ｉ【科技推广与应用】ｉ Ｗ－ＯＨ生态护坡技术在沙土区河道坡面上的应用 余莹莹’汪永进 范敬兰’吴震宇。 江苏省徐州市沙土区面积为 Ｗ—ＯＨ稀释液在沙土区坡面防 固化层，达到保水固土的目的，取得了很 ２８７１．１３ｋｍ ，占全市总面积的２５．５％。 护方面的应用，主要分为两个阶段：第 好的效果。 主要包括黄泛冲积平原和沂沭河冲积 一阶段是Ｗ—ＯＨ化学固土，第二阶段 １．Ｗ—ＯＨ施工 平原。黄泛冲积平原是故黄河泛滥、泥 是生物固土。首先在河道裸露的滩面、 在试验小区里把事先准备好的草种 沙沉积所形成，其面积分布较广，包括 坡面播洒草种子和肥料，喷上Ｗ—ＯＨ 播撒下去，草种是采用黑麦草、早熟禾和 丰县、沛县、睢宁、铜山区。沂沭河冲积 有机复合材料，由于喷洒后的溶液产 高羊茅草籽，采用１：１：１的比例混合， 平原是沂河、沭河冲积而成，主要分布 生了具有良好弹性的多孔固化层，实 均匀撒在河坡和大堤上，并施加一定量 在邳州和新沂。徐州市沙土区的特点 现了对裸露地面和坡面的快速固土的 的复合肥，用刮平夯实器把边坡和大堤 是沙性大，覆盖层厚，沙土结构松散， 作用。该固化层无毒、保水、多孔，还能 进行刮平和夯实。此阶段称为生态种植 粘聚力弱，抗冲能力差，土壤极易因水 够促进滩面和坡面上植物的发芽、生 阶段。蚀和风蚀造成水土大面积流失，水土 长。转人生物可持续固土阶段后， 再用５％的Ｗ—ＯＨ溶液按５ｃｍ的喷 流失严重。Ｗ—ＯＨ高分子化学固土材 Ｗ—ＯＨ固化层可以保持３０年不分 洒厚度对试验、示范区进行喷洒，喷洒好 料与沙土有着很好的附着力，可形成 解，从而实现化学固土和生物固土的 尽量不要让人和牲畜踩踏，以免破坏 多孔结构的固结层，又具有较好的植 共同作用，来确保河道坡面和河堤的 Ｗ—ＯＨ的固结层。由于河坡与大堤土壤 生功能，特别适合在徐州市沙土区进 水土保持。 行水土保持治理中推广。 一容易失水，要定期喷水，保证草的出苗 由于固结层具有通气透水、保水保 可持续生态河道是基于河道坡面 率。此阶段称为化学固土阶段。 、Ｗ—ＯＨ工作原理及可持续生 化学固土和生物固土技术的有机结 态河道理念 合，初期的化学固土为后期的生物固 温等功能，植物的发芽率和发芽速度比 Ｗ—ＯＨ是一种生态环保型高分 土提供了基础，后期的生物固土是实 不喷洒Ｗ—ＯＨ的地块要快，在丰县春季， Ｗ—ＯＨ的 经一个月的生长，草坪基本能覆盖地皮， 子亲水性聚氨酯树脂类复合固化材 现可持续固土的必要条件，料，由日本ＪＣＫ株式会社研究开发， 推广使用，为改善河道生态环境，实现 实现裸露土地从化学固土到生态自然修 呈淡黄色乃至褐色油状体，遇水后极 可持续生态河道提供了保障。 复和可持续固土的的转换。此阶段称为 易溶解或乳化，可以任意比例与水反 水凝胶体。该胶体遇水不再溶解，经毒 二、Ｗ—ＯＨ在河道边坡控制水土 可持续生态固土阶段。 ２．Ｗ—ｏＨ水土流失防护效果 应，并迅速形成保水性好、有弹性的含 流失实例 以丰县赵庄镇太行堤河处的水土 性试验和有害物质检验表明，Ｗ—ＯＨ 保持示范基地为例，在示范基地进行 （１）试验小区的建设 按《水土保持监测技术规程》 －２００２）中５．２．３的规定要求，在 无毒无害、安全性高，是一种成本低 Ｗ—ＯＨ小区试验，用５％的Ｗ—ＯＨ溶 （ＳＬ２７７－廉、施工方便、环境负荷小的新型荒漠 液喷洒在土壤表面，与沙土形成具有 试验场内设置径流小区，每个径流小区 化防治材料。 良好弹性和一定孔隙率的５—８ｃｍ的 连着３个集水桶，为三级集水，二级分 （４）铺放土工织物的面积取决于 技术，具有重量轻、成本低、抗冲耐磨、强 （３）将土工织物盖在泉眼上，以重 物将其固定，再由周围向中央压覆易 泉眼的大小和严重渗水段的范围，其 度高、施工方便，是防汛抢险的理想材 透水的２～４ｃｍ粒径的小卵石或小石 面积应大于需要保护的渗水范围 料，在防汛抢险中应用前景广泛■ ５ｍ以上。 子，厚度３０—５０ｅｍ。石子上面再压块 ０．（作者单位：１．安徽省芜湖县汪溪坝 水利管理处２４１１００ ２．淮河水利水电 石或混凝土块，最后形成中心高、四周 四、结束语 低的压重体。 采用土工织物防汛抢险是一项新 开发总公司 ２３３００１）８ ｌ【科技推广与应用】ｌ 表１ ２０１２年自然降雨小区土壤侵蚀模数成果表 序号 表２ ＢＸ一１型便携式人工降雨器率定成果表 供水压力 （ＭＰａ） 处理 土壤侵蚀模数（ｔ／￣２・ａ） 喷嘴孔径 （ｍｍ） 降雨强度 降雨均匀系数 （ｍｍ／ｍｉｎ） （％） 处理 重复 平均 Ｏ．１ １ 标准小区 ６２９．６８２ ６５４．０６５ ６４１．９００ ０．１５ ２ Ｗ一０Ｈ ９０．０８８ ７７．８９９ ８４．００Ｏ Ｏ．２ 表３ ２０１ ２年人工降雨小区土壤侵蚀强度成果表 单位时间土壤侵蚀量（ｇ／ｋｍ ・ｒｎｊｎ） 序 处理 喷嘴孔径１２ｍｍ 喷嘴孔径１Ｏｍｍ 喷嘴孔径７ｍｍ 号 １ ２ ３ 平均 １ ２ ３ 平均 １ ２ ３ 平均 １ 标准小区 １１．７０ １０．７０ １１．２０ １０．１４ １１．７Ｏ １０．６９ １０．８５ ４．０８ ５，２３ ５．８０ ５．５２ ２ Ｗ—ｏＨ １．３６ １．８５ ２．１０ １．７７ ０．２５ ０．７９ １．２８ ０．７７ ０．１２ ０．１８ ０．１５ 流。该小区宽度为５ｍ，直边加斜边长度 三、试验成果分析 为２０．１ｍ，斜坡倾斜度为８。，计算出垂 １．自然降雨 直投影面积为ｌ￣ｍ２，小区边界由水泥 ２ｏ１２年丰县降雨量为５２１．２ｍｍ， 板围成，边墙露出地面２０ｅｍ，埋入地下 通过频率分析，得到２０１２年为枯水年 ３０ｅｍ。上缘向小区外呈６ｏｏ倾斜，径流 的代表年。分析的土壤侵蚀模数也代 小区末端为水泥做成的集流槽，集流槽 表枯水年。通过表１可以看出，在自然 上缘与地面同高，槽底向下及中间倾 降雨情况下，ｗ—ＯＨ处理的土壤侵蚀 斜，集流槽上面用镀锌铁皮覆盖，防止 模数为８４．０ ｍ：－ａ＇与标准小区的 雨水落人，集流桶与集流槽用镀锌铁皮 ６４１．９ ｍ ・ａ相比，土壤侵蚀量降低 做成的导流管连接。 ８６．９％，水土保持效果十分明显。 集流桶采用镀锌铁皮制成，按 ２入工降雨 ２４ｈ降雨２００ｍｍ的坡面径流标准制 通过Ｂｘ一１型便携式野外降雨 作三级集流桶的尺寸，集流桶的尺寸 器在试验小区进行了喷嘴孑Ｌ径为 直径５０ｃｍ，高８０ｅｍ，溢流口至桶底大 ７ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ三种雨强的人工 致５０ｅｍ。采用三级集流，两级分水的 降雨试验，试验采用３次重复，次降雨 方式，收集小区径流。小区总的径流量 持续的时间１０～３０ｍｉｎ，人工降雨试 为一级集流桶的径流量加上二级集流 验按率定的标准（率定雨强见表２）和 桶的径流量的１ １倍，再加上三级集流 外部自然条件进行，如压力表的压力 桶径流量的１２１倍，由以下公式： 是否达到设定压力，７ｍｍ喷嘴工作压 Ｑ＝Ｑ－＋１ １Ｑ￣１２１Ｑ３ 力０．１５ＭＰａ，１０ｍｍ、１２ｍｍ喷嘴工作 式中：Ｑ一小区径流量； 压力０．２ＭＰａ，风速是否超过２ｍ，ｓ，连 Ｑ．一一级集流桶水量； 接杆是否与水平面垂直。 Ｑｆ一二级集流桶水量； 从表３可以看出，ｗ—ＯＨ与标准 Ｑｒ一三级集流桶水量。 小区相比，各种雨强下的ｗ—ＯＨ的侵 （２）项目的观测 蚀强度与标准小区相比，都有大幅降 采用自然降雨和人工降雨，利用 低，说明在大强度降雨冲刷下，Ｗ—ＯＨ 径流小区，测量次降雨产生的径流，通 的水土保持效果也非常好。 过计算得到小区次降雨的径流量、土 四、Ｗ—ＯＨ扩展应用范围 壤侵蚀量，推算出土壤侵蚀模数。人工 ｗ—ＯＨ与沙土颗粒可形成粘结 降雨设备选用中科院水利部水土保持 性能良好的弹性固化体，具有高度的 研究所仪器设备厂生产的Ｂｘ一１型 耐久性、抗压（拉）性能、抗紫外线及保 便携式野外降雨器。 水性能，抗压强度１ｋ ｍｚ以上，抗拉 １２ ０．４０９ ８６－２ １０ ０．２９９ ８１．５ ７ ０．１８６ ７６．８ 强度０．６ｋ ｍ 以上，添加０．７％保水剂 ｗ—ＢＷ的固化体保水性提高５０％左右。 因此，Ｗ—ＯＨ特别适合在裸露的地表上 防治水土流失。 １．水土保持及生态修复 在播撒植物种子和肥料的沙土上喷 洒浓度２％一５％的ｗ—ＯＨ后，迅速形成 具有植物生长的固结层。该固结层具有 良好的抗风性、抗紫外线性、保水、保温 和保肥性，能促进植物生长。 ２．新型渠道高效防渗抗冻技术 在硬质渠道表面喷洒浓度为８％～ １０％的ｗ—ＯＨ溶液，可在渠道表面建立 柔性防渗层。该防渗层具有不吸水、超柔 型、变形协调、耐久性好，与原渠道一体 化的结构特点，根本上解决了防渗渠道 修复维护上的技术难题。 ３．超柔型防水抗冻渠道建造技术 在新开挖的渠道表面喷洒１０％以上 的ｗ—ＯＨ砂浆，可快速构建一体化的超 柔型、防渗抗冻结构层，代替传统渠道防 渗层的材料结构。 五、结论 ｗ—ＯＨ与沙土有很好的固化作用， 在丰县枯水年土壤侵蚀模数仅为 ８４．０ ｍ －ａ，在大雨强的人工降雨试验 中，能够抵挡住雨滴的冲击，侵蚀强度仅 为裸土的２０％，能快速降低土壤的侵蚀 强度，因此，Ｗ—ＯＨ是目前沙土区生态治 理修复最有效技术之一。ｗ—ＯＨ是由日 本引进生产的水保产品，经测算，用于水 土保持的价格在１５ ２０元，ｍｚ，２０１３年 ９月份ｗ—ＯＨ的生产线在中国投产，估 计价格是进口的１／２或者更低，ｗ—ＯＨ国 产化后在水土保持治理中可大面积推 广，具有巨大的经济、社会和生态效益● （作者单位：１徐州市水利科学研究 所２２１０１８ ２．徐州市云龙湖水库管理 处２２１０００ ３．徐州市贾汪区水利局 ２２１０１１）