铺草皮排水沟减污抗冻机制分析

选取青藏公路、共玉公路沿线圬工结构和生态结构排水沟开展不同边沟类型路面径流处理效果分析。

（1） 植草皮排水沟减污抗冻机理分析与评价

① 减污。铺草皮排水沟作为一种生态排水沟的形式，其减污属于植被控制方式，利用地表密植的植物在径流输送过程中减小径流流速，提高沉淀效率，过滤悬浮固体，通过沉淀、过滤、吸附和生物吸收等作用将污染物从径流中分离出来，从而改善径流水质，达到保护受纳水体的目的。植被控制由于其对路面径流中污染物的去除比较有效，设计和实施过程中灵活性大、造价低、维护简单且适合于不同的地理环境，因此被广泛使用。减污效果见表7—3。

表7—3　植草排水沟对公路路面径流污染物的去除效果

② 抗冻。高寒地区草皮由于经过漫长而缓慢的演替过程，物种已经适应了当地的环境和气候条件，生长过程中，人工的介入维护相对较少。垂穗披碱草、赖草、冷地早熟禾和中华羊茅等草种在长期的自然选择下具有安全越冬的性能，这些多年生草本植物具有耐寒、抗旱、耐盐碱等显著特点，对高原地区气候和土壤环境具有较好的适应性。

（2） 现浇混凝土排水沟减污抗冻机理分析与评价

① 减污。现浇混凝土排水沟具有排水能力强、排水顺畅、稳定性好的优点，适用于路基汇水集中或纵坡较大的路段。但是在减污特性方面，由于其自身的特点，在减污方面并无很大优势。减污效果见表7—4。

表7—4　混凝土排水沟对公路路面径流污染物的去除效果

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② 抗冻。在多年冻土地区，由于受基底土体冻胀、融沉的往复作用，普通地区道路工程中常采用的防排水工程措施易出现裂缝、变形，在雨季雨水经裂缝或变形位置下渗进入周围土体而导致随后更严重的冻融病害出现，造成恶性循环，最终使得工程措施破坏、失效。

（3） 适应性分析评价

① 耐久性。由于青藏高原地区其特殊的自然地理环境，现浇混凝土排水沟作为一种刚性的排水沟，在基地土体不断往复冻融的作用下很容易遭到破坏而失去原有功能。生态排水沟是一种柔性的且高原植被因其本身的神物特性能够不受冻融的影响。

② 抗冻性。青藏高原温度低，冷季漫长，低温环境对混凝土结构的特性有一定的影响，会导致其性能降低，使用寿命缩短。生态排水沟作为植物防护措施，这些植被已经在进化过程中适应了青藏高原地区的自然条件，能够安全越冬，低温对生态排水沟基本不会造成影响。

③ 减少污染能力。现浇混凝土排水沟的优点是排水快、排水顺畅，但是对于径流中的污染物的去除效果微乎其微。生态排水沟通过其表面植物的拦、蓄、滤、滞等作用将污染物从径流中分离出来，从而改善径流水质，达到保护受纳水体的目的，进而有效地保护青藏高原地区的水环境。

④ 景观协调性。现浇混凝土排水沟作为钢混结构，在与周围环境融合方面存在欠缺，不美观，不符合新的公路发展理念，但生态排水采用植物措施，就地取材，与青藏高原周围生态环境及景观具有很好的协调性，融为一体，美观性极大提升。

⑤ 造价分析。现浇混凝土排水沟施工工艺复杂，需要立模板、养护，作为钢混结构，造价较高且不耐久。生态排水沟可就地取材，施工简单，造价低，且能够适应青藏高原的自然条件，耐久性好。

分别从耐久性、抗冻性、减污能力、景观协调性及造价五个方面分析了生态排水沟与现浇混凝土排水沟在青藏高原地区的适用性，结合青藏高原特殊的自然地理条件，分析认为生态排水沟在青藏高原地区有较强的适用性，能够适应青藏高原地区的自然环境。