1. El significado y mecanismo de la protección ecológica de taludes
La protección ecológica de taludes es una medida importante para la gestión ecológica de los ríos. Es un nuevo tipo de protección de taludes que combina la ingeniería de conservación del agua y. tecnología de protección del medio ambiente ecológico. Integra la ingeniería hidráulica moderna, las ciencias biológicas, las ciencias ambientales, la ecología, las ciencias del paisaje, la estética y otras disciplinas, rompiendo el tradicional revestimiento de cemento de tres lados y el patrón uniforme de protección de los bancos. capacidad de fregado de la protección de los bancos. Requiere la combinación perfecta de estabilidad, paisaje y ecología. Por lo tanto, la tecnología ecológica de protección de pendientes puede describirse como “el uso de plantas o una combinación de plantas e ingeniería civil para reducir el grado de erosión por el flujo de agua, olas de viento, agua de lluvia, etc., mejorar la estabilidad de las pendientes y sus pies, y realizar la dirección de las comunidades ecológicas de ribera de los ríos. Técnicas de ingeniería hidráulica para la máxima evolución de las comunidades”.
La tecnología de protección ecológica de pendientes es una nueva tecnología que utiliza el principio de la vegetación para retener agua y solidificar el suelo para estabilizar pendientes geotécnicas mientras embellece el medio ambiente. Implica ingeniería geotécnica, conservación del suelo y el agua, protección del medio ambiente y. Botánica ecológica. Ingeniería tecnológica integral que integra múltiples disciplinas como jardinería, suelos y fertilizantes.
Con base en los conceptos anteriores, el modelo ecológico de protección de taludes debe tener las siguientes características:
1) Desde la perspectiva de conceptos y métodos, enfatiza la coordinación de las dos normas, que no solo debe basarse en el desarrollo natural y socioeconómico local. La situación plantea los estándares para el sistema de protección del río, y es necesario comprender el sistema ecológico natural del propio río, para que el equilibrio ecológico de el sistema fluvial se puede restaurar lo antes posible después de que se implemente el proyecto. Los campos involucrados son más amplios, los medios técnicos son más numerosos y los métodos son más complejos.
2) Se enriquece el modelo original de protección de pendientes, incluyendo no solo el tipo de enverdecimiento protector tradicional, sino también el sistema de humedales construidos de la playa, campos de golf, plantaciones y cría y otros modelos de desarrollo.
3) La selección de materiales es diversa, incluyendo tierra, piedra, hormigón, productos de hormigón ecológico, materiales geosintéticos, plantas adecuadas, etc. Siempre que se cumplan los requisitos de protección ecológica, no se excluye el uso de hormigón para la protección.
4) A diferencia de la ecologización y el embellecimiento tradicionales, la protección ecológica de las laderas enfatiza el uso completo del poder de la naturaleza para lograr el equilibrio ecológico y la restauración natural del sistema de vegetación, y restaurar el paisaje natural de las cuatro estaciones. La experiencia demuestra que los sistemas que no pueden alcanzar el equilibrio ecológico natural requieren mantenimiento artificial, por lo que los costos de gestión y mantenimiento son elevados.
El modo de protección ecológica de las pendientes se realiza principalmente a través del sistema de raíces subterráneas y los tallos y hojas de las plantas de las pendientes que se encuentran sobre el suelo. Los sistemas de raíces subterráneas ampliamente distribuidos están entrecruzados, lo que aumenta en gran medida el poder de fijación y retención. del suelo Los tallos y hojas sobre el suelo Puede reducir o prevenir el impacto directo de la lluvia sobre el suelo y la erosión por salpicadura. Desde la perspectiva anterior, el mecanismo de protección de pendientes debe considerarse desde los dos aspectos siguientes: ① El mecanismo mecánico (efecto mecánico) del sistema de vegetación que controla la erosión; ② El mecanismo hidrológico (efecto hidrológico) del sistema de vegetación que controla la erosión; En este sentido, Zhou Xijiu, Zhang Junyun, Wang Wensheng et al. han realizado muchos trabajos de investigación y resumieron el mecanismo de protección ecológica de las pendientes como se muestra en la Figura 10-1.
Figura 10-1 Mecanismo de protección ecológica de taludes
Las funciones principales del anclaje profundo de las raíces y los efectos del drenaje por transpiración en la Figura 10-1 son reforzar el talud, mientras que el refuerzo de las raíces superficiales y Hidrología del tallo y las hojas La función principal del efecto es la protección de taludes.
Efectos mecánicos de la vegetación. Las plantas se dividen en dos categorías: plantas herbáceas y plantas leñosas. Debido a las diferentes características biológicas de estas dos categorías de plantas, la forma de su sistema radicular también es diferente, por lo que sus mecanismos de acción también son diferentes. Según las características morfológicas de las raíces, las raíces de las plantas se pueden dividir en tres tipos: sistemas de raíces horizontales y sistemas de raíces verticales de raíces de plantas herbáceas y raíces de plantas leñosas. Desde una perspectiva mecánica, se caracterizan por dos tipos de refuerzo de raíces superficiales y profundas. anclaje radicular. El mecanismo es el siguiente: ① Efecto reforzante de raíces poco profundas. Las raíces del pasto están intrincadamente entrelazadas en el suelo, lo que hace que el suelo de la pendiente se convierta en un material compuesto de suelo y raíces de pasto dentro de su rango extendido. Las raíces del pasto se consideran materiales reforzados tridimensionales con pretensado. ②El efecto de anclaje de las raíces profundas. La raíz principal del sistema de raíces verticales de las plantas leñosas es gruesa y penetra profundamente en el suelo. Las raíces verticales profundas penetran la capa débil o superficie de deslizamiento de la pendiente y refuerzan la pendiente mediante anclaje y resistencia lateral del pilote, similar a las varillas de anclaje o pilotes antideslizantes.
Efectos hidrológicos de la vegetación.
Los tallos, las hojas y la hojarasca de las partes aéreas de la vegetación pueden reducir o prevenir el impacto directo y la erosión por salpicadura de la lluvia sobre el suelo. Las plantas, especialmente las herbáceas, tienen la capacidad de controlar la erosión del suelo mediante la interceptación de la lluvia y el retraso de la escorrentía. infiltración del suelo y consolidación del suelo. Mejora el microclima de la superficie de la pendiente y frena la erosión de la superficie del suelo. ① Reducir la presión del agua de los poros de la pendiente y mejorar la resistencia al corte del suelo. Las precipitaciones son uno de los factores importantes que inducen deslizamientos de tierra y la inestabilidad de las laderas está estrechamente relacionada con la presión del agua en la ladera. Al absorber y transpirar agua en la pendiente, las plantas reducen la presión del agua de los poros del suelo, aumentan la succión del suelo y mejoran la resistencia al corte del suelo, lo que es beneficioso para la estabilidad de la pendiente. ② La interceptación de las precipitaciones debilita la erosión por salpicadura. Parte de la lluvia es interceptada por la vegetación antes de llegar a la ladera y se reevapora a la atmósfera o cae sobre la ladera. Cuando las gotas de lluvia caen sobre la pendiente, transfieren su impulso al suelo y la fuerza de división resultante hace que las partículas del suelo se separen y salpiquen. Durante el proceso de salpicadura, cuanto mayor es el impulso de las gotas de lluvia, mayor es la fuerza de división del impacto y. las partículas de suelo salpicadas Cuanto mayor sea el número, más vegetación podrá interceptar las gotas de lluvia que caen a alta velocidad, lo que reducirá la cantidad de gotas de lluvia, la energía de las salpicaduras y las partículas del suelo que salpican. ③Suprimir la erosión por escorrentía. La escorrentía superficial arrastra partículas de suelo que han sido separadas por goteo y salpicaduras, causando aún más erosión laminar y erosión por cárcavas. La vegetación puede inhibir la escorrentía superficial y debilitar la erosión por goteo y salpicaduras, controlando así la pérdida de partículas de suelo. Normalmente, la pérdida de suelo disminuye exponencialmente a medida que aumenta la cobertura vegetal.
2. Ventajas de la protección ecológica de taludes sobre la protección tradicional de taludes
La regulación tradicional de los ríos urbanos generalmente adopta medidas de ingeniería simples para la protección de taludes, que incluyen principalmente la protección de taludes con mortero o bloques secos y las existentes. protección de taludes, protección de taludes con hormigón vertido, protección de taludes con bloques prefabricados de hormigón, etc. Las formas de protección son en su mayoría de sección trapezoidal o rectangular, y algunas incluso son de revestimiento de sección completa. Estas formas estructurales de protección tradicional de taludes juegan un cierto papel en el mantenimiento de la estabilidad estructural de los taludes, previenen la erosión hídrica y del suelo y previenen inundaciones y drenaje. Sin embargo, tienen diversos grados de impactos negativos en el paisaje, el medio ambiente y la ecología. La protección ecológica de taludes que se utiliza actualmente generalmente utiliza protección de taludes vegetales o protección de taludes compuesta que combina plantas y medidas de ingeniería. Gracias a la existencia de vegetación se restablecen las funciones ecológicas que debería tener la protección de taludes, lo que supone una gran mejora en comparación con la protección de taludes tradicional.
(1) Mejorar la calidad del agua y la capacidad de autopurificación de los cuerpos de agua
La protección tradicional de pendientes, suave y dura, sin plantas como barrera, provocará que la basura en la orilla y la escorrentía superficial provoquen Los contaminantes ingresan fácilmente a los cuerpos de agua, acelerando el deterioro de la calidad del agua y provocando contaminación. La protección ecológica de las pendientes juega un papel en la protección de los cuerpos de agua de los ríos porque la vegetación puede retener basura y partículas, filtrar contaminantes de las tierras altas y la escorrentía superficial. La investigación de Cai Jing et al. encontró que las jaulas de leña, las esteras de arbustos y la protección tradicional de las pendientes de césped mediante bioingeniería del suelo pueden interceptar los sólidos y nutrientes en suspensión en más del 80%. Además, la protección tradicional de los bancos duros, que carecen de pasto, destruye el sistema de circulación de materiales y energía entre el cuerpo de agua, el suelo y los organismos, no favorece el crecimiento de organismos acuáticos con funciones de purificación del agua y debilita la autoprotección. Capacidad de purificación del cuerpo de agua. La vegetación y los nuevos materiales utilizados en la protección ecológica de laderas mejoran la permeabilidad al agua y al aire de la protección de laderas, mantienen el ciclo material y energético entre el agua, el suelo y los organismos hasta cierto punto, y protegen la capacidad de autopurificación del agua.
(2) Regular los cambios de temperatura del agua y mantener el equilibrio de los ecosistemas acuáticos
La protección tradicional de pendientes mejora la absorción de luz, lo que resulta en cambios excesivos en la temperatura del cuerpo de agua, lo que no es propicio para mantener el equilibrio ecológico en el agua. Los cambios excesivos en la temperatura del agua no favorecen la supervivencia de las especies sensibles a la temperatura; tienen un impacto negativo mayor en el desove de los peces, porque la reproducción normal de los peces es muy sensible a la temperatura en temporadas de altas temperaturas, también pueden reproducirse bacterias infecciosas; . La introducción de una protección ecológica de las laderas con vegetación, arbustos o bosques juega un papel determinado en la regulación de la absorción de luz y en la prevención de cambios excesivos en la temperatura del agua. Por tanto, a partir de este nivel, la protección ecológica de los taludes mejora en cierta medida el equilibrio de los ecosistemas acuáticos.
(3) Proteger la diversidad ecológica del sistema fluvial
La tradicional protección de taludes reparados con hormigón y arena y grava ha acelerado en cierta medida el caudal de la masa de agua y Aumentó la intensidad de la erosión hídrica. Algunos organismos serán arrastrados por la corriente, reduciendo la cantidad de organismos en el agua. También hay una falta de plantas naturales en la orilla, lo que afecta directamente la supervivencia de las especies silvestres a lo largo del río. como las aves acuáticas.
Según las estadísticas, después del actual revestimiento del río, el número de especies biológicas a lo largo del río ha disminuido en más de un 70%, y los organismos acuáticos sólo equivalen al 50% original. Además, las curvas y enderezamiento del cauce del río. y la regularización geométrica de la sección transversal han hecho que el lecho del río en el sistema fluvial natural ya no exista heterogeneidad y muchos organismos acuáticos no puedan asentarse y formar diversas combinaciones de hábitat. La permeabilidad de la protección ecológica de la pendiente favorece el mantenimiento del caudal original del cuerpo de agua del río. También proporciona un entorno ribereño favorable para el crecimiento de diversos organismos, el hábitat de insectos y aves y la reproducción de peces, y protege. la diversidad biológica del sistema fluvial.
(4) Restaurar el paisaje verde de protección de laderas
En el pasado, no existía una protección verde tradicional de las laderas, lo que provocó que el río perdiera su vitalidad original. La adición de protección ecológica verde de laderas restaura el paisaje verde de la protección de laderas y satisface la búsqueda de la gente moderna de regresar a la naturaleza. La protección ecológica de pendientes es una mejora de la protección tradicional de pendientes y no se limita simplemente a la aplicación de nuevos materiales o tecnologías respetuosas con el medio ambiente, sino que también concede gran importancia a la exploración de las funciones ecológicas de los materiales y tecnologías artificiales tradicionales y a la mejora de los métodos tradicionales de protección de pendientes. Más en diseño y construcción Teniendo en cuenta las necesidades del medio ambiente y de los seres vivos. Por lo tanto, la protección ecológica de taludes no solo se deriva de la protección tradicional de taludes, sino que también se diferencia de la protección tradicional de taludes. Es una nueva etapa en el desarrollo de proyectos de protección de taludes.