本發(fā)明涉及一種適用于高原凍土的生態(tài)護岸，屬于生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時凍土(數(shù)小時/數(shù)日以至半月)、季節(jié)凍土(半月至數(shù)月)以及多年凍土(又稱永久凍土，指的是持續(xù)二年或二年以上的凍結(jié)不融的土層)。凍土具有流變性，其長期強度遠低于瞬時強度。隨著凍土區(qū)溫度周期性地發(fā)生正負變化，凍土層中水分相應(yīng)地出現(xiàn)相變與遷移，導(dǎo)致巖石的破壞，沉積物受到分選和干擾，凍土層發(fā)生變形，產(chǎn)生凍脹、融陷和流變等一系列復(fù)雜過程，稱為凍融作用。

地球上凍土區(qū)的面積約占陸地面積的50％，其中，多年凍土面積占陸地面積的25％。我國青藏高原平均海拔4500m以上，素有“世界第三極”之稱，其多年凍土面積約為1.5×10⁶km²，約占我國多年凍土面積的70％。

三江源地區(qū)位于青海省南部，是青藏高原的腹地，為孕育中華民族、中南半島悠久文明歷史的世界著名江河：長江、黃河和瀾滄江-湄公河的源頭匯水區(qū)。三江源地區(qū)是中國冰川集中分布地之一，河流密布，湖泊、沼澤眾多。高原地區(qū)河道不僅作為民族文化的載體和維持生態(tài)平衡的重要資源，而且是為當?shù)厣锶郝涮峁┥詈湍芰拷粨Q的必需途徑。因此對高原地區(qū)近自然河道進行生態(tài)治理顯得尤為重要。

由于自然因素和人為因素，三江源地區(qū)的水資源保護正面臨著嚴峻的考驗。嚴重的水土流失造成了土壤養(yǎng)分降低，蓄水保墑能力變?nèi)?，土地沙化嚴重，植被生存條件惡化，且大量的泥沙進入河、湖，導(dǎo)致河流含沙量上升，污染物含量增加，對生態(tài)環(huán)境及下游的用水安全等都造成了威脅，因此，對三江源地區(qū)的河流邊坡進行改造，防止水土流失，減少源頭水的含沙量是至關(guān)重要的。

傳統(tǒng)的護岸采用混凝土澆筑，僅僅能起到行洪排澇的功能，但沒有考慮到河道的景觀功能，對原有的自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重的破壞。應(yīng)運而生的生態(tài)護岸技術(shù)較好地解決了這一問題，但現(xiàn)有的生態(tài)護岸技術(shù)只適用于平原地區(qū)，在高原凍土地區(qū)不具備抗凍融、抗強紫外線等功能，無法起到對河道生態(tài)的保護，因此，需要提出一種適用于高原凍土地區(qū)的生態(tài)護岸。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于高原凍土地區(qū)，具有抗凍融、抗強紫外線、防水力沖刷等特性且有利于水土保持的生態(tài)護岸，致力于三江源水源區(qū)河流的生態(tài)修復(fù)。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種適用于高原凍土的生態(tài)護岸，其特征在于，包括若干土工格室、填充于土工格室內(nèi)的混合填充物和種植于混合填充物內(nèi)的固定草種，所述若干土工格室側(cè)壁相連且在同一平面上延伸，所述土工格室包括內(nèi)壁和外壁，所述外壁套于所述內(nèi)壁外形成回行箱體結(jié)構(gòu)；在所述內(nèi)壁和所述外壁之間形成的空腔區(qū)種植所述固定草種；所述土工格室固定在高原邊坡上。

所述空腔一端封閉另一端開口，所述內(nèi)壁圍成內(nèi)腔體，所述內(nèi)腔體兩端開口。所述土工格室為可雙向拉伸的土工格室，所述內(nèi)壁和外壁的開口端均為菱形結(jié)構(gòu)，所述相鄰兩個土工格室共用一側(cè)面或共用一棱邊。

上述結(jié)構(gòu)可使土工格室為雙向土工格室，雙向土工格室在橫向和縱向上都具有較強的拉伸強度，能夠適應(yīng)高原凍土在凍融作用和河水沖刷作用下發(fā)生的形態(tài)改變，有效地抵抗水流沖刷以及凍土的凍融作用。所述土工格室表面加寬，便于增大光照面，有效利用高原地區(qū)的強紫外線，吸收更多熱量，同時增加與凍土的接觸面積，提高保溫性能。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述土工格室材料采用聚苯乙烯保溫材料，所述聚苯乙烯保溫材料能夠阻隔大氣負溫對土基的侵襲，提高地溫，從而減小凍深，削弱凍脹，避免護岸遭受破壞，同時具有抗壓、抗沖擊性，還具有優(yōu)異的防腐蝕性，使用壽命可達30-40年，且成本低，無二次污染。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述土工格室內(nèi)壁上設(shè)有通孔，河水沖刷護岸時可由空腔通過所述通孔進入土工格室內(nèi)腔，河水中的有機物可為內(nèi)腔中固定的微生物所利用，同時為微生物生長提供水分，從而使微生物更好地發(fā)揮作用。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述混合填充物由植生土、腐殖質(zhì)、高分子調(diào)節(jié)劑、水泥和植物纖維按照一定比例混合而成。所述植生土和所述腐殖質(zhì)為所述固定草種提供生長環(huán)境和營養(yǎng)物質(zhì)，所述水泥可提高所述生態(tài)護岸的抗沖刷能力，所述高分子調(diào)節(jié)劑包含植物防凍劑和微生物生長調(diào)節(jié)劑，所述植物纖維采用棕纖維和黃麻纖維按照一定比例配制而成，可提高生態(tài)護岸的抗凍融能力。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述固定草種選用具有抗寒、抗凍融、抗貧瘠且適宜粗放管理的冷季型草種，采用“草-草結(jié)合”的建植模式，以高山嵩草為主，并搭配粗壯嵩草、黃白火絨草、波伐早熟禾、沙生風(fēng)毛菊、柔軟紫菀、披堿草、冰草等的一種或幾種，所述固定草種能夠適應(yīng)高原凍土地區(qū)的氣候和土壤條件，具有發(fā)達的根系，且生長迅速，能形成較大的覆蓋度，有效防止水力沖刷造成的水土流失，同時可滿足立體景觀要求。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述固定微生物采用高原凍土地區(qū)分布較廣，代謝較為活躍的菌種。所述微生物選用節(jié)桿菌屬、假單胞菌屬、冷桿菌屬、貪噬菌屬和副球菌屬之間幾種的組合。在混合填充物中混入微生物，會產(chǎn)生生物阻塞和生物膠結(jié)現(xiàn)象，通過微生物的活動來封堵土顆粒之間的間隙，通過微生物的新陳代謝來改善土顆粒之間的膠結(jié)能力，從而提高土壤的強度，有利于加固邊坡，防止水土流失。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述土工格室生態(tài)護岸在鋪設(shè)時將平面拉緊，使得所述土工格室較好地貼合在邊坡上，充分發(fā)揮其強度特征，使用“u”型鋼筋將所述土工格室固定在邊坡上，u型鋼筋箍住土工小室的側(cè)邊，開口端插入邊坡土壤中，以增強其穩(wěn)定性和整體性，同時提高抗沖刷、抗凍融能力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達到的有益效果是：

(1)本發(fā)明采用雙向土工格室，在橫向和縱向上都有較強的拉伸強度，能夠有效抵抗水力沖刷以及土壤的凍融作用；土工格室采用聚苯乙烯保溫材料，且表面加寬，能夠有效利用高原的強紫外線，有利于提高保溫性能，減小凍深，防止滑坡。

(2)本發(fā)明利用適宜在高原凍土生長的草種和微生物，達到防護、加固邊坡的效果，使之能滿足邊坡表層穩(wěn)定性的要求，同時又能降解有機污染物，達到凈化水體的效果，恢復(fù)被破壞的自然生態(tài)環(huán)境。

(3)本發(fā)明采用的混合填充物結(jié)構(gòu)合理，能夠很好地滿足高海拔地區(qū)凍土邊坡土壤植物的穩(wěn)定性要求，養(yǎng)分充足，保水保肥能力較強。

(4)本發(fā)明克服了平原地區(qū)生態(tài)護岸的缺點，能夠抵抗高原地區(qū)高寒高海拔的特征，抗強紫外線，抗壓抗沖擊，抗凍融作用等特點，能夠很好地作為高原凍土地區(qū)的生態(tài)護岸，成本低且無二次污染，有利于保持三江源水源地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

附圖說明

圖1是土工格單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是土工格鋪設(shè)俯視圖；

圖中：1、土工格外壁；2、土工格內(nèi)壁；3、土工格內(nèi)腔；4、空腔；5、通孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。

如圖1所示，一種適用于高原凍土的生態(tài)護岸，包括土工格室、混合填充物、固定草種和固定微生物。

進一步地，所述土工格室為雙向土工格室，在橫向和縱向上都具有較強的拉伸強度；所述土工格室包括土工格外壁1、土工格內(nèi)壁2、土工格內(nèi)腔3、空腔4和通孔5；所述土工格外壁1圍成的端面為邊長300mm的菱形結(jié)構(gòu)，所述土工格內(nèi)壁2圍成的端面為邊長200mm的菱形結(jié)構(gòu)，所述土工格外壁1和所述土工格內(nèi)壁2之間形成土工格內(nèi)腔3，內(nèi)腔一端封閉，一端開口，所述土工格內(nèi)壁2圍成的內(nèi)腔體兩端開口，且內(nèi)壁上均勻分布有通孔5，所述通孔5的直徑為20mm。在a-a或b-b方向上，相鄰兩個土工格室均公用一棱邊，土工格室在a-a方向和b-b方向均可自由拉伸或縮短。

所述土工格室材料采用聚苯乙烯保溫材料，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.03w/(m·k)，體積熱容量為5.0×104j/(m³·k)，所述土工格室材料能夠適應(yīng)高原地區(qū)的強紫外線，且具有較強的保溫性能。

所述空腔4內(nèi)填充混合填充物，所述混合填充物以質(zhì)量比計，按照如下配比調(diào)制，植生土：腐殖質(zhì)：高分子調(diào)節(jié)劑：水泥：植物纖維＝100:8.0:2.5:7.0:1.0。

所述混合填充物中所述植生土粒徑在1.5-2.0mm之間；所述腐殖質(zhì)粒徑在1.5-2.0mm之間；所述高分子調(diào)節(jié)劑包含有植物防凍劑和微生物生長調(diào)節(jié)劑；所述水泥為市場購置的32.5r普通硅酸鹽水泥；所述植物纖維采用棕纖維和黃麻纖維，其添加量為0.5％+0.8％，棕纖維和黃麻纖維購自市場，將其分割成長度約為2.5-3.5cm，直徑約為2.0mm的單條狀；將上述材料充分混勻，并添加到所述土工格室內(nèi)腔3和所述空腔4中。

在所述空腔4內(nèi)的所述混合填充物中種植草種，采用“草-草結(jié)合”的建植模式，以高山嵩草為主，，可采用如下搭配模式：①高山嵩草60％+冰草20％+柔軟紫菀20％；②高山嵩草50％+波伐早熟禾30％+沙生風(fēng)毛菊20％；③高山嵩草40％+冰草40％+披堿草20％。

所述混合填充物內(nèi)混有固定微生物，所述固定微生物可選用節(jié)桿菌屬、假單胞菌屬和冷桿菌屬按照1:1:1的比例混合而成，經(jīng)過馴化培養(yǎng)后，將固定微生物填入所述土工格內(nèi)腔3中，并噴灑微生物營養(yǎng)液。

所述土工格室生態(tài)護岸在鋪設(shè)時要將平面拉緊，在邊坡表面平鋪，所述土工格室生態(tài)護岸鋪設(shè)俯視圖如圖2所示，在鋪設(shè)時邊鋪邊用“u”型鋼筋固定，固定釘?shù)拈g距為1m左右，鋪設(shè)時避免損壞土工格室，以免影響其性能。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解：對本發(fā)明具體實施方式進行無實質(zhì)性的修改或等同替換仍屬于對本發(fā)明的保護范圍。