浅析河道生态护坡关键技术及其生态功能论文_王晓义

中国水利水电第六工程局有限公司 110179

摘要:传统的护坡可以发挥出城镇河道的行洪、排涝以及水土保持等功效,对周边环境却容易引起生态退化,带来不良影响。生态护坡不仅具有传统护坡的功能,而且还融入了城镇景观、城镇文化和城镇生态等多方面内容,提高城乡居民的生活质量和环境质量,从而可以实现人与自然的和谐共处。

关键词:河道生态护坡、关键技术、生态功能

引言

在河流生态系统中,河岸护坡是水体与陆地联系的重要纽带,传统的护坡多采用浆砌块石、干砌块石及混凝土等硬质护坡形式,阻隔了水体与陆地之间的水体交换。随着经济的快速发展,河湖水质也日趋恶化,居民生活水平的日益提高对生活环境提出了更高的要求,与传统护坡相比,植被护坡能够防洪、排涝,而且通过植被根系的作用可以截留雨水、加固土壤,减少水土流失;同时,可以通过有针对性的工程和生物补偿措施,依靠大自然的自我修复能力,恢复已被破坏或局部破坏的生态环境,建立起新的生态平衡。

一、生态护坡的优点

生态护坡是指在河道边坡固定后在其表面种植植物,依靠植物根须来防止岸边沙土的流失,从而减少边坡的不稳定性及抵御河水的侵蚀。在保护河道的同时,生态护坡又能恢复水体的生态平衡。

河道生态护坡具有两层含义:(1)河道护坡不仅仅要满足防洪排涝的硬性要求,还应让其成为生态防护层以提供植物的生长;(2)河道护坡应当由多种植物、生物组成,能满足构建全面的生态体系,以维持生态平衡的要求。城区河道生态护坡应当在保障河道正常防洪排涝的作用下尽可能多的满足生态平衡的要求。做到与城市周围环境相协调,将河流生态系统与城区生态系统相结合,生物之间能够保持能量、信息的充足交换,以保证城区及其周边河道的生态关系能够正常维持。相对于传统河道护坡,在这种状态下的生态河道护坡具有较为突出的优点。

1、融为城区景观的一部分

由于没有采用混凝土或者砌块石,而采用植被形式覆盖在河道边坡上,能消除传统河道护坡生硬感觉,河道及其边坡显得和谐自然。在合理的规划下,河道护坡可以被改造成城区中用于休闲的自然长廊,以成为城区景观的一部分。

2、修复水体污染

传统河道护坡一般采用非自然的材料,特别是采用混凝土全断面护砌的护坡形式,阻隔了水陆之间的水体交换,整个生态系统的生物链被断开,使河道中的生物和微生物失去了赖以生存的条件,河道的自净能力遭到破坏。生态护坡技术却没有这些缺点,生态护坡能给水体生物提供生长场所,随着生物的数量及种类的增多,水体的自净能力也将得到增强,水质将逐渐变好。

3、减少岸边水土流失

由于河道岸边遭受水流冲刷频繁,水土流失现象严重。

在生态护坡技术中,将种植大量植物。植物的根须深入土层中,形成多孔结构,从而对生物的生长和沙土起到较好的保护作用。

4、改善居民生活环境

生态护坡使整个河道较好的恢复了原有的水边环境,与传统的护坡相比,减少了由传统的硬质护坡材料所带来的对水边环境的影响,增加了人们生活环境的色调,给人带来生趣盎然的感觉。

二、生态护坡的设计原则

1、水力稳定性原则

护坡的设计应首先考虑满足岸坡稳定的要求。经分析研究,岸坡的不稳定性因素主要由岸坡面逐步冲刷、表层土滑动以及深层滑动所引起,因此,需要对影响岸坡稳定的水力及土工技术参数进行研究,保证对护岸的设计满足水力稳定性原则。

2、生态原则

设计应因地制宜,尊重当地的传统文化和乡土知识,根据当地实际情况,保护不可再生资源,尽量使用当地材料、植物和建材,建设与自然和谐相处、与周边景观环境相协调的水利工程,提高城乡居民的生活质量。

2、植物护坡

植物护坡通常是采用发达根系植物进行固水保土、防止水土流失,并在满足生态环境需要的同时进行景观造景,这类护坡接近于自然河岸护坡形态,但由于植被的生长需要一定的时间,护坡当年对堤岸不能起到很好的防护作用,且遭遇长期洪水侵袭下易遭受破坏,降低堤岸的防护效果。因此,植物护坡多适用于河流流速平缓、水位起伏较小,抗洪要求低的河道,对行洪流速超过3m/s的土堤迎水坡面以及有着洪水暴涨暴落特性的山区性河道均不适宜采用单纯性的植物护坡来进行堤岸的防护。

3、三维植被网护坡

主要的材料为植物、土工合成材料,通过两者相结合组成具有一定活力的生态护坡系统。在河道边坡种植植物,依靠植物的根须来固定沙土,加之土工材料的稳定性,能大大增强土层的抗剪切强度。这种护坡比纯粹的植物护坡要耐河水冲刷能力强许多,能抵抗洪水及暴雨的侵蚀。而土工合成材料采用黑色聚乙烯制成,在较寒冷的时节能为土壤保温,有利于种子的萌发,为植被创造生长的条件。

4、植被型生态混凝土护坡

生态混凝土主要由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。多孔混凝土由水泥、粗骨料以及适量的细掺和料组成,其孔隙自构件顶表面可蜿蜒通至地面,在季节性寒冷地区,有利于排出和降低被保护土内含水量,减少冻害破坏;生态混凝土中加入的保水材料,为植物提供必需的水分;表层土铺设于生态混凝土表面,形成植被发芽空间,提供植被发芽初期的养分,使很多植被草都能在植被型生态混凝土上很好地生长。

5、连锁式铺面砖护坡

连锁式铺面砖护坡固土植基主要由连锁式铺面砖、表层土、草籽组成。连锁式铺面砖平铺在1:2.5 的土坡上(根据计算当坡比小于1∶2.06 时人落水后在连锁式铺面砖坡面上可保持稳定并可攀爬上岸),每一块体中央预留480 mm,的空洞,用以播种草籽和栽植水草。这种结构对土坡起到了一定的锚固作用,并减少了土中水分的蒸发以及水流对草皮的冲蚀,草种生根后,草、土以及混凝土预制块体联成了一体,极大的提高了岸坡的稳定性。

6、格宾护坡

格宾防护工程是一种将蜂巢形格宾网片组装成箱笼,并装入块石、卵石或片石等填充料后连接成一体的一种新型护坡结构形式,适用于高流速、冲蚀严重的河岸。格宾防护材料中构成格网防护体系的钢丝网属柔性结构,具有一定的抗拉强度,填充料之间又充满了空隙,因此对于不均匀沉降的自我调整性能极佳;同时填充料之间的缝隙有利于动物栖息及植物的生长,极好的形成了一个抗冲刷性良好的生态防护体系。

四、水生态系统保护与修复措施

1.新大河上游河道生态治理

对新大河流域上游段进行生态整治,主要采取新建补水线、山塘、水闸,进行渗漏带修复等措施。对具备条件的河段新建拦水坝,水景打造、建设亲水平台,清淤扩挖,改建、新建建筑物,河道两侧绿化等。

对新大河的主要支流进行生态治理,包括河道拓宽、修复衬砌、生态护坡、支沟两侧修建游步道及种植树木、配套田间排水工程等,部分河段按城市景观河道进行治理。在碧洲支沟、新圩支沟等4处建设湿地工程,湿地采用生态滞留塘+多级表面流人工湿地组合工艺净化水质,确保支流水质稳定达到地表水Ⅲ类标准。

2.新大河中游河道生态修复

对新大河泛洪区进行生态蓄水,主要包括河道管理智能化控制中心、红树湿地、景观桥、排水工程、休闲广场工程。通过退养(盐)还滩、退耕还湿、引入水源,恢复和补种湿地植被、控制污染、主退水通道清淤等措施,恢复白鹭栖息地,扩大湿地面积,改善湿地环境。

3.入海口水生态修复

新大河入海口湿地属于滨海湿地,主要包括新大河流域、天然红树林生长区、生态旅游区、近海海域、近海滩涂等,总面积 25905hm2。以保护水资源、天然红树、近海海域、近海滩涂、生态旅游等为重点。建设及修复生态湿地,进行湿地保育恢复、湿地环境展示等,建设以盐碱地治理为主要功能的生产型湿地,结合“上农下渔”工程,进行土地整改、种植调整、绿化排碱、坑塘湿地建设。对沿海岸进行生态防护,新开挖生态河,以充分拦蓄利用雨洪水,同时在河道两侧种植水生植物,防止海水入侵。

结束语

随着城市化建设步伐不断加快,经济总量不断提高,人们也开始逐渐重视生态环境问题。河道的在满足防洪排涝的基本作用下,应当逐步发展生态护坡。河道生态护坡可以重建被人类活动所破坏的河岸生态系统,以此来维持水体中物种的多样性,增强水体的自净能力,抵御水土流失。且生态护坡应与城区相互协调,融入到城区的自然环境中,成为城区中一道独特的风景线。建设河道生态护坡能促进城区河道生态系统地持续发展,有利于改善人类自身的生存环境。

参考文献:

[1] 尹澄清。内陆水—陆地交错带的生态功能及其保护与开发前景. 生态学报,2015.

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[5] 许晓平,汪有科,冯浩,等。土壤改良剂改土培肥增产效应研究综述 . 中国农学通报,2016.

论文作者:王晓义

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第7期

论文发表时间:2018/10/29

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