边坡生态防护及恢复用布置结构的制作方法

专利名称:边坡生态防护及恢复用布置结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种边坡生态防护及恢复用布置结构，解决了现有边坡生态防护和恢复存在的功能单一、保水和拦沙效果有待进一步提高的问题。本实用新型方法包拓边坡土地进行平整、铺设黄麻土工布绳网、撒播绿化护坡植物种子和护养步骤。本实用新型结构简单，方法简便可靠，可行性高，具有优异的吸水保湿、防止土壤流失、改变边坡土壤表层湿度、温度和减少径流泥沙率，提升土壤表层抗蚀性的作用，为坡面植物的健康持续生长、群落演替提供了必要的保障。
【专利说明】边坡生态防护及恢复用布置结构

【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种生态防护用布置结构，具体的说是一种边坡生态防护及恢复 用布置结构。

【背景技术】
[0002] 在我国南方山区，尤其是花岗岩风化壳区，崩岗侵蚀是最重要的侵蚀过程。在水力 与重力共同作用下，原已受蚀的山坡在形成大量冲沟基础上，发生较大面积的±坡崩落和 塌陷，形成面积大，植物生长立地条件差的裸露坡面。同时侵蚀后径流作用带走了崩塌下来 的崩积物堆积于坡底，形成松散堆积体，容易造成进一步的侵蚀危害。针对该些裸露边坡目 前国内生态修复方法亦随处可见。
[0003] 常见采用的崩岗及崩积物修复治理技术主要有两种类型；一种是工程性治理措 施，如除去崩岗体的一部分或者全部的排±法，在崩岗体的坡脚修建防砂巧或谷坊W及削 坡开梯工程；另一种是生物防护治理技术，如人工造林种草、封山育林育草、沟内布设水上 保持林及攀援植物护坡等。该些措施一般在对破坏坡面稳定性的防护、改善植被生长的立 地条件W及工程投资性价比等方面都难W相互兼顾。
[0004] 当前采用的边坡生态修复方法存在一些不足，排±后的坡面通常采用削级处理， 因表面±质松软，容易发生新的崩岗，要结合表面排水和坡面保护。因其费用较高，只适用 于中小规模的崩岗W及保护重要设施的需要。防砂巧及谷坊要有牢固的地基，最好是选在 崩岗范围W外的地带，但往往很难选择到该样理想的巧址，多数情况下还是要建在崩岗的 范围内，在该种情况下，巧体受到坡体侧向压力的作用很可能会发生移动。人工造林种草、 封山育林育草及攀援植物护坡等需根据坡地的立地条件，进行治理。红上层尚存，可W进行 开发性治理，种植果茶等，但是如果坡地较为破碎，红±层剥蚀殆尽的坡地，植物措施实施 起来就比较困难，因为植被的立地条件无法很好满足。沟内布设水±保持林来稳固崩积物 的稳定容易被后期的侵蚀而掩埋。因此，在进行花岗岩风化壳崩岗及崩积物治理上首先要 考虑的是提高坡面的抗侵蚀性和稳定性，减少坡面水±流失，同时改善坡面植被生长的立 地条件W及生长环境，为后续的治理提供基本的保障。
[0005] 当前使用的主要是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性±工合成材料，一种 是无纺±工布类型，在±木工程中的应用较多，具有抗拉强度高、渗透性好、耐老化、耐腐蚀 等特点。但是主要用于起到在±木工程中隔离、加固、过滤、线性排水等的作用，应用于边坡 坡面防护较少，实际中如何应用仍处理不断研究当中。另一种是有仿±工布类型，主要应用 于特别是坡面防雨水冲蚀方面，但是实际应用时，由于纺织网眼小，在运用到水±保持护坡 上减流拦沙效果不明显，且由于是合成材料对改善植物生长离地条件不明显。


【发明内容】

[0006] 本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种设置简单、安装简便、保水 性好、拦沙效果好、利于植物生长、提高出苗率和出苗时间的边坡生态防护及恢复用布置结 构，针对花岗岩风化壳侵蚀后裸露边坡、松散物堆积形成的边坡进行生态防护及恢复，可w 使改变边坡上壤表层湿度、温度和减少径流泥沙率，提升上壤表层抗蚀性，为坡面植物的健 康持续生长、群落演替提供必要的保障，促进边坡尽早回归自然。
[0007] 本实用新型边坡生态防护及恢复用布置结构，包括边坡，沿边所述坡±壤表面铺 设有黄麻±工布绳网，所述黄麻±工布绳网具有由经线和绅线交叉编织成的网眼结构，所 述网眼结构为菱形网眼，所述菱形网眼中种植有植物。
[000引所述边坡的坡度为5° -20°。
[0009] 所述经线和绅线与坡底水平线均呈45。角。
[0010] 所述菱形网眼的边长为3cm-7cm，网眼的面积为20cm2-40cm 2,每股经线和绅线的 股径为2mm-6mm，所述网眼的孔面积为覆盖面积的60%到80%之间。
[0011] 当边坡±壤为砂质±壤时，所述菱形网眼的面积为20-28cm2,每股经和绅线的股 径为;当边坡±壤为粘质±壤时，所述菱形网眼的面积为32-40cm 2,每股经线和绅 线的股径为5-6mm。
[0012] 一种边坡生态防护及恢复方法，包括W下步骤：
[0013] 一、对需进行生态恢复的边坡±地进行平整；
[0014] 二、沿边坡±壤表面铺设黄麻±工布绳网，并用错钉固定；
[0015] S、向边坡上黄麻±工布绳网的网眼结构中撒播绿化护坡植物种子；
[0016] 四、对绿化护坡植物进行30天养护，具体为；在边坡上进行遮阳布覆盖，并作临时 固定，待植株长到4-5cm后，揭掉遮阳布。
[0017] 所述黄麻±工布绳网具有由经线和绅线交叉编织成的网眼结构，所述网眼结构为 菱形网眼。
[0018] 所述边坡的坡度为5° -20°，所述经线和绅线与坡底水平线均呈45°角。
[0019] 所述菱形网眼的边长为3cm-7cm，网眼的面积为20cm2-40cm 2,每股经线和绅线的 股径为2mm-6mm，所述网眼的孔面积为覆盖±壤总面积的60%到80%之间。
[0020] 当边坡±壤为砂质±壤时，所述菱形网眼的面积为20-28cm2,每股经和绅线的股 径为;当边坡±壤为粘质±壤时，所述菱形网眼的面积为32-40cm 2,每股经线和绅 线的股径为5-6mm。
[0021] 发现人对现有黄麻±工布进行深入研究，将黄麻±工布W经线和绅线表成交叉编 织成具有网眼结构的黄麻上工布绳网，将其铺设在边坡上壤上，经实验研究发现，本实用新 型提出的黄麻±工布对边坡生态进行恢复的方法克服了同类技术的一些不足，具有W下优 点：
[0022] 1.将黄麻±工布绳网直接覆盖在地表上增加了地表的覆盖率，减少了阳光直射， 明显使得表层±壤的温度、湿度变化变得平缓，减缓了炎热或冷凉季节±壤温度的变化，缓 和的温差使得±壤表层结构趋于稳定。实验表明在4月至8月早晨8:00,盖布使月均温降 低0. 16-1.29°C ;9月至3月则高于光板地0. 16-0. 84°C ;在中午14:00,盖布小区的±温均 低于光板地，降温幅度为0. 35-4. 07°C。
[0023] 2.表层±壤向大气蒸发水分的速度很快，覆盖黄麻±工布绳网能够减少了±壤水 分的蒸发，增加了±壤吸水能力。研究表明，在同一深度下，对比不覆盖区域，覆盖黄麻± 工布绳网的区域±壤含水量要高，与不覆盖区域有明显差异，盖布的表层±壤一般比对照 提高上壤相对含水量1% -4%，夏季最高达4.5%。在±壤含水量5% -6%时，盖布可使 5-10cm±层的相对含水量高于光板地0. 7%，在20cm ±层则高于光板地2. 8%。减少了± 壤水分的蒸发，增加了±壤吸水能力。
[0024] 3.黄麻纤维吸水性强，其网眼状结构还能起到阻挡雨水，促进水分渗透，使±壤的 导水率提高的作用。研究表明覆盖黄麻上工布绳网处理比不覆盖处理总孔隙度高4%，非毛 管空隙低1. 4%，入渗速率高12. 5%。通过室内降雨模拟实验证明，即使在降雨下垫面含水 率接近饱和的情况下，仍然能够增加13. 62%的入渗量，其中对花岗岩发育±的淋溶层、淀 积层、母质层各增加8. 73%、18. 40%、13. 06%的入渗量。覆盖黄麻±工布绳网能够改变整 个降雨下垫面的入渗率，该对于保持水分改良地表微环境具有重要意义。
[0025] 4.黄麻±工布主要由黄麻纤维制成，来源自然节能，符合当下环保要求。黄麻±布 在粗分解后形成一定的有机质，如木质素、纤维素、果胶等，含有大量的N、P、K等营养元素。 研究表明，自然条件下分解240d后，覆盖黄麻±工布的区域N素相对于未覆盖区域N素少 损失0. 01 %，P素增加0. 04%，K素增加0. 05 %，覆盖区域N、P、K富集明显，表明黄麻±工 布的分解也可提高±壤肥力。
[0026] 5.黄麻±工布的亲水性和柔软性使其与±壤表面间有着很好的接触，良好的接 触保证了黄麻±工布能紧贴地表。同时黄麻±工布的网眼构造使得地面的趟率显著增加， 显著改善了地表微地貌。击瓣侵蚀产生的泥沙被±工布网眼构造阻拦，该样就使得网眼内 未直接覆盖的区域深度增加，泥沙渺积在网眼构造边缘，形成了一个个的小坑，该些坑的形 成再次加大了地表的趟率，地表小水坑的形成类似于坡面水±保持工程中的鱼鱗坑。不仅 拦蓄雨水，还直接拦截泥沙。覆盖黄麻布降低了坡面径流的流速，显著降低了坡面径流的 动能，动能降低又减少了坡面径流的携沙力，使得径流含沙率降低，对保±保水有明显的作 用。对比试验表明；使用120d的黄麻±工布比不不铺设可减少径流量87. 45%，减少产沙 量99. 88 % ;使用300-320d的黄麻±工布可减少径流量63 % -66 %，减少产沙量97 %。
[0027] 6.室内模拟降雨实验证明，黄麻±工布对2mm-lmm、<0. 2mm四个 粒径泥沙的拦截比分别达到84. 77%、85. 95%、87. 10%、60. 97% ;其拦截的泥沙主要粒径 都小于0. 2mm ;根据拦截比来看，对大颗粒的拦截效果更为显著。黄麻±工布降低了各粒级 泥沙的流失量。
[002引 7.对需进行生态恢复的边坡平整后，W上工布经绅线与坡底水平线呈45°角铺 设黄麻±工布，较之水平铺设方式充分发挥了每条经绅线拦沙能力W及对雨水径流冲刷的 减弱能力，特别是急睹坡面、雨量稀少地区的施工坡面对于雨水的利用。
[0029] 8.本实用新型提出的修复方法，铺设好黄麻±工布后可W撒播绿化护坡植物种子 于坡面上，二者结合进一步提高水±保持综合效益。研究表明黄麻±工布在促进植物生长 发育方面的也有一定的作用，与对照相比，覆盖±工布缩短了黑麦草、高羊茅种子得出苗时 间，提高了出苗率，能够迅速地建立植被。特别是盖布缩短了具有明显水上保持作用的优势 物种巧麻的出苗时间，出苗率提高了 53%。
[0030] 9.黄麻±工布所需原料易得，可折叠，运输方便，施工工艺简单、设备投入低，属于 劳动密集型工法，便于在施工条件差的地区展开施工。而且可W根据现场边坡条件及时调 整黄麻±工布的大小尺寸。
[0031] 发明人在上述技术方案的基础上，对黄麻±工布绳网的具体结构进行了进一步限 定，即严格要求网眼为菱形网眼，区别于通常的方形网眼，因为发明人在实验中发现，用于 边坡防护时，方形网眼因为存在贴地性较差、拦截作用太直接的原因存在泥沙拦截比较低 的问题，菱形网眼则由于贴地性更好，且拦截作用力平滑，因则能够很好的解决方形网眼存 有上述问题，从而达到拦截泥沙稳定且高效的目的。从所述经线和绅线与坡底水平线均呈 45°角，该主要是针对拦截力最均匀合理的问题由于边坡具有一定的坡度，经线和绅线设 计的该种角度具有显著的效果；（1)能在降雨对水流进行有效引导，避免水份过多储留在 边坡±壤中，或者渗入±壤使±壤松动流失；（2)，能对随水流冲下的±壤颗粒进行有效截 留。（3)，虽然黄麻±工布具有吸水效果，但如果水量较小，通过速度过快则可能会影响保水 效果，实验发现当经线和绅线与坡底水平线均呈45°角时，能够很好的起到吸水保水作用， 黄麻±工布网绳在短时间内即可快速吸水，使其股径的直径变大，同时提高±壤拦截效果。
[0032] 进一步的，由于本实用新型的治理是针对花岗岩风化壳侵蚀后裸露边坡W及松散 物堆积形成的边坡，该类边坡的±壤特点是粘聚力较差，石英含量较多，对该类边坡进行治 理时，黄麻±工布网绳的菱形网眼的各项参数也非常重要，要求边长为3cm-7cm，过长则会 减弱对径流冲积拦截效果，过短会降低透水性能，；网眼的面积为20cm 2-40cm2,网眼的面积 减小对雨滴瓣蚀泥沙的拦截效果，面积过小会降低泥沙拦截量；每股经线和绅线的股径为 2mm-6mm，过粗会降低网线柔和性，使贴地效果降低，过细则对大粒径泥沙的拦截效果会变 差；所述网眼的孔面积为覆盖±壤总面积的60%到80%之间，优选为70%。
[0033] 进一步的，±壤的性质不同，其生态治理的具体要求也不相同，砂质±壤具有泥沙 颗粒大，粘聚力小的特点，当边坡±壤为砂质±壤时，为了避免侵蚀量过大，拦截效果变差 的发生，所述菱形网眼的网眼面积不可过大，股径也应相应变细，该样才能紧贴地表。因此 控制菱形网眼的面积为20-28cm 2,每股经和绅线的股径为;而粘质±壤具有泥沙颗 粒小，粘聚力大，多含植被的特点，当边坡±壤为粘质±壤时，为了避免细小颗粒泥沙随径 流流失，所述菱形网眼的网眼面积应适当变大，股径应更粗，该样才能更好过滤径流并更有 效改造微地貌。因此，控制菱形网眼的面积为32cm 2至40cm 2的范围，每股经线和绅线的股 径为5mm至6mm的范围。
[0034] 有益效果；
[0035] 本实用新型结构简单，方法可靠，可行性高。通过对铺设有黄麻±布绳网的边坡上 撒播绿化护坡植物种子，并进行合理养护，促进植物生产发育，利用黄麻±布绳网起到吸水 保湿、防止±壤流失、改变边坡±壤表层湿度、温度和减少径流泥沙率，提升±壤表层抗蚀 性的作用，为坡面植物的健康持续生长、群落演替提供了必要的保障。

【附图说明】

[0036] 图1为本实用新型布置结构示意图。
[0037] 图2为黄麻±工布网绳的菱形网眼的拦沙示意图。
[003引其中，1-黄麻±工布绳网、2-经线、3-绅线、4-边坡、5-菱形网眼、6-错钉。

【具体实施方式】
[0039] 本实用新型布置结构参见图1及图2,边坡4的坡度为5° -20°，沿边坡4 ±壤表 面铺设有黄麻上工布绳网1，所述黄麻上工布绳网1具有由经线2和绅线3交叉编织成的 网眼结构，所述网眼结构为菱形网眼5,所述菱形网眼5中种植有植物（图中未示出）。所 述经线2和绅线3与坡底水平线均呈45°角，见图2，a = 45°。所述菱形网眼5的边长为 3cm-7cm，网眼的面积为20cm2-40cm2,每股经线2和绅线3的股径为所述菱形网眼 5的孔面积为覆盖面积的60%到80%之间。当边坡4的±壤为砂质±壤时，所述菱形网眼 5的面积为20-28cm 2,每股经线2和绅线3的股径为;当边坡4的±壤为粘质±壤 时，所述菱形网眼5的面积为32-40cm2,每股经线2和绅线3的股径为5-6mm。
[0040] 边坡生态防护及恢复方法实施例：
[0041] 一、对需进行生态恢复的边坡4 ±地进行平整；
[0042] 二、沿边坡4 ±壤表面铺设黄麻±工布绳网1，铺设时应尽量使黄麻±工布绳网1 贴近坡面，并用错钉6固定；
[0043] S、向边坡上黄麻±工布绳网的网眼结构中撒播绿化护坡植物种子；
[0044] 四、对绿化护坡植物进行30天养护，具体为；在边坡上进行遮阳布覆盖，并作临时 固定，待植株长到4-5cm后，揭掉遮阳布。施工后30d内应保证边坡植物的水分供应。待植 物生长稳定后后，可进入日常养护阶段。养护包括喷灌洒水、病虫害防止和植物生长控制措 施。
[0045] 对比实验例；
[0046] 本实用新型边坡生态防护及恢复用布置结构在不同股径、网眼面积和坡度下对拦 截比的影响详见表1-表5。
[0047] 定义拦截比而
[0048]

【权利要求】
1. 一种边坡生态防护及恢复用布置结构，包括边坡，其特征在于，沿边坡土壤表面铺设 有黄麻土工布绳网，所述黄麻土工布绳网具有由经线和炜线交叉编织成的网眼结构，所述 网眼结构为菱形网眼，所述菱形网眼中种植有植物，所述菱形网眼的边长为3cm-7cm，网眼 的面积为20cm 2-40cm2，每股经线和炜线的股径为2mm-6mm，所述网眼的孔面积为覆盖面积 的60%到80%之间。2. 如权利要求1所述的边坡生态防护及恢复用布置结构，其特征在于，所述边坡的坡 度为 5° -20°。3. 如权利要求1所述的边坡生态防护及恢复用布置结构，其特征在于，所述经线和炜 线与坡底水平线均呈45°角。4. 如权利要求3所述的边坡生态防护及恢复用布置结构，其特征在于，当边坡土壤为 砂质土壤时，所述菱形网眼的面积为20-28cm 2，每股经和炜线的股径为;当边坡土 壤为粘质土壤时，所述菱形网眼的面积为32-40cm2，每股经线和炜线的股径为5-6mm。
【文档编号】E02D17-20GK204298833SQ201420579004
【发明者】张勇, 丁树文, 胡立勇, 汪在芹, 夏栋, 王书玲, 王秋霞, 袁凯华, 邓羽松 [申请人]华中农业大学