摘要：本文先对草本植物防护加固意义简析，然后在护坡、优化环境、景观和诱导视线等相关方面，总结草本植物在土质浅层边坡防护加固中的功能，进而在消弱溅蚀、预防水土流失和降低土壤含水量等相关基础上，详细分析和阐述土质浅层边坡的草本植物防护加固机理。
关键词：土质浅层；草本植物；防护加固
在最近几年中，随着地区的大力开发，一些公路、水利水电等相关的工程项目逐渐增多，在这些工程项目建设中，也不可避免的开发出工程边坡。工程边坡需要使用相关支挡措施保持稳定性，并且需要做好绿色防护，以此来恢复自然生态。浅层边坡极容易受到外界因素的影响，所以要使用草本植物来对其进行防护加固。因此，对土质浅层边坡草本植物防护加固进行分析有一定现实意义。
一、草本植物防护加固的意义
随着社会的发展和进步，我国很多地方都开始了大力开发，在开发过程中施工建设了很多工程项目，比如桥梁、公路和隧道等。我国疆土辽阔，是一个有很多山区的国家。这些工程项目在建设中，对大量地开凿石头、砍伐树木截断河流，这样就对当地形成了十分严重的环境破坏与污染，打破了原本的生态平衡。在社会进步之下人们对生活环境的要求也逐渐提升，为了能够创造出更加美好的环境，对边坡的治理也逐渐得到重视，找到一种合理的边坡治理方式十分重要。工程防护治理边坡措施成本很高，施工过程也十分繁杂，使用寿命也比较短，其中需要使用的材料也比较多，无法满足人们的需求。在这种情况下，植物防护加固技术被广泛使用，此技术施工过程十分简单，成本也比较低，防护有效期很长。并且还能够保护环境，减少噪音，增加绿化面积。使用植物防护加固时，草本植物使用比较广泛。使用草本植物来防护加固，其意义体现在下面几点上：
其一是保护环境，当前社会对环境保护工作更加重视。使用植物生态防护技术，不但可以加固浅层边坡，施工过程简单，成本比较低，防护有效期很长。并且还可以保护环境、减少噪音，加强光合作用，涵养水源。深入研究与分析植物护坡技术，为浅层边坡生态防护提供有力的支持。植物生态防护经济性和防护效果比工程防护的性能更高，所以植物防护会受到广泛使用；其二是响应国家环保政策，依据国家环境保护相关政策，在保障道路安全没有隐患和视野无障碍的情况下，让绿色生环境防护与工程建设一同进行。在其中要做好工程建设周围地区的绿化工作，恢复当地已经被破坏的生态平衡。工程建设导致人工边坡环境绿化是重点内容。所以，使用植物生态护坡技术能够响应与支持国家有关于环境保护的政策。
二、草本植物在土质浅层边坡防护加固中的功能
植物护坡是一门多学科融合学科，其中有生态、园林、土壤等相关知识。在植被护坡中，使用草本植物来进行土质浅层边坡防护加固十分常见和广泛，这种防护加固的功能主要体现在下面几点：
（一）护坡功能
在使用植被防护加固边坡时，草本植物可以起到一定护坡功能。草本植物主要是指茎内木质部不强，含有木质化细胞少，支持力比较弱植物。草本植物外形都较小，寿命相对较短。施工草本植物来护坡，可以起到浅根的加筋作用。草本植物，尤其是一些禾本科植物，其根系比较浅，不过须根系十分强，在土体中纵横交错，可以和土方构成复合型整体。此种作用就和纤维的作用一样，被称之为三维加筋作用。而此加筋作用，能够为土层提供附加性粘聚力。同时草本植物还能够降低坡体孔隙水压力，边坡失稳与水压力大小有很大的关系，其中水分是导致滑坡关键因素。植物根系能够汲取水分，并且起到一定蒸腾作用，减少坡体空隙水压力，从而提升土体抗剪强度，加强边坡稳定性。此外，草本植物还具备降雨截流和削弱降雨的功能，有些降雨在达到坡面之前，就能够被坡面上植物截留。一部分被植物吸收，而一部分被蒸发到大气中，这样就能够降低云的动能，减少滑坡危险出现的几率。
（二）优化环境
使用草本植物来做边坡的加固与防护，可以改善环境。在实际工作中，使用植被护坡方式，边坡植物可以为小动物、微生物提供生长环境，从而构成完整的生物链，让被工程建设所破坏的环境得到恢复。一些公路，尤其是高速公路，车辆本身驱动和轮胎与路面的摩擦会产生噪音，进而对环境形成不良影响。所以在公路工程中的边坡中使用草本植物防护加固，植物可以吸收噪音，减少噪音。而经过对噪音的减少，可以消除驾驶员大脑和眼睛的疲劳，以此保障行车安全。
（三）景观和诱导实现功能
与传统护坡方式相较，草本植物的防护加固可以起到十分有效的景观效果。传统浆砌片石、条石护坡等方式，景观效果很差。依据相关的研究表明，人类眼睛可以看到波长380mm到760mm的光线，而其中最舒服的则是波长为553nm的绿色。这是因为绿色引起的紧张状态为最小。在美学角度上看，植物能在公路空间中，把公路和周围的环境连接在一起。经过植物自身的色彩、形状等与群体景观让公路形成特征。在各个季节中，光线、温度、风雨和霜雪等气象条件都会影响植物，其中的色彩、质地也会发生变化，从而形成各种各样的景观。公路边坡、中央隔离带以及路肩等绿化，其都是司机和游客视线范围中的主要对象。规范秀丽的花木，不但能够带给人视觉上的美妙享受，同时还能够提升公路路线线形变化，让行驶在公路上的车辆更加安全，从而起到诱导视线的作用。
三、土质浅层边坡的草本植物防护加固机理
植被护坡主要是使用植物被涵水固土，以此稳定边坡浅表层，并且对边坡生态环境进行优化的技术，植物护坡固土作用主要是在草本植物茎叶护坡，还有就植物根系护坡。草本植物茎叶可以降低雨滴溅蚀、抑制径流冲刷，并且减少水土流失，植物叶片蒸腾与根系吸水可以减少土壤空隙水压力，进而稳定边坡。草本植物根系生长在土体中，可以成为土和根系的符合材料，从而起到加筋作用。
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（一）消弱溅蚀
因为边坡处于露天环境中，所以外界因素对其的影响是直接性的。在外界影响因素中，降雨溅蚀会对边坡形成直接破坏。降雨溅蚀通常只是发生在降雨的初期阶段中，其会破坏坡面表层土体结构，让土颗粒出现分散和飞溅，从而产生大量的泥浆，进而堵塞空隙，预防雨水往下渗透，加快坡面径流形成。已经相关的实验表明，雨滴击打占据了薄层水流侵蚀物质整体的70%之上，最高能够达到95%，雨滴动能是导致边坡遭到浸蚀的关键能量来源。而经过对草本植物的运用，当雨滴掉下来时首先就是击打在草本植物的茎叶之上，这样就让大雨滴被分解成为小雨滴，从而削弱雨滴动能，让雨滴以更小甚至于没有的速度下落大坡面之上，从而有效削弱或是消除雨滴对坡面的侵蚀作用，进而削弱径流冲刷边坡的作用。
（二）预防径流冲刷，降低水土流失
地表径流过程中会带走已经被雨水滴溅所分离土粒，从而导致边坡水土流失。地表径流集中，是坡面土体遭到侵蚀的动力，土体冲击力大小完全受到径流速度和径流能量大小影响。预防地表径流具体是使用草本植物来完成的，草本植物分蘖比较多，并且是丛状生长，其不仅能够固结土颗粒预防冲蚀，同时还可以有效分散和削弱径流，并且还可以阻断径流，转变径流形态，让径流可以在草丛之间缓冲流。在此过程中，径流从直流转变成为绕流，降低了径流冲刷力度，进削弱土体冲刷。草本植物根茎连接地方能构成自然的微型栏土栅，在水流夹颗粒粒径超出栏土栅空隙时，土粒会被挡住，后面被冲过来的土粒会有一部分被前面的土粒挡住然后沉积下来。所以，根茎连接的地方能够阻拦部分土颗粒，然后预防水土流失的现象出现。
（三）降低土壤含水量
在土壤中一部分水是经过根系吸水，然后再让植物蒸腾作用散发到大气之中。经过根系吸水作用与植物茎叶所具备蒸腾作用，渗透到土体中雨水能够被耗掉一些，以此减少土体中的水分，进而削弱土体空隙水压力，让土体粘聚力更强，进而提升土体抗剪度，在此基础上提升边坡稳定性。和栽种了植物的土体相较，因为裸土中无根系吸水作用和蒸腾作用，下渗入土壤中水分会大部分聚集在土壤之中。所以，裸地土壤中含水量会持续增加，土体孔隙水压力会增大，土体黏聚力会相对降低，土体的抗剪强度也会变弱，让土体极易产生剪切破坏。从这方面就可以看出，植物根系吸水作用与蒸腾作用可以减少土壤含水量，提升边坡土体稳定性。
（四）根系护坡
滑坡是边坡破坏常见的一种形式，造成滑坡的因素比较多，其最根本的原因在于土体中某个滑动面上剪应力达到了抗剪强度，让土体稳定平衡被破坏。从草本植物的分布特点上看，根系在土壤中分布主要是网状形的，根系在土壤之中相互交织。随着深度增加含根量会减少。根系盘结范围中土壤能够当做土与根系构成根土符合材料，根系能够当做一种柔韧性的加筋材料，其中的复合体能够作为加筋土。所以，可以依据加筋土理论分析含根土体受力情况，也就是将土体中根分布当做加筋材料分布，根系能够在土体中发挥加筋增强作用，进而让根土复合土体抗剪强度有一定提升，从而实现防护加固边坡目的。
（五）防护加固原则
使用草本植物对浅层边坡进行防护加固，其过程重要循环相关的原则：其一是边坡稳定原则，植物防护能够减少水土流失，减慢风速和预防滑坡发生作用。边坡植物防护中，要确定科学坡比，这样不但能够加强边坡稳定性，并且便于植物播种与养护。在科学合理的坡比基础上，在边坡上设置截水沟、排水沟等，以此完善排水措施，减少对坡面的侵蚀，加强边坡稳定性；其二是环境适应性，使用草本植物来防护加固要选用合理的植物。植被防护中是一个长时间工作，植物种群要对边坡所处生态环境为一体。比如南方植物喜欢湿润怕干旱，而北方植物耐寒怕涝。所以在防护加固中要依据地区情况选用合适的植物群。选择的植物要有根系发达，水源涵养和生命力强等相关特点，从而实现植被防护目标；其三是迅速绿化原则，边坡建成之后要快速使用植被防护工作，预防雨水对边坡冲刷，进而产生水土流失，致使边坡失去稳定性。特别是边坡建设的初期阶段中，土壤固结没有完成，水土流失极易产生。雨水灌入边坡内部会导致边坡整体失去稳定性。在这种情况下就需要植物防护工作在边坡建设完成之后快速开展，或是在施工之中同步完成，以此快速发挥植物防护加固的作用。为了可以快速实现绿化目标，植物群落要使用速生植物或是移栽植物的方式进行；其四是综合防护原则。植物防护初期阶段中，植物附着边坡表面的难度比较大，并且起不到固坡作用。使用工程防护能够在短期中实现有效效果，但是混凝土等材料容易风化，使用这种单一的防护措施，难以实现防护目的。所以在防护中还可以使用工程防护和植物防护综合方式，通过这种方式来进行综合防护和加固，以此提升边坡稳定性。
结束语：
土质浅层边坡防护过程中，只使用草本植物来防护加固有很大的意义。草本植物在浅层边坡中有着护坡、景观和优化环境的功能。经过对草本植物的使用，其防护加固的机理在于可以起到蒸腾作用，减少土体中含水量，同时还能够通过茎叶消弱溅蚀，以此浅层边坡稳定性。
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论文作者:刘敬伟
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第10期
论文发表时间:2019/8/7
标签：草本植物论文; 防护论文; 植物论文; 护坡论文; 根系论文; 径流论文; 作用论文; 《工程管理前沿》2019年第10期论文;