，未來植被護(hù)坡理論研究發(fā)展的趨勢是：（1）探討根莖的幾何結(jié)構(gòu)及對強(qiáng)度指標(biāo)的影響，找到更為科學(xué)合理的研究根的形態(tài)的辦法，構(gòu)建根莖形態(tài)動態(tài)的成長模型；結(jié)合微觀力學(xué)和破壞力學(xué)的基本原理剖析摩擦型根土黏合鍵的損壞機(jī)制。（2）探究根莖固土的時長縮尺效應(yīng)和根莖的吸水效應(yīng)及與坡體應(yīng)力場的藕合影響。（3）大力開展根土互相作用機(jī)制及根莖對巖土物質(zhì)的加固作用的量化研究。（4）提升水土保持和發(fā)揮植被固土功效的植被組合理論研究，不同力學(xué)性質(zhì)的根莖相匹配、深根型與淺根型相匹配、垂直型根莖與水平型根莖及須根型根莖相匹配、不同形態(tài)學(xué)特性的根莖相匹配等，從群樹群根的視角來研究根莖固土護(hù)坡的作用。（5）加強(qiáng)植被生態(tài)修復(fù)和景觀重造的理論研究，結(jié)合邊坡土壤條件，緊緊圍繞坡面的生態(tài)效應(yīng)及功能效應(yīng)，探討坡面人工植被群落的構(gòu)成和配備。此外，從景觀學(xué)原理入手，緊密結(jié)合周邊自然環(huán)境和人文環(huán)境，探討坡面人工植被群落的設(shè)計。從坡面的生態(tài)效應(yīng)、水土保持效應(yīng)和坡面的景觀文化效應(yīng)三個方面對坡面人工植被群落的設(shè)計給予指導(dǎo)。（6）提高對邊坡植被防護(hù)系統(tǒng)效應(yīng)的合理評估方法的研究。總而言之，植被護(hù)坡的理論研究是牽涉到生物學(xué)、植物生物學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、景觀學(xué)、工程力學(xué)、彈塑性力學(xué)等學(xué)科的一個難點問題，而使用植被方法穩(wěn)固邊坡這是必然選擇，它適應(yīng)人們?nèi)找嬖鲩L環(huán)境水平的要求，因而，未來應(yīng)從多學(xué)科交叉的視角對此進(jìn)行深入研究。4.植被護(hù)坡的功能4.1恢復(fù)生態(tài)環(huán)境植被在道路植被護(hù)坡工程中起著至關(guān)重要的作用，近些年來，伴隨著生態(tài)建設(shè)的持續(xù)進(jìn)行，各個政府有關(guān)部門都加強(qiáng)了對于植被的關(guān)注力度，提高了植被的數(shù)量，同時還推動了植被種類的提升。植被改善周圍環(huán)境的效果是不可忽視的，它不但豐富了環(huán)境生物多樣性，也增強(qiáng)了護(hù)坡本身抵御外界因素影響的能力。比如植被可以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境本身的修復(fù)能力，同時還可以吸收汽車發(fā)出的噪音，降低噪音危害、吸收一部分光、減輕光污染帶來的負(fù)面影響等。同時植被還能加速護(hù)坡坡體內(nèi)污染物分解，降低水污染與空氣污染，對空氣質(zhì)量與水體質(zhì)量有一定改善。植被也能使生物多樣性不斷提高，不僅能增加樹種，而且能在一定程度上提高微生物的數(shù)量和種類，對生物多樣性的不斷提高是有非常利的。4.2降低光噪污染，改善行車環(huán)境公路邊坡治理中應(yīng)用植被護(hù)坡技術(shù)，所栽種的植被不僅可以吸附噪音，還可以從不同的方位折射各種光線，弱化了外界因素對司機(jī)的影響，保證了駕駛的安全。據(jù)調(diào)查，當(dāng)噪音經(jīng)過了20m寬的草地后，可以減少2dB。植被能夠起到改善道路周圍的區(qū)域環(huán)境的效用。據(jù)研究顯示，在炎熱的夏季中，草地通過蒸騰可以吸附50%的陽光照射到地表的熱能，通常道路溫度會達(dá)到38°C，而草地表層的溫度可以保持在24°C上下。通常情況下，在夏季，鋪有草地的地表溫度比裸地表要低8°C左右，高溫時間也會減少2~3h；在冬天則恰好相反，草地溫度高于地表1~4°C。4.3降解有機(jī)污染物、凈化空氣空氣里的汽車尾氣排放與公路周圍區(qū)域田地內(nèi)用過的化肥、農(nóng)藥一樣，含有較多的成分繁雜，難溶解的污染物。因而傳統(tǒng)的微生物清除方式無法達(dá)到要求，而植被的存在卻克服了這一問題，它所擁有的恢復(fù)功能，可以降低環(huán)境負(fù)荷，調(diào)控污染循環(huán)系統(tǒng)。具體包含植物直接吸附作用、根區(qū)微生物的活性和分解代謝作用、提高根區(qū)的礦化作用等。首先，植物可以光合作用，吸附空氣中CO2，釋放O2，維系氣體的新鮮程度。其次，植物也可以吸附空氣中的H2S、NH3、NO、SO2等有害物質(zhì)，通過稀釋轉(zhuǎn)化、吸附固定，將其轉(zhuǎn)換為生長所需要的因子。最后，空氣里彌漫著大量金屬與非金屬灰塵，為病菌的生殖繁殖創(chuàng)造了很好的場地。而植被卻能對此類物質(zhì)起著吸附的作用，制造出潔凈的環(huán)境，凈化周圍空氣。北京環(huán)保研究院在1975~1976年間曾經(jīng)做過研究，其結(jié)果顯示，在3~4級風(fēng)力作用下，裸地空氣中的灰塵的濃度值遠(yuǎn)比植被覆蓋地的灰塵濃度值要高出很多，大概是其的13倍。4.4景觀功能試驗證明，光波長為553nm的綠色可以讓我們?nèi)祟愌劬Ω械绞质孢m，所引起的不良狀態(tài)也最低。人們通常會對植被感到非常舒適，這是因為植被以其既有的顏色、狀態(tài)、風(fēng)韻等特點和群體景觀效應(yīng)在季節(jié)的更替，風(fēng)雨寒雪、光照、等氣候因子影響下，展現(xiàn)出多姿多彩的景色。我們需要結(jié)合不同區(qū)域的地質(zhì)土壤實際情況、環(huán)境氣候等多種因素，選取多種植被互相集合，使其有機(jī)地融入到公路的邊坡工程中，讓機(jī)動車輛穿梭在生機(jī)勃勃的健康環(huán)境中，給人帶來一種心胸寬廣、蕭灑愜意的美好體驗。4.5護(hù)坡功能植被的護(hù)坡功能包含深根錨固、淺根加筋、減少坡體縫隙之間的水壓力、降水截流、消弱濺蝕等。通常是借助坡面植物地下的根莖和地上莖葉的相互作用實現(xiàn)涵水固土的效果，具體表現(xiàn)以下三個方面：（1）緩解降水沖擊：邊坡表面被植物莖葉所遮蓋，如此一來雨水就無法直接沖擊邊坡表層，植被弱化了雨點直接沖擊坡面帶來的影響。（2）加大了入滲量，降低了水流量。第一，植物的殘枝敗葉在地面上會形成分散的覆蓋層，隨著坡面植被蓋度的提高，入滲量也會跟著擴(kuò)大。第二，根莖在土中產(chǎn)生非常多的孔道，提升了土壤滲透性，第三，植物殘株為土壤給予了的腐殖質(zhì)，減少了雨水的腐蝕。（3）支撐作用，根莖在土壤中交織分布，建立起網(wǎng)狀組織，與周邊土壤一同構(gòu)成根土集合體，發(fā)揮了加筋支撐的作用。5.結(jié)論公路邊坡植被毀壞之后會引發(fā)一連串的生態(tài)環(huán)境問題，特別是土壤流失問題。邊坡的植被、土壤和生物相互間是密不可分、互相促進(jìn)的。首先，植被為動物帶來了繁衍地，間接或者直接為它們提供食物。其次，邊坡土壤影響植被的分布及成長發(fā)育，植被也關(guān)乎到土壤的肥力。邊坡的植被、土壤和動物三者都不能夠脫離任意一方而獨立出現(xiàn)。最后，植被還可以恢復(fù)受到破壞的生態(tài)環(huán)境而且優(yōu)化道路景觀，提升