專利名稱：一種用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態(tài)工程技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利水電系統(tǒng)中的江河、湖泊、水庫、電站的固灘護堤、防沖護岸、除險加固以及工程建設(shè)中開挖邊坡的抗滑護坡和固土保水，特別是水庫水位波動帶的內(nèi)邊坡。
背景技術(shù)：
在江河、湖泊及水庫堤岸的保護方面，現(xiàn)有的技術(shù)都是采用混凝土、漿砌石檔墻或錨固樁等傳統(tǒng)的鋼性技術(shù)措施。這類“硬底化”的措施明顯缺乏生態(tài)效益，使水體的自凈能力下降，而且也難以保證效果持久。以往在河道水庫邊坡也開展過治理水土流失的生物工程措施，但是所種植的植物不是固土能力差(被雨水沖走)就是耐淹性差(被淹死)，結(jié)果這類措施大多以失敗告終。
隨著我國《水土保持法》的實施以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)的發(fā)展，迫切需要一種經(jīng)濟實用、持久有效的生態(tài)工藝技術(shù)來替代或部分替代傳統(tǒng)的工藝技術(shù)，使之做到既能保護堤岸防沖、防滑及防塌，又能增強水體的自凈能力，同時還達到綠化美化環(huán)境的要求。
本發(fā)明提出一種以香根草為主體，再配置其它具有類似功能的植物種類，然后采用一定的設(shè)計規(guī)則與施工工藝，同時加強專用肥料的施用，從而構(gòu)成了發(fā)明技術(shù)的總體思路。該技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)比較并不復(fù)雜，從施工工藝看不需要動用大型機械設(shè)備大量運輸材料；從時間上看除冬季施工外，3個月左右基本功能就能達到設(shè)計要求；從工程造價上看僅為現(xiàn)有技術(shù)的1/10~1/3；再從生態(tài)效益上看更是現(xiàn)有工藝無法比擬的。因此，與現(xiàn)在技術(shù)相比，我們發(fā)明的新技術(shù)主要體現(xiàn)在生態(tài)效益更好、護坡效果長久、成本花費更低、施工工藝簡單。

發(fā)明內(nèi)容
該技術(shù)的核心材料是神奇植物香根草，同時輔以其它其他的植物材料如百喜草、百慕大等，以及采用獨特的施工工藝與專用肥料。通過研究與現(xiàn)場觀測，我們發(fā)現(xiàn)香根草具有以下幾方面的神奇特性，因而十分適合用于河道兩岸和水庫水位波動帶的固土護坡與環(huán)境綠化。
1，根系發(fā)達。在廣州基地種植50、90、110及210天后，其根系分別深達0.8m、1.33m、1.95m和2.48m，根幅分別為8cm、11.2cm、17cm和45cm。強大的根系如同打入土中的生物樁(土釘)，大大地增加了土體的抗剪強度，同時也保證香根草本身不會被波浪和雨水沖走。觀測發(fā)現(xiàn)，定植4個月后的香根草在3.5米/秒的水流中毫不動搖。
2，極耐水淹。我們的研究表明，香根草在完全水淹100天也不會死亡，百慕大亦能忍受100天以上的水淹，百喜草能忍耐60天以上；但中國南方地區(qū)其他一些水土保持草種，如地毯草、竹節(jié)草、兩耳草、鈍葉草、假儉草等，則分別只能忍耐32-40天、25-30天左右、25-30天左右、18-32天左右、7-10天左右。香根草極強的耐淹性就保證了它種在水庫的水位波動帶也不會因雨季的高水位而淹死。另外，考慮到百慕大和百喜草亦耐水淹，因此，二者也常常作為該技術(shù)的輔助草種植在香根草帶中間，輔助香根草固土護坡與坡面綠化。
3、固土護坡能力極強。在南方地區(qū)按正確的方法種植和專業(yè)化養(yǎng)護管理3-4個月后，香根草的地上部分就形成致密、堅硬的綠籬帶，地下部分形成縱深發(fā)達的根網(wǎng)，上下一體就形成一道道強大的“生物壩”。“生物壩”能有效分散地表徑流，減低水流的沖擊。我們的研究觀測表明，香根草綠籬帶能減少坡面60％的地表徑流，攔截93％的泥沙沖蝕。
此外，香根草根系中含有大量的香精油，有濃烈的芳香味，其根油中含有的諾卡酮(notkatone)化學(xué)物質(zhì)，能殺死白蟻消化道中的大腸桿菌，故香根草還能驅(qū)散白蟻。另外，香根草只抽穗，不結(jié)籽，因此，不用擔(dān)心它會成為雜草。
該技術(shù)應(yīng)用的原理1)利用香根草極強的耐淹性，種在河道邊坡與水庫、湖泊的水位波動帶，這樣，即使是在雨季或汛期因水位上漲而較長時間地淹沒草帶后，香根草也能保證不會死亡，從而保證了生物措施的持久性。2)利用香根草特殊而發(fā)達的根系，在江河、湖泊及水庫的邊坡上，按規(guī)范設(shè)計種植后，在9-12個月左右的時間內(nèi)使地下2~3米的土層內(nèi)形成一定寬幅(40~60cm)的、高抗剪強度的生物墻體，防止淺層土體滑坡；而在香根草籬的裸露表土之間所配置的其它植物則在地下30~50cm范圍內(nèi)與香根草的根系交錯連接，形成高密度的地下網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層層攔截松動的土層。3)由于香根草在坡面上等高密植，其地上部分的莖葉在香根草專用肥的作用下(見第4點)3-4個月左右的時間就能形成致密的綠籬帶，從而有效攔截地面徑流與泥沙；與香根草配植的其他鋪地型草種，如百喜草、百慕大等也能快速生長并覆蓋地表，從而牢固固著表層土壤，減緩雨水的沖刷力，防止地表的水土流失。4)特制的香根草專用肥?；视孟愀?號專用肥，追肥用香根草2號專用肥。我們研制出的專門針對香根草的這兩種專用肥可顯著促進香根草的生長，保證香根草在上述時間內(nèi)達到護坡所需要的生物技術(shù)指標。
技術(shù)實施的工藝流程圖為 該技術(shù)的施工工藝1、材料準備1)，種苗選擇與育種根據(jù)現(xiàn)場勘測和技術(shù)設(shè)計，選擇適合于工程應(yīng)用的壯苗進行分蘗，若是在雨季、冬季或工程面巖石較多的條件下施工，則提前進行營養(yǎng)袋育種。
2)、包裝與運輸將提前分蘗或育種的袋狀苗進行包裝和運輸，采用蘿筐、編織袋或鐵架包裝，包裝和運輸時注意保持通風(fēng)；若是長途運輸，在夏、秋季節(jié)則相距5小時左右澆水一次，而在冬季則注意防寒保暖。
2、現(xiàn)場準備1>苗床整理首先在工程面挖掘槽溝，建立等高線苗床位置，再對苗床進行平整，并在淺表層回填營養(yǎng)基質(zhì)，使苗床的表面平整、均勻、富有營養(yǎng)，便于植物著床生長。
2>土壤改良植物種植前對工程面的土壤進行適時的化學(xué)性改良，使原有土壤的成份、排水性、透氣性能及理化性狀達到較高水平要求。
3>基肥處理按比例均勻施放適合于設(shè)計植物生長發(fā)育的特制專用1號肥。
3、施工種植1)種植香根草工程材料到達現(xiàn)場后，立即將事先選育的香根草苗按設(shè)計和建立的苗床種植，形成等高距離的規(guī)整香根草籬。
2)種植輔助草香根草種植完畢后，再在中間的裸露部分，分別種植選配的其它植物。
3)及時供應(yīng)定根水所有植物在種植后的當(dāng)天必須保證定根水的及時供應(yīng)，并保證澆勻、澆透。
4、專業(yè)養(yǎng)護管理1)澆水由種植開始到養(yǎng)護工程結(jié)束，每天上、下午各進行一次澆灌水養(yǎng)護。
2)追肥種植后20-30天后，采用香根草專用2號肥進行第一次追肥處理，40-60天后進行第二次營養(yǎng)追肥。
3)補種工程施工結(jié)束30天后，可以查看出植物的生長發(fā)育情況，即時進行相應(yīng)的補種工作。
4)病蟲害防治植物生長40天后進行病蟲害防治處理，使植物能夠完全成活與生長，并保證其護坡與綠化的功能實現(xiàn)。
隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的加強、國家《水土保持法》的實施以及中、小型水庫的除險加固，上，通過我們近五年來的推廣應(yīng)用，已經(jīng)有廣東、廣西、湖南、湖北、云南、貴州等六個省區(qū)的水利水電系統(tǒng)采納和應(yīng)用了我們的這一技術(shù)方案，并取得了完全的成功。更為重要的是中南設(shè)計院、珠委設(shè)計院和國家水利部規(guī)劃總院都在與我們合作推廣和采用這項技術(shù)。因此，該技術(shù)的市場有著廣泛的前景。
實施例廣西百色水利樞紐工程右江河左岸邊坡的治理，原計劃全部采用漿砌石方案護坡。2002年3月經(jīng)向業(yè)主單位——廣西百色右江公司和廣西水利電力勘測設(shè)計院介紹該技術(shù)方案后，由設(shè)計院與我們共同修改了設(shè)計護坡段120-123m高程采用傳統(tǒng)漿砌石護坡，123-132m高程采用我們的“新技術(shù)”護坡，面積3240m2。
施工于2002年5月25日開始，6月11日完工，6月12日至8月11日為專業(yè)養(yǎng)護管理期；植物配置有香根草、百幕大草、百喜草及蟛蜞菊四種，營養(yǎng)供應(yīng)的基礎(chǔ)肥為香根草專用1號、2號肥；施工的同時在平臺上建立了七個120cm~250cm的角鋼框架、四面嵌玻璃的同步觀察箱。
觀測效果1)經(jīng)專業(yè)養(yǎng)護管理兩個月后的工程系統(tǒng)植物完全達到了設(shè)計的要求。香根草的平均生長發(fā)育高度和分蘗量都超過了設(shè)計要求的1.5倍，其他配置植物的覆蓋率也達到了標準。
2)通過6、7、8三個月中的幾次大暴雨檢驗，堤岸邊坡完好無損，防護效果顯著，降雨期間雨點的沖擊能量大都被香根草和其他覆蓋植物緩沖或吸收，基本上看不到堤岸邊坡土體塌陷和土壤流失的現(xiàn)象。
3)在種植初期和養(yǎng)護管理期間，由于水位上漲幅度超過種植高程，特別是在6月14日至18日之間，水位上漲到123.31m的高程，河槽平均流速達到1.78m/s，因此，在124m高程以下的植物部分被洪水沖走，表層土基本消失。而在7月20-26日與8月11-22日的兩次水位上漲中，由于香根草已經(jīng)生長發(fā)育40余天與60余天，其根系基本達到40cm和70cm以上。因此，雖然最高水位上漲到129.55m，流速最高達到2.57m/s，浸泡時間也較長，但整個系統(tǒng)未再受到影響。
4)在7月25日的第三次定點觀測時發(fā)現(xiàn)在124m高程以下被洪水沖刷后余留的香根草，又重新在礫石中頑強生長發(fā)育起來，最高一叢達到55cm，有4個分蘗。
5)2003年4月5日經(jīng)296天生長發(fā)育后，對第7號樣品觀測箱進行開箱觀測香根草的根系長為210cm，根系冠副為40cm，主根平均直徑為1.5mm，十分寵大壯觀。
通過百色水利樞紐工程的應(yīng)用表明，該技術(shù)方案完全適合在水利水電系統(tǒng)工程建設(shè)中推廣和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態(tài)工程技術(shù)，其特征在于該植物配置的核心材料是植物香根草，同時輔以其它的植物材料，技術(shù)實施的工藝流程為現(xiàn)場勘測—技術(shù)設(shè)計—選苗與育種—施工、種植—專業(yè)養(yǎng)護管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態(tài)工程技術(shù)，其特征在于所述的植物配置是指香根草在順坡斜面的等高行距為50-150cm，叢距為5-25cm，2-6株/叢；或在香根草籬的行與行之間相距3m再用香根草籬斜線相聯(lián)，形成“菱型”網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)；而中間的裸露部位則配置百喜草、百幕大草或當(dāng)?shù)匚锓N多種葡匐性和攀爬性較強的植物，以無性繁殖或播種方式種在草籬中間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態(tài)工程技術(shù)，其特征在于所述的技術(shù)實施的工藝流程中的選苗與育種包括A、材料準備1)，種苗選擇與育種；2)、包裝與運輸；B、現(xiàn)場準備1)，苗床整理；2)，土壤改良；3)、基肥處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態(tài)工程技術(shù)，其特征在于所述的技術(shù)實施的工藝流程中的施工、種植包括1)種植香根草形成等高距離的規(guī)整香根草籬；2)種植輔助草香根草種植完畢后，再在中間的裸露部分，分別種植選配的其它植物；3)及時供應(yīng)定根水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態(tài)工程技術(shù)，其特征在于所述的技術(shù)實施的工藝流程中的專業(yè)養(yǎng)護管理，包括1)澆水2)追肥種植后20-30天后，采用香根草進行第一次追肥處理，40-60天后進行第二次營養(yǎng)追肥；3)補種工程施工結(jié)束30天后，可以查看出植物的生長發(fā)育情況，即時進行相應(yīng)的補種工作；4)病蟲害防治植物生長40天后進行病蟲害防治處理，使植物能夠完全成活與生長，并保證其護坡與綠化的功能實現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態(tài)工程技術(shù)，其特征在于所述的植物配置中其它的輔助植物是百喜草、百慕大。
全文摘要
本發(fā)明涉及水利水電系統(tǒng)中的江河、湖泊、水庫、電站的固灘護堤、防沖護岸、除險加固以及工程建設(shè)中開挖邊坡的抗滑護坡和固土保水，特別是水庫水位波動帶的內(nèi)邊坡。在江河、湖泊及水庫堤岸的保護方面，現(xiàn)有的技術(shù)都是采用混凝土、漿砌石擋墻或錨固樁等傳統(tǒng)的剛性技術(shù)措施。這類措施明顯缺乏生態(tài)效益，使水體的自凈能力下降，效果也不持久。以往開展過治理水土流失的生物工程措施，效果也不理想。本發(fā)明提出一種以香根草為主體，再配置其它的植物種類的生態(tài)工程技術(shù)，與現(xiàn)在技術(shù)相比，本發(fā)明的新技術(shù)主要體現(xiàn)在生態(tài)效益更好、護坡效果長久、成本花費更低、施工工藝簡單。
文檔編號A01G1/00GK1526886SQ0314688
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月22日
發(fā)明者馮子元, 夏漢平 申請人:中國科學(xué)院華南植物研究所, 廣州市香根草業(yè)科技有限公司