最新植被混凝土生态修复技术理论及应用研究

“水电工程扰动 陡边坡生境构筑 与生态调控技术
”入选《水利部 水利先进实用技 术重点推广目录
》
1 植被混凝土生态防护技术
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报告内容
1 植被混凝土生态防护技术 2 已开展的研发工作 3 工程应用 4 典型案例分析
2 已开展的研发工作
先后主持了国家高技术研究发展计划（863项目子题）1项、农业成果转化资金项目1项、 “十一五”、“十二五”国家科技支撑计划项目专题2项、国家重点研发计划课题1项、国家自 然科学基金面上项目3项、青年基金3项、湖北省优秀中青年科技创新团队项目1项。依托上述 科研基金，在以下几方面取得了进展：
2.1 生境基材的物理力学特征 2.2 生境基材的冻融特征 2.3 生境基材的长期肥力与活化 2.4 生境基材在坡面的稳定性 2.5 根系-岩土体的相互作用机制 2.6 植被生态防护的侵蚀控制 2.7 适宜物种筛选和配置 2.8 生态防护工程效果评价与人工调控
2 已开展的研发工作
2.1 生境基材的物理力学特征
“植被混凝土 护坡绿化技术 ”获湖北省科 技进步二等奖
“护坡与生态修 复技术”获湖北 省成果推广二 等奖
将基材活化技 术、群落调控 技术引入植被 混凝土生态防 护体系
立项主编国家能 源行业标准《水 电工程陡边坡植 被混凝土生态修 复与防护规范》
国家能源行业标 准《水电工程陡 边坡植被混凝土 生态修复与防护 规范》2016年12 月正式颁布实施
水土流失加剧
物种多样性降低
景观破碎化
诱发滑坡、泥石流
技术背景
各类边坡绿化、生态防护技术应运而生。
<45°缓边坡生态防护工程实施难度较低
直播草种
<45° 的边坡
直栽乔灌
植生穴
飘板筑槽
筑台拉网
植生带
植生袋
客土喷播
植被混凝土
厚层基材
>45°陡边坡生态防护工程实施难度较高
对土质边坡、坡度较缓的软岩或强风化岩石边坡能达到较为理想的效果；对高陡岩石边坡 的短期效果尚可， 但长期效果因基材强度降低、肥力枯竭等原因不理想。
第3步：灌溉系统布设
宜采用固定式喷灌或滴灌的形式，选材、布设应符合现行国家标准《农田低压管道输水 灌溉工程技术规范》（GB/T 20203-2006）的有关规定。
第4步：加筋系统布设
布设锚钉和挂网。目的为：增强基材在坡面稳定性，同时网片可为植物根系攀援生长 提供依托，促使基材-加筋系统-坡面融为一体。
种植土：以其体积或质量为基准计算其他材料用量。
有机物料： 水泥：
专用添加剂： 混合植物种子：
V om(0.250.35K aK9 -0 45)V ps M cK l(0.060.07K K 9 -0 45)Vpsps
Maa 0.5Mc
Ak A i i Ai (1N Rii)Z C ii Fi 103
坡面锚钉间距：
Байду номын сангаас
35
锚钉长度： L(K0.2)245sin(a30)10
1 植被混凝土生态防护技术
遵循“草灌结合、本地物种与先锋物种、冷暖季结合”的原 第5步：植物物种遴选与配置 则，同时考虑种间互作效应，避免选用相互排斥的植物物种。
第6步：基材配制 分基层和面层，基层不含植物种子，面层含植物种子。
➢ 基材的强度特性
基材的抗压应力－应变曲线类似于普 通混凝土的抗压全应力－应变曲线有脆性 材料的性质；
其峰值应变，大致随着水泥掺入比、 龄期的增大而减小，模量随着水泥掺入比 和龄期的增加而增长。
➢ 基材的孔隙率
稻壳
锯末
玉米酒糟
稻谷酒糟
基材孔隙率随着有机物料含量的增加而增加。 在保证生境基材强度条件下，尽可能选用细颗粒 材料，有利于植物生长发芽的合理配比范围为： 7%～9%。
水泥
添加剂
有机物料
种植土
混合物种
空压机
压缩空气
搅拌机 喷播机
水
喷头
1 植被混凝土生态防护技术
➢ 设计与施工
第1步：坡面清理
清除坡面的淤积物和浮石，如有倒坡需修整。
第2步：边坡截排水处理
在截排水设计时，对于具备条件的边坡应在坡面 上缘与坡顶截水沟之间设置坡顶集水区，用于补充 坡面植被生态用水需求。
D 2.94H0.32 (cos)0.06 cos
研发“植被 混凝土护 坡绿化技 术”
将恢复生态 学理论引入 边坡绿化工 程，开启植 被混凝土生 态防护研究 新领域
“植被混凝土 生态防护技术 ”2008、2012 年连续两次入 选《水利部水 利先进实用技 术重点推广目 录》
“高陡岩质边 坡生境构筑 与基材活化 技术”获湖北 省技术发明 二等奖
“水电工程扰动 陡边坡生境构 筑与生态调控 技术”获中国水 力发电科学技 术一等奖
第7步：基材喷植
坡面浸润，促进基材与坡面的有效结合，同时促进植被-土壤-岩面物质和能量的流通。 喷植分两次进行，先喷植基层（±8cm），再喷植面层（±2cm）,时间间隔4h以内。
第8步：养护管理 至少60d苗期养护管理。内容包括：覆盖保墒、灌溉、局部缺陷修补等。
1 植被混凝土生态防护技术
➢ 研发历程
2 已开展的研发工作
2.2 生境基材的冻融特征
棕纤维 硅粉
黄麻纤维 粉煤灰
植被退化
基材剥落
抗冲刷能力差
1 植被混凝土生态防护技术
➢ 技术介绍
植被混凝土：一种生境基材，根据边 坡地理区域、边坡坡度、岩石性质、 生态修复效果等来确定水泥、种植土 、有机物料、专用添加剂、混合物种 和水组成比例。
技术核心：添加剂，主要功能是在不 显著影响基材强度条件下，调节基材 化学特性和生物特性。
“高陡边坡受损 生态系统恢复 促进关键技术” 获中国产学研 合作创新成果 奖一等奖
《Technical code
for eco-restoration
of vegetation
concrete on steep
slope of
hydropower projects》NB/T 35082-2016（英 文版）正式颁布 实施
植被混凝土生态修复技术理 论及应用研究
报告内容
1 植被混凝土生态防护技术 2 已开展的研发工作 3 工程应用 4 典型案例分析
技术背景
工程建设活动形成了大量裸露的边坡，对生态环境造成了严重的破坏。 有生态环境问题如水土流失、植被丧失、生物多样性降低…… 还有景观破碎问题、地质灾害问题……
扰动边坡仅仅依靠 自然的力量进行生 态恢复过程极其缓 慢。因此，开展人 工生态恢复十分必 要。