前坪水库水土保持生态修复技术应用

刘征西，王岩涛，皇甫泽华

（1.中科华水工程管理有限公司，450000，郑州；2.河南省前坪水库建设管理局，450000，郑州）

前坪水库建设中开挖交通道路、路堑边坡和导流洞、爆破开挖溢洪道左岸边坡等都会对当地的原生环境造成破坏。 传统护坡型式虽防护能力较强，但也存在缺点：一是一次性投资较大，而且通常都以安全、经济为优先，忽视了生态修复，难以恢复自然植被，不利于水土保持和生态环境保护；二是外观较为单调，与周边景观不协调。 前坪水库采用的生态修复技术则修复了生态环境，打造了人与环境和谐的生态前坪工程。

一、团粒喷播（高次团粒）植被恢复技术

该技术能快速恢复或重建植被环境，主要应用于裸露边坡植被恢复与绿化、水土保持、工业尾矿治理、地质灾害治理、石漠化和荒漠化地区造林、斜坡屋面绿化、城市立体绿化和区域内生态环境建设等领域。 团粒技术是将特殊生产加工制造的有机质、黏土、有机添加料、肥料、土壤稳定剂、土壤活性剂、植物种子、清水及其他材料，严格按照规定配比混合成泥浆状混合料， 然后与团粒剂溶液混合，发生团粒化反应，制备出一种特殊“人工土壤”，称为“团粒土壤”。

土壤稳定剂对团粒土壤的结构稳定性有重要的促进作用，其特殊性能可使团粒土壤表面“结壳”，形成一层不可水解的保护膜，从而抑制土壤内水分蒸发，大大提升土壤的保水性能。 高温腐熟过程不仅能保证有机质材料中的营养成分，还能杀除有害病菌、虫卵、杂草种子和其他非目标植物，以快速形成目标植物群落。

试验数据表明，团粒土壤的黏聚力达57 kPa，远大于普通土壤（小于25 kPa），故具有极强的耐冲蚀性和水土保持能力。 喷播24 小时后，团粒土壤对大雨以下等级的降雨产生耐冲刷能力；3 天后，可抵抗暴雨冲刷。 团粒土壤具有类似“蜂巢”构造的团粒结构， 像海绵一样具有超强吸水性。经检测得知， 容重为0.49 g/cm3的团粒土壤最大持水量达134.6%，而普通土壤的容重一般为 1～1.3 g/cm3， 最大持水量小于60%。 团粒土壤容重仅为普通土壤的40%，但最大蓄水量是普通土壤的2.5 倍以上。因此，团粒土壤能够最大限度储存水资源，大大节省养护用水，极大减少成本。

二、复合式生态植被支护技术

目前国内对路堑的防护措施有干喷植草防护、 客土喷播植草防护、混喷植草防护、高次团粒喷播植草防护等。 使用单一植草防护时，由于草种属浅根性植物，其根系一般只能分布于建植层的表层，对边坡恶劣环境的抗逆性弱，后期经雨水冲刷及风蚀作用侵蚀，防护基层容易脱落，且生物群落稳定性差，往往经过3～5 年就出现植被退化现象，达不到预期防护效果。 为有效恢复植被，道路路堑边坡采用复合式生态植被支护方案以恢复山体原始地理地貌，与周围环境相协调， 取得较好环境景观效果，兼顾长效防护，避免发生次生灾害。

复合式生态植被支护是集岩石工程力学、生物学、土壤学、肥料学、园艺学、环境生态学等学科于一体的综合环保技术。 该技术遵循“生态防护和美化兼顾”原则，采用“镀锌铁丝网草纤维客土混喷植生护坡+植物纤维毯护坡+裸根栽植落叶灌木护坡”的形式，利用客土（基质）和锚杆加固铁丝网技术，运用特制喷混机械将土壤、植物种子、肥料、有机物质、保水剂、黏合剂、土壤固化剂等混合干料加水后喷射到岩面上，形成5～6 cm 厚具有连续空隙的硬化体，在硬化体上铺设植物纤维毯，然后在坡面间隔50 cm 间距栽植灌木，形成灌草结合的稳定立体复合生态体系。 该体系能有效解决单一草本植物群落易退化的问题，既保水，又具有透水性、透气性，适于植物生长，同时可有效抵抗雨蚀和风蚀，防止水土流失，防水固坡、减噪降尘、四季常绿，与周围环境相协调，形成自然美。

该技术在增强坡体稳定能力的同时， 可构建稳定立体复合生态体系，很好地解决单一草本植物群落易退化问题，在短期取得绿化效果的同时兼顾长效防护，有效地避免次生灾害发生，最大限度地防止水土流失和坡面垮塌，取得了良好的工程及生态效果。

三、高边坡生态植被喷护技术

为避免边坡长时间裸露加重风化侵蚀，选择工艺简单、速度快、工期短、植被防护效果好且经济的“主副锚杆支护+木条支撑+镀锌铁丝网固定+客土喷播”方法。 将木条固定在支护好的主副锚杆上，自上而下铺设镀锌铁丝网并固定在边坡上，选用根系发达、生长迅速、抗逆性强（抗旱、抗寒、抗病虫害、耐贫瘠）、多年生的草种， 按一定比例混合种植土、 木质纤维、有机肥、保水剂、黏合剂、固化剂等，加入专用设备中充分混合搅拌后，通过空气压缩机喷射到坡面上。

该技术通过锚杆支护、 挂网固坡， 可以增加客土的抗冲刷能力，大大改善客土在边坡上的附着条件，对边坡高度、坡率的适应性较强，在高陡岩质边坡上可以成功覆盖植被，达到稳固、经济、环保、美观的良好效果。 另外，该技术所需的机械设备较简单，施工人员投入少，施工效率高。

四、框格梁生态袋支护技术

该技术利用对边坡岩土体钻孔灌浆锚固的锚杆和混凝土框格梁共同组成支护体系，在框格梁内层层码放生态袋并插播小灌木。 生态袋内为耕作腐殖土掺拌有机肥料及混合草籽等， 既具备较好的边坡防护功能，又能满足水土保持的要求。

生态袋以高分子材料或聚丙烯等组合而成， 具有较强的抗腐蚀、抗氧化、 抗撕扯等特性和较好的透水性、透气性，是一种无毒的新型材料产品，可长时间使用。 袋子中填充的人造土壤主要以供给植被生产的营养物质为主，使植被能在较好的环境中生存。 生态袋技术的重点是植物的培养，植物的选取会直接影响到植被存活率，因此选取植物时既要考虑当地存在的植物类型，又要挑选一些生存率高的其他植物以增加物种，更要研究保证存活率前提下提高观赏性的方法，使边坡更具有景观效应。

该技术不但可以绿化环境，更可以减少风雨对坡体的侵蚀，特别是当生态袋上各种植物的根系不断生长交错缠绕后，就如同无数根锚杆再次稳固袋体， 可在保证安全的基础上，防治水土流失。

五、结 语

生态环境的建设及修复工作对于周边环境质量提升和安全保障具有直接而显著的作用。 因此，要格外重视水库的水土保持和生态修复，防止水土流失问题的发生， 从而改善整个区域内的生态系统状况，实现生态平衡。