水电工程边坡植生水泥土生境构筑技术

2025.01.09 17:00 157次
水电工程边坡植生水泥土生境构筑技术

科技部正式发布的《国家绿色低碳先进技术成果目录》包括18项水污染治理技术、15项大气污染治理技术、23项固废处理技术等共85项先进技术成果。

1. 技术名称

水电工程边坡植生水泥土生境构筑技术

2. 适用范围

水电、交通、采矿等工程建设产生的坡度不大于 60°的土质、岩质、土石混合及人工硬化边坡的生态修复。

3. 技术内容

3.1 技术原理

针对生态修复植生基材中水泥添加导致的微生物水平低、后续肥力持续性低、生态功能易退化等问题,研发了生态功能提升关键技术。针对生态修复植生基材在冻融循环作用下强度降低、边坡承接自然降雨量有限、灌溉水利用系数低等问题,研发了结构性能优化关键技术。针对生态修复工程喷射施工安全隐患高、材料浪费等问题,研发了施工效益提升关键技术。针对生态修复工程完成后植物自然演替生长和景观性较差的问题,研发了植被持续生长关键技术。

生境基材强度大于 0.38MPa,暴雨(80mm/h)条件下侵蚀模数小于 100g/(m2·h),整体稳定性提高 22%以上,根系生长空间增加 10%,微生物多样性指数达 2.79 以上,植被覆盖率达95%以上。配套植被混凝土生态防护技术,可满足所有类型边坡生态恢复。

技术实施的工艺路线如图 1 所示。为提升施工效益,研发并推出了两种植生水泥土专用设备,包括摇臂式一体化植生水泥土喷射机和湿喷混合法植生水泥土喷播作业系统,满足不同施工现场需求。

水电工程边坡植生水泥土生境构筑技术

3.2 主要创新点

(1)通过提升养分的利用效率,掺入包膜缓释复合肥和微生物菌剂,有效改善基材理化性质、生物特性,活化基材,提升生态系统功能。

(2)基材固液气三相结构合理,抗水蚀性强,抗冻强度耐久性得到增强;智能化灌溉覆盖率、均匀度与水源利用程度高,既节省了边坡生态修复工程的管养劳动量与耗水量,又兼顾维持边坡植被体稳定。

(3)开发了植生水泥土专用设备,作业效率高,喷射效果好,操控灵活方便,可以满足不同施工现场的需求;采取的防飞溅措施可使全坡面喷射基材厚度均匀一致,有效减少基材喷植过程中的飞溅现象。

(4)通过将植生棒、植生穴等手段融入生态修复体系中,既能对坡面起到修复作用,又能营造优美景观,景观持续性强,养护费用低。

4. 污染治理或环境修复效果

植生水泥土孔隙度处于 37%~48%良好比例,酶活性提高0.7~2.1 倍,有益微生物量提高 5~8 倍,速效养分固持能力提高 15%~25%,植被覆盖率达 95%以上。可有效解决施工扰动带来的植被破坏和水土流失问题,明显改善边坡生态恢复效果,调节局部小气候。

5. 技术示范情况

该技术已应用于水利、交通、采矿、市政等领域的 100 多个边坡防护与生态修复项目,应用总面积近 600 万 m2。深圳鹏城实验室边坡修复项目已完成所有坡面植生水泥土喷播,实施总面积约 11200m2。采用该技术可快速实现绿化效果,坡面强度 0.4Mpa 左右,可抗 120mm/h 的降雨冲刷,经过一段时间,植被生长将逐步恢复自然状态效果。

6. 投资估算

以深圳鹏城实验室边坡修复项目为例,总投资约 113.1 万元,其中设备投资 50 万元。

7. 技术成果转化推广前景

该技术同时配套植被混凝土技术等系列技术,具有工期短、安全风险小、修复效果好、景观效果佳等特点,应用范围已覆盖 20 多个省份,未来市场推广前景广阔。


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