植被护坡是利用植被涵水固土的原理稳定边坡的浅表层,同时改善边坡生态环境的一种技术。而草本植物是植被护坡工程中最常用的一种材料。
草本植物护坡固土作用主要表现为:
1、草本植物茎叶的护坡作用;
2、草本植物根系的护坡作用。草本植物茎叶能够减弱雨滴溅蚀、抑制径流冲刷、减少水土流失,植物叶片蒸腾和根系吸水能减小土壤孔隙水压力,从而增加边坡稳定性。草本植物根系在土体中错综盘结,使边坡土体在其延伸范围内成为土与根系的复合材料,根系可视为带预应力的三维加筋材料,对土体起到加筋作用,能够显著增加边坡表层土体的稳定性。
草本植物茎叶的护坡作用
1、消弱溅蚀
降雨溅蚀是边坡常见的破坏形式之一。降雨溅蚀一般发生在降雨初期,它能够破坏坡面表层土体的结构,使土颗粒分散和飞溅,产生大量泥浆堵塞土壤孔隙,阻止雨水下渗,加速坡面径流的形成。雨滴的动能是造成边坡侵蚀的主要能量来源。有植被护坡时,雨滴首先击打在植被的茎叶上,使大雨滴分散为小雨滴,降低了雨滴的动能,使雨滴以很小甚至接近于0的速度落到坡面上,极大程度地减弱甚至消除了雨滴击溅对坡面的侵蚀作用,从而推迟并减弱了径流冲刷边坡作用。
2、抑制径流冲刷、减少水土流失
地表径流能够带走已被滴溅分离的土粒,造成边坡水土流失。地表径流集中是坡面土体冲蚀的主要动力,土体冲蚀的强弱取决于径流流速及径流所具有的能量大小。抑制地表径流主要是通过草本植被实现的,草本植物分蘖多、丛状生长,它在固结土颗粒防止冲蚀的同时,能够有效地分散、减弱径流,而且还能阻截径流、改变径流形态,使径流在草丛间迂回流动,由直流变为绕流,降低径流冲刷能力,从而使土体冲蚀减弱。草本植被的根茎连接处形成天然的微型拦土栅,当水流夹带的土颗粒粒径大于拦土栅的孔隙时土粒被挡住,后来的土粒又有一部分会被前面的土粒挡住而沉积下来,因此根茎连接处能够拦阻部分土颗粒,起到减少水土流失作用。
3、植物蒸腾降低土壤含水量
土壤中的一部分水是通过根系吸水再由植物的蒸腾作用散发到大气中的。通过根系的吸水作用和植物茎叶的蒸腾作用,渗进土体内的雨水可以被消耗掉一部分,降低了土体的含水量,从而降低了土体的孔隙水压力,使土体黏聚力增加,提高土体的抗剪强度,使边坡稳定性得以提高。与种植了植被的土体相比,因裸地中无根系吸水作用和植被蒸腾作用,下渗入土壤中的水分将大部分聚集在土壤中。因此,裸地土壤中的含水量增加,土体的孔隙水压力增大,土体黏聚力减小,土体的抗剪强度降低,使得土体很容易发生剪切破坏。由此可见,植物的根系吸水作用和茎叶蒸腾作用对减少土壤的含水量、提高边坡土体的稳定性起到了重要的作用。
草本植物根系的护坡作用
滑坡是边坡破坏的常见形式之一,导致滑坡的因素很多,但其根本原因在于土体内部某个滑动面上的剪应力达到其抗剪强度,使土体稳定平衡遭到破坏。由草本植物根系的分布特点可知,根系在土体中的分布呈网状、纵横交错,随着深度的增加含根量逐渐减少。根系盘结范围内的土体可看作由土和根系组成的根土复合材料,根系看成一种柔性加筋材料,而根土复合体看作加筋土。因此可按加筋土原理来分析含根土体的受力状态,即把土中的根分布看作加筋材料的分布,根系对土体起到加筋增强作用,从而使得根土复合体的抗剪强度明显提高,达到加固边坡的目的。
边坡工程防护对生态环境没有改善作用,而且随着时间的推移,工程材料会腐蚀或老化,其护坡效果变差。而植被护坡则与工程护坡相反,初期植被的护坡作用较小,但随着植物的生长繁盛,对减轻坡面不稳定性和侵蚀方面的作用会越来越大,而且植被护坡能够有效改善当地的生态环境。
以上就是草本植物固土护坡的机理与作用,如需了解更多,请致电咨询广东田野风。