不同边坡防护形式对降雨入渗的影响分析

赵锡灿，陈登峰，陈林盛

(1.云南省公路工程监理咨询有限公司，昆明 650000； 2.百色枢纽通航投资有限公司，广西 百色 533000)

边坡防护是对城市建设中出现的坡地进行美化处理及防护。防护形式主要以植物种植为主，发挥植物对雨水的渗透作用。

1 城市边坡的形成

边坡是为保证基础设施稳定而在基础设施两侧做成的具有一定坡度的坡面。边坡按成因可分为人工边坡和自然环境形成的边坡。按照地质岩层也可分为土质边坡和岩质边坡。影响边坡稳定性的因素很多，包括内在因素和外在因素。内在因素含有组成边坡的岩石类型、形成的边坡形态及边坡下方是否有地下水存在。在这些因素中，地下水活动是影响边坡稳定性的主要因素，如果边坡下部存在地下水，那么在其上面的边坡稳定性必然很差。水具有独特的渗透力，其渗透作用会对边坡地基进行渗透，逐渐侵蚀边坡内部结构，使边坡内部被破坏。外部因素包含气候因素、风化作用及人类工程活动。地层和岩层是决定边坡地质特征的基本因素，也是研究其是否需要边坡防护的重要依据。边坡岩层的差异性往往是影响边坡稳定的主要因素。古老的泥质变质岩系如千枚岩、片岩等地层都属于易滑地层，这些地层形成的边坡稳定性较差。城市边坡对于植物的生长要求比较苛刻，导致城市边坡上几乎无法种植植物，除非进行植物边坡土壤化处理，才能使植物正常生长。城市边坡处理难度较大，主要是将建筑过程中产生的大量沙土运到城市边坡，使其适应环境，以便进行防护。

2 边坡防护形式

边坡防护形式以植物防护为主，其对环境破坏较小，边坡固化能力较强，可发挥良好的生态效益。植物防护主要有3种方式：一是种草，其适用于边坡稳定。边坡受雨水冲刷轻微且易于草类植物生长，选用多年生草本植物且适用于当地土壤和气候条件，采用湿式喷播技术和客土喷播法。二是铺草皮，其适用于迅速恶化的土质。草皮护坡形式有平铺式、叠铺式、卵石方格式。三是种植灌木，经常与种草和铺草皮配合使用，使坡面形成良好的防护层，适用于土质边坡和膨胀土边坡，但对于经常进水的盐碱土、干旱边坡不宜采用。除了植物防护，还有一种工程防护，即通过水泥、混凝土、石浆进行护坡，也称为框格防护。适用于土质或风化的沙石坡，其优点是防护迅速。

3 不同防护形式对降雨入渗的影响

3.1 植物防护

3.1.1 种草

草本植物对于降水的下渗作用较小，但相比于边坡其能力较高。草本植物多为一年生，不会出现大面积生长情况，便于工人修剪，一周只需要修剪一次即可，管理方便。种草对于降水入渗影响大约为20%，一旦降水量超过植物自身蓄水量，草本植物就会腐烂，造成水土流失，对环境产生污染。由于草类植物生长特性，每年冬季初到第二年春季，草本植物都处于发芽状态，但有的地方春季会下大雨，这会对植物种子产生巨大破坏，甚至导致草本植物大面积死亡。如果草籽选择不够规范，选择能够大量繁殖的草籽，一旦雨水将这种草籽冲刷到其他地方，便会造成大面积的草本植物生长，危害生态环境。

3.1.2 铺草皮

铺草皮是提前在温室准备好，将其直接在坡地上进行种植，减少植物生长时间，使植物直接发挥固化沙土的作用，种植应避开冬季，减少种草成本。草皮利于降水入渗量，因为草皮所选的草种相较于种植的草种，其根系更加发达，且幼芽及茎叶生长更加粗壮，对于降水入渗量会吸收到40%左右。目前，许多城市边坡固化选择种植草皮，但是这种方式的弊端是草皮需要在温室种植，花费巨大。草皮种植过程中，要喷洒农药减少病虫害，这对于环境会造成一定的污染。如果种植草皮的坡地位于城市地下水上方，会将农药残留毒素带入地下水，进入人体中，不符合生态发展要求，因此人工草皮应运而生，其并不是真正的草皮，而是以橡胶为原料合成假草皮，这种草皮可以起到真实草皮的作用，但是成本较低，这种草坪的使用年限一般为5年左右，5年之后需要进行更换，不会对城市产生严重污染，在铺设过程中会在上面投入大量吸水沙，起到吸收雨水的作用，这种沙不会随雨水冲刷而流失，会牢固停留在人工合成的草皮表面，可提高50%降水入渗量。

3.1.3 种植灌木

种植灌木多用于城市内部，可以对灌木进行各种样式和造型修剪，达到美化城市环境的作用。灌木对于降水下渗量作用巨大，可以达到80%以上，因为灌木种植需要在边坡上种植大量的草，然后再进行灌木种植。种草的目的是为了营造出一个适合灌木生长的环境，灌木根系较为发达，可以将边坡牢牢抓住，使其不受到雨水冲刷。灌木一年四季都可以保持生长状态，不会因季节性导致入渗量减少。城市中存在着大量凝结核，降水量较大，雨水中含有二氧化碳、二氧化硫等偏酸性物质，如果水从地下管道流走，会使空气中的相对湿度降低，对环境产生污染。种植灌木可以很好地解决这个问题，吸收有害物质，发挥光合作用将二氧化碳转变为氧气，促进城市生态环境发展。还可以防风固沙，种植灌木的坡地治理方式在我国西北部地区较为常见，灌木可以很好阻隔沙尘暴，但是种植灌木进行边坡防护也存在弊端，因为适合城市的灌木非常稀少，灌木生长条件苛刻，培养成本较高，无法大面积开展种植，具有局限性。

3.2 工程防护

边坡工程防护使用的主要是主动防护网，其具有较高的柔性及很强的高防性，易于铺展，可以适应任何坡面地形，防护网安装程序具有系统化、标准化特点，安装工期短，费用较低，使用寿命一般在10年以上。这种防护方式对环境影响较低，防护区域内能够保护边坡土体和岩石稳固，便于进行人工绿化。工程防护对于雨水下渗量非常低，只有10%左右，这是其局限性。目前许多城市将工程防护与植被防护相结合，形成一种新的边坡防护模式，即以主动防护网为基础，在上面进行人工绿化，种植草坪或种植灌木，这种方式适合各类边坡，使用周期长，不易变形，雨水下渗量可达90%以上，不会破坏环境。

4 结语

边坡防护主要是为了保护生态环境。分析了其对降水入渗量的影响，通过数据对比，选择适合城市发展的边坡防护方式，如果选取不当，会造成生态环境破坏。适合的边坡防护方式可提高城市生态环境循环，推动城市经济发展。应掌握植被防护和工程防护对雨水入渗量的影响。对城市环境比较干燥的地区选择入渗量小的防护方式，使多余的入渗量进入到城市水循环中。对于城市环境比较湿润的地区，要选择入渗量大的防护方式，调节城市水环境，使其不会产生大量水土流失。