一種石質(zhì)邊坡的生物防治方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石質(zhì)邊坡的生物防治方法，包括如下步驟：1)邊坡現(xiàn)狀分析及安全性評估；2)苗木預(yù)培；3)鳥巢式布局；4)仿生巢穴建設(shè)；5)配方栽植；6)群落形成。本發(fā)明的石質(zhì)邊坡的生物防治方法集合工程力學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)、生物技術(shù)等多學(xué)科多領(lǐng)域相結(jié)合，可快速形成穩(wěn)定、生態(tài)的立體邊坡，景觀效果良好，生態(tài)效益持久、穩(wěn)定，養(yǎng)護(hù)成本低廉、養(yǎng)護(hù)難度較小，固坡效果明顯、防護(hù)功能突出，用于公路、鐵路、堤壩等邊坡防護(hù)，亦可運(yùn)用于沙漠化、荒漠化、石漠化生態(tài)治理。
【專利說明】一種石質(zhì)邊坡的生物防治方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于邊坡防治【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種石質(zhì)邊坡的生物防治方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的石質(zhì)邊坡防護(hù)技術(shù)，主要分為兩種類型。一是剛性圬工技術(shù)，主要包括:漿砌片石護(hù)坡法，噴砼法，錨固法。二是柔性防護(hù)技術(shù)，主要包括:1)噴混植生法:首先噴射不含種子的混合料，噴射厚度6~8cm，待第一次噴射的混合土達(dá)到一定強(qiáng)度后，緊接著第二次噴射經(jīng)過催芽處理后的種子加入過篩后的泥炭土、腐殖土、粘結(jié)劑、纖維、緩釋復(fù)合肥、保水劑攪拌均勻后的混合材料。2)客土植生帶法:先清理邊坡，再按一定的間距鋪設(shè)植生帶，用鐵絲或“U”卡釘將其固定在邊坡上，最后在其表面噴射一定厚度含肥料的肥土，覆蓋無紡布或薄膜，植物繁殖體長出坡面后逐漸除去。3)鋪(植)草皮:在邊坡上直接鋪(種)草皮的方法。4)噴混植生綠化法:將草皮鋪在坡地上，然后用三維網(wǎng)覆蓋固定，達(dá)到防護(hù)綠化的效果。5)框格客土法:此技術(shù)是在修整好的邊坡坡面上拼鋪正六邊形混凝土框磚形成蜂巢式網(wǎng)格，在網(wǎng)格內(nèi)充填改良植生土，再在磚框內(nèi)植草的一項邊坡防護(hù)措施。
[0003]以上的幾種方法，均不同程度的存在著開挖土方、傳統(tǒng)圬工、植被根系淺短等現(xiàn)象。以往的石質(zhì)邊坡防護(hù)，由于觀念、技術(shù)和建設(shè)規(guī)模的差距，大量采用漿砌片石護(hù)坡及噴射水泥砂漿等的傳統(tǒng)圬工防護(hù)技術(shù)，完全封閉了植物的生物環(huán)境，加速了巖石的風(fēng)化、破碎、邊坡不穩(wěn)定性增大，因缺乏植物 覆蓋使邊坡，既不利于水土的保持，又加大了對道路周邊地區(qū)的沖刷，同時，大量的裸露的巖石和混凝土視覺、景觀效果非常差，也不利于吸收陽光和汽車尾氣，對高速公路的行車帶來不安全因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明提供了一種集合工程力學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)、生物技術(shù)等多學(xué)科多領(lǐng)域相結(jié)合的石質(zhì)邊坡的生物防治方法，可快速形成穩(wěn)定、生態(tài)的立體邊坡，有效改善了傳統(tǒng)邊坡防治工藝的缺陷。
[0005]本發(fā)明采用技術(shù)方案是:
[0006]一種石質(zhì)邊坡的生物防治方法，包括如下步驟:
[0007]I)邊坡現(xiàn)狀分析及安全性評估；
[0008]2)苗木預(yù)培:利用蜂巢容器，預(yù)培出水平上有大量須根、垂直方向上有健壯直根的植物；
[0009]3)鳥巢式布局:根據(jù)鳥巢的力學(xué)原理布置苗木栽植點(diǎn)位，設(shè)置成大喬木做點(diǎn)、花灌木做線、地被及草本做面的點(diǎn)線面一體式布局；
[0010]4)仿生巢穴建設(shè):布好點(diǎn)位后，對喬木點(diǎn)位及花灌木線位修筑仿生型栽植穴，植入蜂巢容器，并填基質(zhì)及營養(yǎng)鎖水劑；
[0011]5)配方栽植:栽植穴處理好后，先栽點(diǎn)式喬木，后栽線式灌木，最后栽面式草本及地被植物，在栽植穴中從下往上依次為無紡布層、改良園土層、生物基肥層、生物基質(zhì)層、改良園土層、護(hù)坡石塊層，同時在生物基質(zhì)層部分施營養(yǎng)鎖水劑；
[0012]6)群落形成:按照邊栽植邊養(yǎng)護(hù)的原則，按需施肥、澆水、植保，在植物根系深扎后進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)，快速形成人工群落，誘導(dǎo)自然群落形成，從而形成穩(wěn)定的生物群落。
[0013]進(jìn)一步地，所述邊坡現(xiàn)狀分析及安全性評估包括:測量邊坡的坡角、坡高，巖石硬度及穩(wěn)定性測定，地下水滲透力測定，震動、爆破史調(diào)查，制定施工方案，進(jìn)行安全評估論證，修改完善并形成正式方案。
[0014]進(jìn)一步地，在栽植穴中從下往上依次添加的改良園土層、生物基肥層、生物基質(zhì)層、改良園土層的體積比為2:1: 5: 2。
[0015]進(jìn)一步地，所述生物基質(zhì)為蛭石、泥炭、珍珠巖、有機(jī)肥的混合物。所述蛭石:泥炭:珍珠巖:有機(jī)肥的體積比優(yōu)選為5: 3:1:1。
[0016]進(jìn)一步地，所述生物菌肥的成分包括固氮、解磷、解鉀、芽孢桿菌、微量元素。
[0017]進(jìn)一步地，所述生物基肥層為原土、腐殖土、腐熟物、有機(jī)肥的混合物，其體積比優(yōu)選為原土:腐殖土:腐熟物:有機(jī)肥=4: 3: 2:1。
[0018]進(jìn)一步地，所述步驟(5)中點(diǎn)式喬木栽植流程為:栽植穴內(nèi)植1/3深的基質(zhì)，植入根部帶完整土團(tuán)的預(yù)培容器苗，再加1/3深的基質(zhì)，四周均勻加入營養(yǎng)鎖水劑，配滿園土，栽植穴內(nèi)預(yù)培容器苗四周植入藤本苗，覆膜，澆水，養(yǎng)護(hù)。
[0019]進(jìn)一步地，所述步驟(5)中線式灌木栽植流程為:以點(diǎn)式喬木栽植穴為點(diǎn)，連點(diǎn)成線，鋪設(shè)Im~1.5m寬聚氯乙烯網(wǎng)，網(wǎng)上栽植灌木容器預(yù)培苗，周圍團(tuán)施營養(yǎng)鎖水劑，澆水，養(yǎng)護(hù)。
[0020]進(jìn)一步地，所述步驟(5)中面式草本及地被植物栽植流程為:在喬木、灌木種植完養(yǎng)護(hù)一周后進(jìn)行坡面整理，噴灌機(jī)組均勻噴水，在土壤持水量達(dá)到55%~65%時，種植草本及地被植物，輕耙輕耱，噴灌機(jī)組噴水養(yǎng)護(hù)，進(jìn)入生態(tài)群落演替過程。
[0021]本發(fā)明利用鳥巢力學(xué)原理:在植物控點(diǎn)布局時，利用幾何學(xué)三角形的穩(wěn)定性定律，結(jié)合鳥巢建筑的力學(xué)原理進(jìn)行布點(diǎn)。植物在生長過程中，不同類別植物其根系在土壤中分布的深淺、寬幅等均不同。喬、灌、草相結(jié)合的方法讓根系在土壤各層盡力分布，而不同的植物分布力不同，鳥巢式的控點(diǎn)布局，讓直根系植物像交匯點(diǎn)一樣穩(wěn)扎土內(nèi)，達(dá)到錨錮作用，須根系植物則成網(wǎng)狀分布，不僅連接各個交匯點(diǎn)，還包裹、粘聚土粒、石塊等，最大程度實(shí)現(xiàn)護(hù)坡效果。
[0022]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]I)本發(fā)明的邊坡生物防治方法可大幅度的減少邊坡的開挖，降低邊坡破碎石增多和不穩(wěn)定性增高、引起石漠化等傳統(tǒng)圬工工藝所帶來的風(fēng)險。
[0024]2)蜂巢容器及其植物預(yù)培技術(shù)誘變了植物根系生長方式，使根系以3的級數(shù)增長，強(qiáng)大植物網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)形成后，根系能固山盤石，吸氧蓄水，涵養(yǎng)地下水源、水平根系網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮掛網(wǎng)作用，垂直根系發(fā)揮錨錮作用，增加邊坡穩(wěn)定性。
[0025]3)本發(fā)明的邊坡生物防治方法在設(shè)計上采用景觀性與生物性相結(jié)合，喬、灌、草、地被相結(jié)合，讓坡體高、中、低各層面都具有良好的景觀性，不僅達(dá)到了綠化、美化的環(huán)境效果、最大程度實(shí)現(xiàn)護(hù)坡效果，還避免了行車中的視覺疲勞，提高了行車安全指數(shù)。
[0026]4)利用自然群落演替原理，設(shè)計植物群落一次成型，加快生態(tài)群落的形成，改善局部生態(tài)小氣候。2-3年形成人工植被與次生植被共生的和諧群落,3-5年形成穩(wěn)定的自然生物群落。比自然群落演替快至少20倍。
[0027]5)景觀效果良好，生態(tài)效益持久、穩(wěn)定，養(yǎng)護(hù)成本低廉、養(yǎng)護(hù)難度較小，固坡效果明顯、防護(hù)功能突出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明喬、灌木栽植示意圖
[0029]圖2為本發(fā)明鳥巢式布局示意圖
[0030]1、蜂巢容器2、營養(yǎng)鎖水劑3、預(yù)培苗4、護(hù)坡石塊層5、改良園土層6、生物基質(zhì)層
7、生物基肥層8、無紡布層9、點(diǎn)式喬木10、線式灌木11、面式草本及地被植物12、栽植穴
13、公路界
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0032]實(shí)施例1云南省石鎖高速公路石質(zhì)邊坡生物防護(hù)工程
[0033]云南省石鎖高速是石林至鎖龍寺高速公路，起自石林(半截河)，接昆明至石林高速公路，止于鎖龍寺， 接在建鎖龍寺至蒙自和已建平遠(yuǎn)街至鎖龍寺高速公路，全長107.482公里。
[0034]本項目采取如下步驟進(jìn)行生態(tài)防護(hù):
[0035]I)邊坡現(xiàn)狀分析及安全性評估:測量邊坡的坡角、坡高，巖石硬度及穩(wěn)定性測定，地下水滲透力測定，震動、爆破史調(diào)查，制定施工方案，進(jìn)行安全評估論證，修改完善并形成正式方案。
[0036]①對于破碎坡面:坡面現(xiàn)狀分析，柔性防護(hù)網(wǎng)(一層)，綠點(diǎn)位置布置、建設(shè)，植容器苗，仿生植物固定，養(yǎng)護(hù)，人工植被及次生植被形成，生態(tài)恢復(fù)及生物群落形成。
[0037]②對于整巖:結(jié)合平臺進(jìn)行臺面布點(diǎn)及部分坡巢布點(diǎn)，建設(shè)種植巢，植入容器苗，植入藤本植物，養(yǎng)護(hù)，人工植被生長及自然地被恢復(fù)，生態(tài)恢復(fù)及群落形成。結(jié)合截水槽平臺梯臺點(diǎn)式巢穴小喬灌種植，臺邊植藤本植物，藤本與喬木同巢。
[0038]植物選擇的原則:①適應(yīng)性原則；②抗逆性原則；③速生化原則自繁能力強(qiáng)的原則。以常綠灌木為 基調(diào)樹種，彩色花灌木為點(diǎn)綴樹種，抗逆性強(qiáng)的灌木為優(yōu)勢樹種，多年生地被及藤本植物為基礎(chǔ)地坪，營造景觀優(yōu)美，功能性與藝術(shù)性兼?zhèn)涞娜斯ど锶郝?，最終形成人工群落為基礎(chǔ)群落，誘導(dǎo)次生林草群落，達(dá)到“正——反——正”演替后的自然持久的穩(wěn)定群落。
[0039]2)苗木預(yù)培:利用蜂巢容器，預(yù)培出水平上有大量須根、垂直方向上有健壯直根的植物。首先確定種植植物品種方案，選苗、選種子、選基質(zhì)、選容器，工地附近租地，建設(shè)育苗簡易鋼管大棚，運(yùn)至工地現(xiàn)場育苗地，種子播入育苗畦育苗，苗子植入蜂巢容器，撫育，露地?zé)捗纭?br> [0040]苗木預(yù)培具體流程:
[0041]①擺放場地準(zhǔn)備:容器苗煉苗露天擺放，擺放場地要求水源良好，排灌方便道路暢通。
[0042]苗床布置:5.2m左 右開一條寬35cm、深40cm的水溝保證排水通暢，兩邊稍低，苗床中間稍高。
[0043]搭遮陰網(wǎng):若是裸根苗移植，應(yīng)加蓋遮陰網(wǎng)渡過緩苗期，搭建方法同地栽苗。
[0044]②基質(zhì)準(zhǔn)備:
[0045]基質(zhì)配方(體積比)蛭石:泥炭:珍珠巖:有機(jī)肥=5:3:1:1
[0046]混拌基質(zhì):按配方要求配制基質(zhì)，要求混拌均勻，每方基質(zhì)中加入100g敵克松消毒。
[0047]③容器:
[0048]根據(jù)不同培養(yǎng)目的，選擇不同規(guī)格容器。一年生容器苗采用15X13cm營養(yǎng)缽，半年生容器苗采用12 X IOcm營養(yǎng)缽。喬木栽植容器不低于50 X 50cm。
[0049]④移栽:
[0050]移栽前要先對移栽苗木大致分級，以便安排場地和后期管理，裸根苗移栽注意苗木保濕工作，移栽前一天應(yīng)對基質(zhì)澆水至濕潤。
[0051]⑤容器苗管理:
[0052]水分管理:容器苗澆水原則是見干見濕。澆水則要澆勻澆透。
[0053]養(yǎng)分管理:容器苗養(yǎng)分補(bǔ)充主要以液體肥為主，如果是裸根苗移植則在10天后噴施葉面肥一次，當(dāng)新根開始生長后則每隔10天澆施一次3%液體肥(采用尿素和復(fù)合肥輪換澆施)，采用穴盤苗移栽則在有新根開始長出后即可采用3%。液體肥澆施。
[0054]⑥其它日常管理同地栽苗，待移栽穴盤苗根系長出移栽。
[0055]3)鳥巢式布局:根據(jù)鳥巢的力學(xué)原理布置苗木栽植點(diǎn)位，設(shè)置成點(diǎn)線面一體式布局。如圖2所示，采用點(diǎn)式喬木作為基調(diào)景觀樹種，以鳥巢點(diǎn)穴式布局，以蜂巢容器為載體，以工程手法為輔助，在邊坡局部點(diǎn)位上建設(shè)蜂巢容器，實(shí)現(xiàn)局部回填熟化有機(jī)腐殖質(zhì)土壤，確保重點(diǎn)培養(yǎng)，采用生物活水、鎖水、緩釋劑，確保栽植成活率高，局部滿足喬灌木生長的環(huán)境，養(yǎng)護(hù)成本低，生長良好，讓局部先綠起來，營造局部小氣候，最終實(shí)現(xiàn)全面植被生態(tài)化、景觀化、持續(xù)化；采用線式灌木作為骨架植物，形成點(diǎn)線相連的植物網(wǎng)絡(luò)格局；采用面式藤本植被及草本植被縫合點(diǎn)線，形成全面植被化。
[0056]4)仿生巢穴建設(shè):布好點(diǎn)位后,對布局點(diǎn)位去石成穴,植入蜂巢容器,容器周圍石塊漿砌，外型仿木樹樁狀，容器為圓柱形，高度50cm，直徑40cm，并填基質(zhì)及營養(yǎng)鎖水劑。
[0057]5)配方栽植:栽植穴處理好后，先栽點(diǎn)式喬木，后栽線式灌木，最后栽面式草本及地被植物，栽植同時，在栽植穴中施營養(yǎng)鎖水劑和生物基肥，表層覆蓋生物基質(zhì)，最上層平鋪礫石。喬、灌木栽植示意圖見附圖1，具體流程為:
[0058]①點(diǎn)式喬木栽植流程為:栽植穴內(nèi)植1/3深的基質(zhì)，植入根部帶完整土團(tuán)的預(yù)培容器苗，再加1/3深的基質(zhì)，四周均勻加入營養(yǎng)鎖水劑，配滿園土，栽植穴內(nèi)預(yù)培容器苗四周植入藤本苗，覆膜，澆水，養(yǎng)護(hù)。
[0059]②線式灌木栽植流程為:以點(diǎn)式喬木栽植穴為點(diǎn),連點(diǎn)成線,鋪設(shè)Im~1.5m寬聚氯乙烯網(wǎng)，網(wǎng)上栽植灌木容器預(yù)培苗，周圍團(tuán)施營養(yǎng)鎖水劑，澆水，養(yǎng)護(hù)。
[0060]③面式草本及地被植物栽植流程為:在喬木、灌木種植完養(yǎng)護(hù)一周后進(jìn)行坡面整理，噴灌機(jī)組均勻噴水，在土壤持水量達(dá)到55%~65%時，種植草本及地被植物，輕耙輕耱，噴灌機(jī)組噴水養(yǎng) 護(hù)，進(jìn)入生態(tài)群落演替過程。
[0061]6)群落形成:按照邊栽植邊養(yǎng)護(hù)的原則，按需施肥、澆水、植保，在植物根系深扎后進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)，快速形成人工群落，誘導(dǎo)自然群落形成，從而形成穩(wěn)定的生物群落。
[0062]本項目涉及石鎖高速石質(zhì)上、下邊坡生物防護(hù)工程，施工范圍自石鎖高速K32km起至K65km+500m止,共計面積約18萬平米。跨越石林縣及彌勒縣兩境，實(shí)施已經(jīng)三年，已形成穩(wěn)定的自然生物 群落，固坡效果明顯、防護(hù)功能突出，填補(bǔ)了國內(nèi)外空白。
【權(quán)利要求】
1.一種石質(zhì)邊坡的生物防治方法，包括如下步驟: 1)邊坡現(xiàn)狀分析及安全性評估； 2)苗木預(yù)培:利用蜂巢容器，預(yù)培出水平上有大量須根、垂直方向上有健壯直根的植物； 3)鳥巢式布局:根據(jù)鳥巢的力學(xué)原理布置苗木栽植點(diǎn)位，設(shè)置成大喬木做點(diǎn)、花灌木做線、地被及草本做面的點(diǎn)線面一體式布局； 4)仿生巢穴建設(shè):布好點(diǎn)位后，對喬木點(diǎn)位及花灌木線位修筑仿生型栽植穴，植入蜂巢容器，并填基質(zhì)及營養(yǎng)鎖水劑； 5)配方栽植:栽植穴處理好后，先栽點(diǎn)式喬木，后栽線式灌木，最后栽面式草本及地被植物，在栽植穴中從下往上依次為無紡布層、改良園土層、生物基肥層、生物基質(zhì)層、改良園土層、護(hù)坡石塊層，同時在生物基質(zhì)層部分施營養(yǎng)鎖水劑； 6)群落形成:按照邊栽植邊養(yǎng)護(hù)的原則，按需施肥、澆水、植保，在植物根系深扎后進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)，快速形成人工群落，誘導(dǎo)自然群落形成，從而形成穩(wěn)定的生物群落。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的石質(zhì)邊坡的生物防治方法，其特征在于，所述邊坡現(xiàn)狀分析及安全性評估包括:測量邊坡的坡角、坡高，巖石硬度及穩(wěn)定性測定，地下水滲透力測定，震動、爆破史調(diào)查，制定施工方案，進(jìn)行安全評估論證，修改完善并形成正式方案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)邊坡的生物防治方法，其特征在于:所述生物基質(zhì)為蛭石、泥炭、珍珠巖、有機(jī)肥的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)邊坡的生物防治方法，其特征在于:所述生物菌肥的成分包括固氮、解磷、解鉀、芽孢桿菌、微量元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)邊坡的生物防治方法，其特征在于，所述步驟(5)中點(diǎn)式喬木栽植流程為:栽植穴內(nèi)植1/3深的基質(zhì)，植入根部帶完整土團(tuán)的預(yù)培容器苗，再加1/3深的基質(zhì)，四周均勻加入營養(yǎng)鎖水劑，配滿園土，栽植穴內(nèi)預(yù)培容器苗四周植入藤本苗，覆膜，燒水，養(yǎng)護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)邊坡的生物防治方法，其特征在于:所述步驟(5)中線式灌木栽植流程為:以點(diǎn)式喬木栽植穴為點(diǎn)，連點(diǎn)成線，鋪設(shè)Im~1.5m寬聚氯乙烯網(wǎng)，網(wǎng)上栽植灌木容器預(yù)培苗，周圍團(tuán)施營養(yǎng)鎖水劑，澆水，養(yǎng)護(hù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石質(zhì)邊坡的生物防治方法，其特征在于:所述步驟(5)中面式草本及地被植物栽植流程為:在喬木、灌木種植完養(yǎng)護(hù)一周后進(jìn)行坡面整理，噴灌機(jī)組均勻噴水，在土壤持水量達(dá)到55%~65%時，種植草本及地被植物，輕耙輕耱，噴灌機(jī)組噴水養(yǎng)護(hù)，進(jìn)入生態(tài)群落演替過程。
【文檔編號】E02D17/20GK103931371SQ201310023161
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月22日
【發(fā)明者】黃璞, 韓偉 申請人:黃璞