淮河老应段煤矸石堤防生态防护设计
胡明月
【摘 要】对淮河老应段煤矸石堤防进行生态防护设计,包括覆土改良、堤坡整地、排水和植物措施设计等.
【期刊名称】《安徽水利水电职业技术学院学报》
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【年(卷),期】2013(013)003
【总页数】4页(P12-14,18)
【关键词】煤矸石堤防;矸石堤防排水;植物品种;生态防护
【作 者】胡明月
【作者单位】安徽省水利水电勘测设计院,安徽合肥230022
【正文语种】查英语四级成绩的入口中 文
【中图分类】X5
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淮河老应段煤矸石堤防是淮南市城市圈堤的重要组成部分。堤身存在主要问题有：① 抗滑稳定问题、沉降变形稳定问题、渗透变形稳定问题。② 矸石支撑体结构松散，边坡陡立，一般为1∶1.5，容易发生滑坡，目前边坡受雨水冲刷比较严重，多处已受到不同程度的破坏。③ 堤坡防护体系不完善，覆土薄弱，造成矸石裸露、风化。矸石表面基本无保护，冲蚀、风化成粉状，晴天尘土飞扬，雨天下游冲蚀加剧，引起水体污染。基于此，需进行煤矸石堤防生态防护设计。
1 矸石堤防生态防护设计方案
新型老应段煤矸石堤防采用粘土为防渗体，以煤矸石为支撑体，由矸石粘土混合体作为过渡段，较高、较宽，堤坡面积较大，设有戗道、平台，其堤防结构形式和水面组合可构成一道风景景观要素，老应段煤矸石堤防生态防护设计方案如下：① 堤顶道路用煤矸石压实铺设，采用泥结石路面；上堤路采用水泥路面；背水侧设置戗台。② 上游坡面采用连锁式生态护坡，护堤地平台种植防浪林；下游坡面覆土整地后采用植物护坡，选用矸石堤防适生的“乔、灌、草、藤”搭配，采用绿化型、季相型和风景型植物景观配置模式。③ 煤矸石
四级考试准考证打印入口堤坡生态防护设计主要包括覆土改良、堤坡整地、排水设计、植物措施设计等。先对矸石堤防的坡面进行覆土和工程整地，增加煤矸石堤坡的水分和养分的保持能力。再对煤矸石堤防下游边坡采用草皮护坡结合灌木、藤本绿化，下游平台栽种乔木，形成生态防护体系。
2 老应段煤矸石堤防生态防护措施设计
2.1  淮南矿区煤矸石堤防适宜植物种类选择
（1）植被选择原则。根据矿区自然环境及煤矸石堤防的地表情况，进行适宜植物选择，原则如下：①生长迅速适应性强、抗逆性好；② 优先选择固氮树草种；③ 优先选择当地优良的乡土树种和先锋树种，也可引进外来速生树种；④优先考虑在矸石地上自然定居、能适应矸石地的极端条件的植物。
（2）适宜植物品种。淮南矿区植被类型属华北区系，但有具有南北过渡性的特点。区内地带性植被为落叶阔叶树种，种类比较单一，在淮南矿区煤矸石山现场采样时，对煤矸石地表野生植被进行了调查，主要有枫杨树、臭椿、枸树、牵牛花、马唐和野蒿等。根据以上
的植被选择原则，淮南矿区矸石堤防植被恢复可选的植物种类有：① 乔木。刺槐、枫杨、臭椿、枸树、侧柏、白皮松等；② 灌木。紫穗槐、柽柳、胡枝子、木槿、柠条、锦鸡儿等；③ 草本。马尼拉结缕草、双穗雀稗、沙打旺、草木樨、狗牙根、高羊茅、冰草、芨芨草、红豆草、紫花苜蓿等；④ 花卉。打碗花、牵牛花、红花酢浆草、蜀葵、地被菊等；⑤ 藤本。葛藤、紫藤、爬山虎等。
2.2  生态防护措施设计
河南省教育厅网站2.2.1 工程措施
（1）连锁式生态护坡。老应段煤矸石堤防迎水面设计采用连锁式生态护坡。每个连锁式生态护坡块被相邻的6个连锁式生态护坡块锁住，可保证每块的位置准确并避免发生侧向移动。为堤坡提供1个稳定、柔性和透水性的坡面保护层。连锁式生态护坡在混凝土中添加了醋酸纤维等高分子物质，使连锁块在强度不变的情况下更有利于水生植物生根和水生动物繁衍。各块体的接缝处填土可以增加块与块之间的连接力和铺面系统的整体性。连锁式生态护坡块体中间以及相邻块体之间的孔隙内可以填土种草。当花草全面生根后提高块体面层与基土之间的连接力，同时美化景观。
（2）覆土改良和矸石堤坡整地工程。主要是① 覆土改良。矸石堤坡上不覆盖种植土，仅在煤矸石上喷洒肥料，直接将草种撒播在煤矸石中的试验，结果失败。原因是堤坡上的煤矸石未经碾压而未泥化，除少量碎屑以外，大部分颗粒较大，斜坡几乎无保水能力，无持续湿润的环境，种子不能发芽。所以，在矸石堤防覆盖薄层种植土，才能形成植被生存环境。覆土种植是促进植被恢复的主要形式。老应段矸石堤防周边料场资源良好，可采用覆土方法对老应段矸石堤防进行基质改良。根据之前对矸石地复垦覆土厚度的研究，70cm左右的覆土厚度是矸石地植被生长较理想的厚度。本设计根据草本、灌木、乔木和藤本的根系不同，生长所需的覆土厚度也是不同的。项目区腐殖土缺乏，老应段矸石堤防背水侧堤防堤坡先覆一层黄土，种植草坪地被，覆土30cm；种植小灌木，覆土30cm～40cm；种植小乔木，覆土60cm；种植大乔木，覆土80cm。覆土后进行土地平整。在黄土上再覆盖一层3cm～5cm的腐殖土，将黏土地面用土盖住即可。粘土层中可以添加碱性物料或其它物料。粘土层可作为隔水层，起保水保肥的作用；为防止酸害，可采用石灰等碱性物料作为隔离层。② 矸石堤坡整地。根据原矸石堤坡的的立地条件，采用水平沟整地，挖40cm宽、30cm深的沟，将沟内较大的矸石捡出，再将周围风化细碎的矸石风化物填入沟中，以利保持水分，增加“土层”厚度，适合植物根系生长，增加土层有机质，促进微生物的活动
与繁殖，提高土壤肥力。整地深度：煤矸堤坡整地的深度因植被不同而异，在一般情况下，各植被所需整地深度的低限值是：草坪地被为15cm，灌木为30cm～45cm，乔木为60cm～80cm。整地宽度：煤矸堤坡坡度较大，整地宽度不宜过大。可采用反坡梯田整地的方法，因此整地宽度以0.5m～1.0m为宜。断面形式：指整地后的土面与原坡面所构成的断面形式。为更多的积蓄降水，减少蒸发，增加土壤湿度，整地后的坡土面要低于原坡面，并与原坡面形成一定的角度，构成一定的蓄水容积。
（3）堤后坡面排水。地表水和地下水是造成堤防人工坡面及其表面客土层坍塌的主要原因之一，坡面排水设计对于保证坡面植被恢复工程质量十分重要。坡面排水主要包括① 排除地下、渗透水。堤防设计原则上要求上游防渗、下游排水，当下游堤坡面覆土后，则造成下游排水不畅，造成下游浸润线抬高，不利于下游边坡稳定。所以覆土后需要的对下游进行排水处理，同时考虑生态绿化要求，故采用埋设排水暗沟形式进行处理。在下游坡面设置瓜子片及中粗砂过渡层，堤脚设置排水砂沟，砂沟内埋设φ100排水盲管，盲管间距3.0m，盲管出口接入堤脚设置的排水沟。结构图如图1所示。②排除地表水。排除地表水可以通过修建排水沟拦截地表径流，使得大气降水所产生的径流不能对坡面产生冲刷侵蚀，保证坡面土壤层的稳定和安全。排水沟设计考虑两部分，一是布置在覆土矸石堤坡上
的纵向排水沟，每隔100m设置1条，用以拦截从堤坡外部汇入的地表径流；二是布置在坡面和坡面平台处的横向排水沟，用以排除边坡内部产生的坡面径流。外部排水沟要和内部排水沟要连成一体，构成排水系统，能够将地表水迅速汇集排水。堤防背水侧堤脚有平行于堤轴线的截水沟，最终堤坡排水汇入截水沟，形成完整的排水系统。排水沟采用生态土沟，可以将排水功能和绿化功能结合起来，开挖后对排水沟土质边坡夯拍密实，沟内平均流速不大于0.8m/s。
2.2.2 植物措施
2018年国考地市级行测真题堤防边坡植物护坡可选植物种类较多，主要有小乔木、灌木、藤本及草本等。目前采用最多的是草本植物，草本引种方法简单，成坪速度快，容易成活；但草本植物也有一定的不足：① 草本植物根系较浅，抗拉强度较小，固坡护坡效果较差；② 落易发生衰退，二次恢复困难；③ 需采用持续性的管理措施等缺点。因此单纯草本植物用于边坡绿化并不理想，本设计重视乔、灌、藤本、草相结合的护坡作用。
以老应段加固煤矸石堤防最终下沉段为标准断面，取1m典型段，进行植物措施设计。
（1）迎水侧护堤地平台和上游坡面。上游坡面采用是连锁式生态护坡，并在常水位以上直到堤顶的位置，在连锁式生态护坡预留空档内，撒播狗牙根草籽。加固后坡比1∶3.0，坡长约38m，每1m2播种草籽8g。老应段矸石堤防迎水侧护堤地平台宽30m，按行株距3m×3m种植柽柳、水曲柳和杨树等景观树木，同时兼做防浪林。