5.香根草水利应用

香根草系统在水利水电工程建设中的应用

一、概述

        香根草的生物学特性及其功能特点已被很多人所了解或掌握，而香根草技术虽然早在二十世纪九十年代就被国际香根草网络和有关香根草专家提出,并于2000年改名为香根草系统，但是，由于该技术的学科交叉性，使它已经超越了单纯的植物学范畴，因此在实际的应用中，存在着一些可变因素。特别是在不同的行业、不同的工程条件下，香根草系统应用后所发挥的作用有着较大的区别。

        香根草系统是一项综合而复杂的多种学科的边缘科学技术，其应用不仅需要具有丰富的植物学理论，也需要了解和掌握一定的工程力学、地质气象学和植物营养学的知识。为此，才能在工程建设中推广应用好这一系统，以替代或部分替代传统的浆砌石、混凝土或喷锚等刚性工程措施，从而达到既能加固工程，又能降低工程成本和保护环境的目的。

二、应用的原理

        香根草系统的应用原理是在地表以下，香根草发达的根系，可在较短时间内使地下2～3米的土层内形成一排排抗滑的“生物桩”，大大地加强土体的抗剪强度, 满足固土保水、防止浅层滑坡的要求。在香根草篱之间可配置灌、草或藤本类植物， 其根系可在地下30～50cm范围内与香根草的根系交错连接，形成高密度的地下网状结构，加固土体。在地表以上，香根草浓密、坚硬的茎、叶及其配置的灌、草或藤本类植物，它们的蒸腾作用可减少土壤中的水分，缓冲雨水的冲击，缓减地表径流的冲刷力，防止表土的流失。从而达到水土保持、抗滑护坡的目的。

        香根草发达的根系和坚硬的茎、叶，可使香根草站稳在0.6～0.8m深、3.5m/s流速的洪水中，消杀水流的冲刷力，使堤、岸坡免受洪水及风浪的淘刷，保护其安全。

三、在水利水电工程建设中应用的特点

        香根草系统应用于不同的区域，其设计和配置的植物、施工的工艺和供应的营养成份是不一致的，因而，其产生的效果和功能有着较大的区别。

        就水利水电领域来看，其应用的特点主要体现在：配置相关的植物上，它们要耐涝、耐淹，也要耐旱。在设计上既要考虑洪水季节的泄洪、排水，还要防止风浪的淘刷。如施工的时间安排在冬天进行，就要在施工的工艺上作相应调整，事先培育好植物的“带状”或“袋状”苗，或采用高密度种植。从而也引导出“专业养护管理”的要求和香根草专用肥料的应用。特别是香根草专用肥的开发与应用，加速了香根草系统应用的可行性和成功率，使技术体系中的主要植物能在较短的时间内形成完整的系统防护功能。

        在满足上述要求的基础上，香根草系统在水利水电工程建设中的应用，目前已几乎能达到100%的成功率。

四、应用实例

        香根草系统在中国水利水电工程建设中成功应用的事例已经很多，从2000年初开始到现在，在中国南方地区得到大量采纳和应用，并取得了很好的效果。而北方地区的许多水利水电部门也开始研究试验，希望能将这一技术引入北方。

        中国在水利水电系统中推广应用香根草系统，主要是由以广州市香根草业科技有限公司为主的企业进行实施。到目前为止，该企业已经在湖南、湖北、广东、广西及云南、贵州等省区的水利水电工程建设中进行了大量应用，特别是在国家级的一些重点工程建设中的应用，得到了工程界的专家、学者的认可。

        比较典型的应用工程有：湖南省张家界鱼潭水电站边坡滑坡治理、武汉市汉江口固滩护岸工程、武汉市青龙山水库边坡防护工程、广西百色水利枢纽工程前方营地右江河岸保护工程、广西罗城燕山水库溢洪道边坡治理工程、广西龙滩水电站库区边坡治理工程、广东省新兴县狮塘水电站的“崩岗壁”治理工程、广东饶平县汤溪水库溢洪道加固工程、广东河源市新丰江水库库岸边坡固土工程等等。

        其中几个具有代表性的应用工程实例列表如下：

五、效果分析与存在的问题

        由上述四个应用工程的效果对比来看，香根草系统在中国南方地区水利水电工程建设中的应用有以下几个特点：

        a) 在北纬35°以下，东经100°～120°之间，香根草系统均可以成功应用。但在冬季施工时，应该严格把好种苗与施工工艺选择；

        b) 设计的物种配置方面，尽量选择当地物种资源，同时了解和掌握施工面的地质结构与土壤营养，进行必要的土壤改良和专业营养供应；

        c) 施工工艺、专业养护管理和专用营养供应是香根草系统应用成功的关键；

        d) 合理的设计和标准的施工程序，可以使香根草系统方案在30天内初具功能，而60天后香根草系统的整体功能基本上可以达到，可以承受流速为2m/s的水流的冲击（百色工程）。当然，在应用香根草系统的过程中也仍然存在如下的一些实际问题：

        1、如施工的时间安排在冬季，则施工的成本上升，比春、夏季施工的成本高出近3倍，而效果也延迟近半年时间才能体现，易使业主单位怀疑香根草系统的可行性；

        2、施工地域不同，设计者在选择当地物种配置方面有一定困难，使得设计的物种不是十分完美，从而影响业主单位对美观的要求；

        3、香根草虽然能够抗滑、护坡、保护堤坝，但由于其生长发育太高、太密，势必影响一些河道的泄洪功能。

六、展望

        香根草的研究在中国、在世界多个国家已有很长的历史，而香根草系统的综合应用在中国乃至世界上都是近几年来才发展起来，其技术工艺有待进一步提高与完善。然而，其功能和作用已被许多工程师所了解与接受，并得到越来越多的应用。其环保功能和低成本，必然在未来的工程建设中起到积极的作用。但是，由于其技术的应用已经越出了植物学的范畴，因而，多学科加强进一步的沟通与协作，将直接影响到香根草系统的未来发展趋势。