高邊坡生態修復的低碳建養實踐

文/ 供圖 | 交通運輸部公路科學研究院

針對公路高邊坡生態修復工程中存在的防護困難、施工效率低、養護難度大等工程難題，破壞面大、固土難度大、土壤水分流失快等環境難題和施工能耗高、施工難度大、高效養護裝備缺失等技術難題，該項目提出了基于環境最優、施工便捷、智慧高效的公路高邊坡生態修復工程低碳建養技術體系，以公路高邊坡生態修復工程低碳建養為主線，從公路路基邊坡無損高效檢測及生態護坡設計技術、公路邊坡低碳施工工法優化技術、公路邊坡低碳養護系列裝備研發、公路邊坡施工運營期碳核算技術等方面，提出了公路高邊坡生態修復工程低碳建養技術，并在云南、江西等省份進行了應用示范。

針對公路高邊坡生態修復中存在的工程本體潛在病害識別困難問題，該項目研發了邊坡檢測專用寬帶聲波換能器，提出了針對邊坡病害的高效快速無損耦合聲學檢測方法，明顯提高了施工質量的控制力度和施工效率。

針對以往邊坡因為松散滑落而導致復播的問題，項目組發明了植物纖維發泡改進技術，得到菌絲體復合材料，使得植物碎屑防護層在起到防護功能同時還可為植物長期生長提供營養，對比往年復播的邊坡數量，減少了20%的復播面積。

項目組研發了便攜式植被光合作用光合氣體測試裝置，提出了采取估算與實測相結合的植物固碳釋氧能力分析方法，構建了公路高邊坡生態修復工程建設與養護的碳核算模型，增強了實時性、準確性。

項目組還發明了植物纖維發泡改進技術，研發了便攜式藤毯、抗沖刷生態毯、生態復合型邊坡防護固定裝置、移動式樹木移植收放支撐架等邊坡生態工程低碳化施工和養護成套技術裝備。便攜式藤毯減少了前期邊坡植被種植的死亡率約5%，節約人工和工期成本約13%，邊坡綠化初次種植覆蓋率明顯提高了3%，減少了二次補栽的人工成本約每平方米5元。

四種防護材料的可降解率變化

技術線路圖

為克服養護設備缺失的問題，項目組依據水沙運動規律進行技術結構優化，研發了高邊坡灌溉施肥時網式過濾器、水力旋流器及施肥機等核心設備，減少了人工成本。據估算，3年內減少的人工成本與系統一次性投入相當，6年能節省成本50%，顯著增加了社會經濟效益。

基于公路預算全環節和覆蓋全生命周期排放系數的碳核算軟件平臺，解決了材料、運輸、現場施工及使用階段的定量碳排放計算問題，實現了不同邊界下的數字化及簡明化的公路邊坡建養碳排放計算。

此外，項目組還發明了基于植被、材料排放、機械能耗、使用期電氣化率逐年減排系數的碳中和路徑模擬平臺，融合數據庫存儲與路徑圖表顯示功能，并設計了開放端口單元可調節功能，實現了不同邊界下公路邊坡建養碳中和路徑模擬數字化與可視化。