摘要:随着现代社会的发展,城市化进程的加快,城市建设、环境美化以及人与自然和谐相处已经成为当今社会发展的重要理念。水利工程对于城市的发展起着决定性的作用,但是在城市河道建设过程中对生态环境的影响也是非常大的,河道生态护坡将有效地减少水质污染,维护生态环境平衡,为人类提供良好的栖息环境,生态护坡已成为河道护坡水利工程发展必然趋势,城市河道防护形式要与城市环境相协调,体现城市文化内涵,营造人与自然和谐相处的环境。选择比较人性化的护坡型式,在城市河道综合治理中显得越来越重要。因此近些年在河道建设中生态理念越来越受到重视。为了加深人们对生态护坡的了解,使其作用得到更好的发挥,文章首先对传统护坡进行简要介绍,然后对现行的生态护坡做出介绍,为做好城市河道治理提供参考。
关键词:生态护坡;河道治理;环境;影响;方法
传统的河道护坡都是采用混凝土或浆砌块石等硬质材料,在进行建造时只考虑到了河道最为基本的防洪排涝等功能,而未注重其生态功能,使得河道生态系统遭到破坏,对河道的治理工作产生了不利影响。对此,必须要改变原有的护坡结构,应用生态型护坡,改善河道环境,维持河道生态系统的平衡。
1传统护坡对河道环境的影响
1.1对观赏环境的影响
整齐、笔直的河道虽然能给人一种整洁美观的感觉,但是从自然的角度来看,传统的混凝土护坡结构将原有河岸上的植被完全覆盖,原有的草本植物与小型灌木丛都已经不见踪影。现代城市的人们要求河道周围环境优美、空气清新,而传统的混凝土护坡形式与周围的环境格格不入,完全不符合现代城市人的要求。而且,一旦传统混凝土结构遭到破坏,那河道周围的景观会变得更差,严重影响城市形象,影响市民的生活环境。
1.2对生活环境的影响
首先,混凝土护坡的建筑材料中,加入了许多添加剂如抗冻剂、膨胀剂等等,由于混凝土护坡有一部分长期处于水体当中,所以在水体长期浸泡之下,混凝土护坡中的部分原材料和添加剂会与水发生水化反应和碳化反应,对河道的水质产生一定的影响。而城市的河道是城市供水的主要来源,市民长期饮用这种融入了添加剂的水,健康也会受到影响,严重时还可能引起区域性疾病。其次,市民长期生活在这种颜色单调、结构单一、没有生命气息的混凝土护坡结构周围,生理和心理上都会受到一定影响。从生理上来说,混凝土护坡结构缺乏植被的覆盖,所以对于空气的净化和水质的净化起不到任何作用,一旦河道水质被污染,那股刺鼻的气味将直接飘散到周围的市民生活区域,严重影响市民的生活质量和生理健康;从心理上来说,由于混凝土护坡结构颜色单一、结构简单,缺乏相应的植被,观赏环境很差,所以周围的人们在休闲之余没有很好的去处,心情必然会受到影响。所以说,传统的混凝土护坡形式对于人们的生活环境有很大影响。
1.3对自然环境的影响
传统的混凝土护坡结构将整个河道的坡面全面覆盖,许多靠河道坡面的水下部分生存的水生动植物都失去了其原有的生存环境,无法在混凝土护坡结构上生存下去。水生动物原本需要依靠河道坡面的泥土部分进行筑巢居住,然而却被坚硬的混凝土结构严严实实地封堵住;水生植物需要依靠河道坡面的泥土部分扎根生长,但是被混凝土结构阻挡,无法破开。整个河道中的生态系统就因为混凝土护坡结构而发生断层,生态系统遭到破坏。有的河道护坡差不多要延伸到河道底部,建立起全面护坡结构,这样对水体生态环境的影响将更加恶劣[1]。
2生态型护坡概述
2.1生态型护坡的定义
生态型护坡是指将工程力学、生态学、土壤学等学科综合起来进行考虑,形成工程与植物相结合的护坡技术。通过植被的覆盖,使得植物的根系与土层联系在一起,对护坡上的土层进行加固,防止水土流失,使护坡的结构趋于稳定。
2.2生态型护坡的作用
1)维护环境健康
水利工程在建设过程中会受到很多外在环境因素的影响,同时如果没有做好护坡设计工作,也会对水利工程外部建设造成很大的损伤,进而让护坡生态绿植进而遭受破坏,慢慢的水利工程环境就会遭受严重损伤。而良好的水利工程护坡生态技术设计则很好的避免了这一问题,让水利工程护坡生态工程时间更为长久,使用寿命更长,并且在长时间内都会有较好的耐力,对水利工程进行长久的保护,水利工程才能为社会民生做出更大的贡献。为了避免水利工程水土流失现象的逐渐严重,就需要进行科学的护坡工程的设计,这样才能促使水利护坡植被在长时间的风吹日晒中仍能够保持原样,不仅能够对生态水利工程做好保护工作,更能够对环境进行保护,让水利工程和周围环境做好相互配合工作。
2)进一步提升水利工程的经济效益
水利工程生态环境的设计对于维护水利工程环境,节约经济成本,提升经济效益都是非常重要的,因此要对水利工程护坡生态设计工作重视起来,才能够节约成本。水利工程护坡生态设计不仅要满足水利工程基本功能的需求,同时也最大限度上科学设计,从而达到节约成本的目的,在成本节约的情况下还能够保证护坡绿植生长的非常好,对水利工程做好防护工作,防止出现水土流失的现象,并且要能够对周围环境做好补充,和周围环境相适应,这样才能既保护环境有提升水利工程防护性能,还能够提升水利工程的经济效益。水利工程的生态护坡防护在经济成本节约上可以有很大贡献,绿色植被能够对雨水进行截留,进而防止雨水对土壤和周围环境的冲击,对土壤和水利工程周围环境做好保护工作,规避了传统水利工程建设上护坡设计使用寿命短的问题,并且没有维修成本,进而相对提升了水利工程的经济效益,节约了成本。
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3)改善水利工程周围的环境
水利工程护坡生态环境的建设在对水利工程周围水土环境的保护基础上还能够对周围环境做好防护工作,并同时对周围环境进行美化,改善周围环境条件。引入植被时,要考虑当地自然环境的协调性,避免植被生长条件不符或者物种入侵;考虑当地的人文环境和传统文化;最好是就地取材,既可以节约成本,又符合当地的实际情况[2]。在水利工程建设过程中需要对设计形式进行及时的变更,不然会影响整个水利工程的施工,同时要采用新型的护坡技术,这样才能够对其生态绿植环境做好保护工作,并且提升景观观赏价值,提升水利工程周围的环境和景观观赏性。
3生态型护坡的应用方法
传统混凝土护坡结构已经无法满足当前人们的需求,在社会经济高速发展的现代,先进的护坡施工技术与新型的护坡建设材料必将成为我国河道护坡构建的主流[3]。我国现有的生态型护坡应用方法主要有植物固土技术、土壤固化剂添加技术、土工材料与草皮种植复合技术、多孔生态型混凝土技术、生态型水泥护坡技术等等。
3.1植物固土方法
植物固土方法,指的是利用根系比较发达的植物在护坡上的种植,使得植物根系深入土层当中,通过植物的根系锚固作用,达到加固土壤的目的。使用植物固土方法,既可以加固土壤、保持水土,又可以满足现代人们生活的要求,符合生态环境需要,有利于城市形象的美化。现有的固土植物主要有紫穗槐、迎春、紫叶矮樱、三裂绣线菊、麦冬、石竹、凌霄、地锦、常春藤等等,在南方地区可以选用芦苇、茭白等,在北方地区可使用迎春、刺槐等等。要根据每个地区生态环境和气候条件的不同选择适合的植被类型,因地制宜。
3.2土工材料与草皮种植结合方法
3.2.1土工材料方法
喷塑金属网工格栅法是一种常用的土工材料方法。喷塑金属网工格栅法是由金属网与碎石、种植型土壤共同形成复合种植基,金属网一般会选用镀锌铁丝网或者喷塑铁丝网,但是由于在河道周围,需要经常接触到水分,镀锌显然容易遭受腐蚀而使得镀膜受到破坏,所以一般是使用镀膜稳定性较高的喷塑型铁丝网。喷塑铁丝网与碎石混合作用于种植基当中有个很大的优点,就是其抗冲击能力强、对地基的适应力较强,适用于水流速度比较快的河道,避免了传统混凝土护坡结构单一、适应能力差、整体性差的弱点。同时,这种方式还能保证河道中的水生动植物的正常生存,符合生态环境的需求[4]。
3.2.2草皮种植结合方法
草皮种植结合方法主要有土工网垫层固土种植基和土工格固土种植基两种。土工网垫层主要由聚乙烯、聚丙烯等高分子材料构成,加以碎石和种植型土壤,再播撒草籽,形成一个完整的复合种植基。土工网垫层是由垂直土壤方向无法拉伸的多层网和与土壤平行方向可双向拉伸的平面网组成,垂直土壤方向的多层网之间的交点需要通过热熔焊进行连接,使网状空间更加稳定。这样形成的网状结构更加宽松,网内有足够的空间用来填充土壤和砂砾,而且草皮在长出来以后,土工网垫层内的空间也足够其正常生长。在草皮生长完全以后,草皮、土工网垫层以及土壤层有效地结合在一起,形成一个整体[4]。对于土工网垫层的铺设,可以人工进行,而草籽的播撒一般是利用水力喷洒技术,将草籽混入水中,然后利用喷洒机器,在压力作用下将草籽均匀地喷洒到护坡土壤当中;而土工格固土种植基是在一个个的土工格内进行草皮的种植,加固土层。土工格也是由聚乙烯、聚丙烯等高分子材料为原材料,并经过加工变成土工格的结构。土工格的设立,可以提高护坡的摩擦阻力,再加以草皮的种植,可以有效提高护坡土壤层的稳定性和承受能力。
3.3多孔生态型混凝土
多孔生态型混凝土是指由多孔混凝土材料再加保持水土的原料、种植型土壤以及肥料组成。多孔混凝土的制作所使用的原料是粗制骨料、混有炉渣和硅灰的水泥和少量的细料。保持水分的原料一般使用人工合成的无机土壤,再加入一些吸水性比较强的高分子材料以及吸附力比较强的材料比如活性炭等等。在进行多孔生态型混凝土建设时,首先在护坡土壤表层铺设多孔混凝土材料,为草皮的生长提供生长空间,同时,多孔混凝土当中的肥料可以提供草皮生长所需要的养分。
3.4生态型水泥护坡
生态型水泥护坡具有固液气三相结构,其中固体结构中含有稻草、秸秆等多孔材料,在水泥护坡结构中形成孔隙。除此之外,固体结构中还包含有种植型土壤、肥料、河砂、水泥等物质,为植被的生长提供必要的条件。
3.5土壤固化剂的添加
土壤固化剂是一种以土壤为主体,再加以激发物质使土壤性质发生变化的添加剂,其主要反应原理是土壤固化剂当中的激发物质与土壤中的水分结合发生化学反应,形成新的化学键,这种化学键对土壤中的水分子有极强的吸附作用,通过吸附土壤层中的水分使得土壤层达到固化的效果。在河道护坡的设置当中,既要求河道表层护坡的水土得到保持,护坡表层土壤需要固化,又要求河道深层的土质较为松散,满足水生动植物的生存需求。所以,对护坡表层土壤使用土壤固化剂使其局部固化,又不影响河道深层的土壤结构,既能保持水土,又能满足水生动植物生存的需求,一举两得。
4结语
近年来,随着人们对于环境的重视,生态型护坡在河道治理工作中的应用也越来越多。在生态护坡应用时,必须要结合实际情况,设计实用、可靠的防护方案,使得生态护坡的作用得到充分发挥,为河道治理提供有利条件。
参考文献
[2]李新芝,王小德.论城市河道中直立式护岸改造模式[J].水利规划与设计,2009(06):60-63.
[3]张书滨,陈静.南昌市乌沙河整治中的生态设计[J].水利技术监督,2009(05):19-21,46.
[4]刘红丽,王洪军,张树国,等.防洪工程生态护坡刍议[J].水利技术监督,2008(06):44-45.
论文作者:左丽丽
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/12
标签:护坡论文; 河道论文; 水利工程论文; 土壤论文; 混凝土论文; 生态论文; 结构论文; 《基层建设》2017年第18期论文;