李琳
(柳州市水利工程管理站 廣西 柳州 545001)
中小河流治理工程中生態護坡的運用
李琳
(柳州市水利工程管理站廣西柳州545001)
隨著我國水利工程的快速發展,生態護坡在中小河流的治理上起到了至關重要的生態保護作用,同時具有抗洪排澇的基本功能以及中小河流河道的美化功能。現如今河流污染和水土流失較為嚴重,中小河流的生態環境日益惡劣,要想解決和改善中小河流生態問題,生態護坡勢在必行。本文主要探討生態護坡在中小河流治理工程中的運用,并對生態護坡進行簡要的分析。
中小河流;河道治理;生態護坡
在我國,各地方和地域存在著數量眾多的中小河流,而大多數的中小河流基本處于不設防狀態。近年來,我國在一定程度上加大了中小河流治理的投入力度,提高了防洪抗澇標準,有效地治理了受損河道,為河道兩岸的群眾和農田提供了防洪的安全保障,得到了廣大人民群眾的認可。但早期的中小河流治理項目因受各種因素的影響,比如修建時建筑材料、施工技術、征地困難和經費等條件限制,治理方案未能全部采用生態護坡,導致影響河流連續性、水利工程與周圍環境不協調等情況。一般來說河道邊坡的防護是治理中小河流問題的重要組成部分,猶如河流與生態系統之間的過渡帶,其在防止水土流失、凈化水體和防洪抗澇等方面具有重要的作用。傳統的河道邊坡防護大多數都是石塊護坡、現澆混凝土護坡和預制混凝土塊體護坡等,這些工程措施都要考慮到河道邊坡穩定性和河道的行洪性能,很少去考慮河道護坡對河道內生態系統產生的不利影響,忽略了人們對河道水系景觀的需求,沒有很好的達到人與自然和諧相處的宗旨。因此,在中小河流的治理過程中,生態護坡的運用勢在必行,它不僅能夠滿足河道岸坡的穩定,而且還能與自然壞境相協調,促進現代文明城市的發展。
今年在中小河流河道的治理過程中,人們更加的注重保護和恢復河道的生態壞境,河道生態護坡得到了廣泛的關注。傳統的工程護坡在很多情況下已經不能適應社會的發展,河道生態護坡既可以保證河道防洪排澇的安全,又可以盡可能地減少中小河流治理工程對河道的生態系統破壞,發展河道生態護坡工程技術勢如破竹。目前而言,最常見的生態護坡技術有鋪設草木護坡、土工格室生態護坡、液壓噴播護坡、三維植被固土網墊護坡、植生帶護坡、框格混凝土植草護坡、噴混植生護坡、香根草護坡和植被混凝土生態防護等。
生態護坡的主要目的就是保護生態壞境,它是一種綜合了工程力學、生態學和植物學等多個學科內容的護坡方案,最終形成了由工程措施和植物措施組合而成的復合護坡系統。另外,在中小河流的河道治理工程中,采用生態護坡能夠保證河道岸坡的安全和穩定的性能,也有利于提高河道岸坡的生態修復能力,給河道坡岸添加了新的視覺。從具體的功能和作用來看,可以在一定程度上分為以下幾個方面:首先,生態護坡可以確保河道岸坡的穩定性,對中小河流的治理尤為顯著,并且能夠顯著的提高中小河流的生態恢復效率,從而使生態護坡與河流相結合,形成了更為完善的新型生態系統。其次,生態護坡可以加強河流內水體的自凈能力,可以在一定程度上避免水源的二次污染。因此,通過構建生態護坡不僅可以增加城市的綠地面積,而且還可以提高城市的文明建設,對提高市民的生活質量起到了促進的作用。
目前,我國現有的具有生態保護功能的河道護坡類型主要有植物護坡和生態混凝土護坡等。
4.1植物護坡
一般來說植物護坡技術指的是喬灌草相結合的護坡技術,簡而言之就是從河道堤岸坡腳至坡頂,依次種植沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生和中生植物等一系列的護坡植物,從而形成了多層次的生態防護,在一定程度上兼顧了生態功能和景觀功能的河道坡岸防護技術。植物護坡主要是采用了植物獨具的功能,其主要功能包括能夠固土護坡,保持水土防止水土流失,減少水流和波浪對堤岸的沖刷,緩沖過濾、凈化水質和改善河道水環境,同時還可以改善生態環境,調節氣候,美化景觀以及提高現代城市的文明等。
4.2生態混凝土護坡
生態混凝土護坡通常包括空心六方塊護坡、鉸接聯鎖式預制塊護坡、自嵌式混凝土塊擋墻護坡等。
4.2.1空心六方塊護坡
通常空心六方塊指的是預制成外邊長為30cm的等邊六角形狀,其壁厚一般為5cm。這種護坡要考慮到河道河流的流速,一般情況下水流流速要小于2m/s,對于其空心的部分則直接回填種植土進行綠化。這種護坡原理是以空心六方塊作為模具,進而在空心的位置填埋生態混凝土,能夠顯著的提高抗沖惡能力,滿足河道生態護坡的工程設計抗沖能力。另外,采用空心六方塊護坡的岸坡坡比一般不能小于1∶1.5,空心的位置應調整到平整并且密實的土層上。
4.2.2鉸接聯鎖式預制塊護坡
鉸接式護坡和聯鎖式護坡兩者都是由一組尺寸、形狀和重量一定的預制混凝土塊組裝而成的護坡類型。通過眾多繩索相互連接而形成連鎖型矩陣就是鉸接式護坡,而通過一塊預制塊與周圍六塊預制塊相互連接組成的矩陣就是聯鎖式護坡,聯鎖式預制塊通常用錨固棒錨固在河道坡面上。鉸接式生態護坡具有很多的特點,其中包括具有傳統剛性護坡系統的防沖刷、穩定和抗切應力的特點,并且在一定程度上結合了傳統的柔性護坡系統滲水、柔性和改善生態環境等優點,另外,其它柔性鋪面材料還具有空隙率高和透水性好的優點,對河道坡面的沉陷、滑坡、凍脹、結冰和膨脹土等引起的變形有著有效地調節能力。
4.2.3自嵌式混凝土塊擋墻護坡
自嵌式混凝土塊是用普通混凝土預制成的,具有獨特的自卡鎖功能,可以通過砌塊之間的相互作用而形成穩定的支擋體系,目前國內應用比較多的是榮勛生態砌塊和自嵌式擋土塊。榮勛砌塊的強度一般采用C20混凝土制成砌塊,并采用半干法的方法進行生產。而榮勛擋排砌塊的砌體一般是采用砌塊的錯位干砌的,并與砌體后的加筋土工材料結合在一起構成榮勛擋墻。榮勛擋墻可以采用混凝土砂漿來調整坡面的角度,以滿足各種坡面的要求。自嵌式混凝土擋土塊一共分為兩種:①景觀擋土塊,通過塊體之間的錯位擺放,進而形成圖案達到景觀美化的效果;②植生擋土塊,各塊體之間可以種植花草,以達到綠化生態壞境的效果。另外,自嵌式塊體的上下層要采用錯位擺放,土工格柵伸入到塊體之間組成自嵌式擋墻,自嵌式擋墻不需要設置沉降縫。
5.1河流生態效益
一般而言,河流是自然生態系統的重要組成部分,對于傳統護坡是將整個河道的坡面封閉起來,導致了土壤生態和水體生態之間無法進行物質交換,致使了整個生態系統的連續性被破壞,造成了水質惡化和生物種群的劇減。對于生態護坡而言,它是在滿足防洪抗澇的前提下,重新建立的自然生態系統,能夠促進水的滲透和良性循環,提高了河流水體的自然凈化能力,能夠大幅度地降低水質的惡化程度。
5.2凈水效益
水體自凈的過程中生物凈化是其主要方式,在這其中好氧生物的降解功能起到了非常重要的作用。一般情況下,未污染的河流都存在一定濃度的溶解氧,而好氧生物需要溶解氧才能對有機污染物進行分解,當所需的溶解氧存在不足時,生物的自凈能力就會變弱甚至停止,隨之水質就會逐漸惡化,最嚴重的可能會導致魚蝦滅絕。而在生態護坡水位變動區的水生植物,它們既可以從水中吸收氮和磷,還能夠有效地降低BOD、COD等水污染含量指標。
5.3防洪排澇效益
常見的混凝土河堤是一個完全封閉的系統,水體與土壤之間存在著阻隔,各物質之間無法進行滲透交換,失去了自然河堤固有的調蓄水量的作用。生態護坡具有很強的保水作用,當雨水流經時,護坡的植被會對雨水進行有效地滲透儲存,另外,土壤中的大量微生物使土壤含有更多的空隙。
隨著城鎮化步伐的不斷加快、人們生活水平的不斷提高,人們要求河流治理不僅做到防洪安全,更要追求人水和諧、生態文明,能在居住環境中看得見魚蝦,聽得到蛙鳴,聞得到花香。在今后治理中小河流的工程中,要著力運用生態護坡,改善以及恢復河道的生態壞境,提高現代化城鎮的文明景觀水平,構造一個“以人為本,人水和諧”的宜居生活壞境,充分地發揮生態護坡在中小河流工程中的綜合效益。
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1673-0038(2015)41-0293-02
2015-9-10
李琳(1988-),女,助理工程師,本科,從事中小河流治理項目、縣城防洪工程、主要支流治理項目的建設管理工作。