听裴向军解密九寨沟震后“修容”黑科技 

2021-09-26 20:17:24来源:四川在线编辑:梁庆

四川在线记者 边钰 徐中成 摄影 向宇

从2017年九寨沟发生7.0级地震,到如今全域恢复开放,九寨沟的自然遗产修复恢复一直备受关注。九寨沟修复恢复中面临的最大难题是什么?修复过程中有哪些创新?效果如何?

9月26日上午,俄罗斯自然科学院院士、成都理工大学生态环境学院院长裴向军教授现身世界自然遗产地韧性能力建设与可持续发展国际研讨会,分享了九寨沟震后修复的故事。

时间倒回到2017年8月8日,在九寨沟7.0级地震中决堤,火花海形成了长40米、宽12米、高15米的决口,湖泊景观消失。受此影响,上游叠瀑坝体裂缝、坍塌等次生灾害发育,湖群溃决风险增大,严重威胁当地居民和游客的生命财产安全;湖底钙华坍塌、风化、沙化、黑化,退化严重;下游湖泊淤积,沼泽化趋势明显,遗产地美学价值受到严重影响。

如何保护遗产价值、避免新的损害,是九寨沟遗产地修复恢复的最大的难题。2019年,裴向军牵头,和团队紧密合作,以科技为支撑,注重新技术、新成果的转化运用,进行了一系列的世界自然遗产保护和修复的实践探索,“首次采用振冲碎石固基、糯米灰浆筑坝、竹锚加筋护坡、生态材料防渗等措施,成功恢复震前生态系统。”裴向军说,这些措施还得到了联合国教科文组织、世界自然保护联盟等国际权威认可,为世界自然遗产抢救修复、恢复保护、发展提升提供了宝贵“九寨沟”经验。

在所有举措中,裴向军详细介绍了“糯米灰浆筑坝”。面对溃坝,为何不选择搭钢筋结构,浇灌混凝土的方式,而选用糯米灰浆来筑坝?他解释,这是由于水泥中含有一些成分,可能会造成水质变化,影响水环境质量,“这样的修复,不符合世界自然遗产地保育要求。”

他提到,在没有水泥前,古人们就把糯米浆和生石灰调配的灰浆,用作胶凝材料,明长城、北京故宫等都是用糯米灰浆来黏合砖石,修建而成,至今这些建筑仍保持良好。“但是,这种糯米灰浆用在水中,则不耐久。”

如何解决?他们以九寨沟风景区震后地质裂缝为研究对象,结合水文条件及钙华颗粒的性质,在传统糯米灰浆的基础上,通过掺入不同比例的原料、改性剂及一定级配的钙华颗粒,研制出一种性能优良的灌浆材料,并对其流动性、凝结时间、抗压强度及抗折强度进行测试。室内试验表明:该材料具有流动性好、凝结时间可控、强度高、可水下浇筑等特点。“这种非开放体系糯米支链加速诱导石灰华沉积理论,解决了石灰基材料的水硬性和耐久性技术难题。”

这样的修复效果怎么样?现场,裴向军展示了两张图,一张是是火花海蓄水成功当天,就有水獭游回了海子。另一张,是今年3月拍下的一张照片,图中可以清晰看见修复后的坝体表面形成的钙化流滩,“这些都说明,改性糯米灰浆与钙华颗粒具有较好的相容性,可改善钙华颗粒的原生孔隙结构,促进钙华景观的生长。”他补充,“这个修复后的坝体不仅堵了水,更利于钙华本身的保护,还达成了一个地表水、地下水、大气水、生态水等的循环系统。这对OUV的保护更有价值!”

除了这个创新举措,修复过程中还闪烁着更多的“智慧火花”。

比如,硬质陡立面生态绿化美化修复技术。震后为拦挡崩塌滚石,前期采用了传统的治理方案,修建包括桩板拦石墙、主动防护网、被动防护网等。然而,这些防灾混凝土墙造型死板、颜色突兀,与周围环境极不和谐,造成大量“白色污染”,破坏了沿线景观协调性。裴向军提到,他和团队创新研发了生态加固材料,并结合土壤加固与改良、植物抗逆性研究及根系诱导技术,创建了“结构补强-生态固土-生物调控-监测管护”于一体的地质灾害防治工程植生层重构技术方法,解决了硬质陡立面表土固持、保水控肥及景观融入的关键技术难题。

他补充,硬质陡立面生态绿化美化修复技术构建了工程结构-生态材料-生物措施联合修复技术体系。“这项修复技术即是通过加筋复合网片结构促进土壤在混凝土墙上附着,采用改性糯米基生态材料、凹凸缓释肥功能材料加固和改良土壤,以及使用乔灌草复配植生,从而实现混凝土桩板拦石墙的绿化美化效果,实现以人工干预为辅,自然恢复为主。”

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