水利防洪工程中生態(tài)護坡建設(shè)的探討

張錦光，陳建文

(1.信豐縣五渡港水庫管理委員會，江西 信豐 341600；2.信豐縣龍井水庫管理委員會，江西 信豐 341600)

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水利防洪工程中生態(tài)護坡建設(shè)的探討

張錦光1，陳建文2

(1.信豐縣五渡港水庫管理委員會，江西 信豐 341600；2.信豐縣龍井水庫管理委員會，江西 信豐 341600)

水利防洪工程在保障人民生命財產(chǎn)安全中起著至關(guān)重要的作用，是關(guān)系到國計民生的大事，而生態(tài)護坡建設(shè)能夠在并不破壞當?shù)厣鷳B(tài)的情況下，有效的提升河堤的穩(wěn)定性，在水利防護工程的防洪得到了廣泛的應(yīng)用。文章從對我國水利護坡建設(shè)的主要技術(shù)分析著手，闡述了生態(tài)護坡建設(shè)的優(yōu)點，并提出了生態(tài)護坡建設(shè)應(yīng)當遵循的基本原則和施工要求，旨在提升我國生態(tài)護坡水平，讓其在水利防洪工程更好地發(fā)揮作用。

水利工程；防洪工程；生態(tài)護坡；環(huán)保效益

0 前 言

水利工程是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在保障人民生命財產(chǎn)安全、促進我國經(jīng)濟發(fā)展方面起著至關(guān)重要的作用。而作為水利工程建設(shè)的重要技術(shù)手段的生態(tài)護坡建設(shè)是水利防洪工程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，在提升防洪效果，改善當?shù)丨h(huán)境方面起著重要作用，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當熟練掌握生態(tài)護坡建設(shè)方法，嚴格按照護坡設(shè)計與施工的基本原則，做好生態(tài)護坡建設(shè)工作。

1 目前主要的生態(tài)護坡技術(shù)

我國經(jīng)過長期的水利防洪實踐以及生態(tài)護坡建設(shè)中，已經(jīng)形成了多種較為成熟生態(tài)護坡的方法，包含植被保護方式、植被型生態(tài)混凝土保護方式、土工材料種植基保護方式以及三維網(wǎng)護坡技術(shù)，在我國水利防洪工程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]。下面對這4種重要的生態(tài)護坡方式的特點進行簡要闡述。

1.1 植被保護方式

植物護坡利用的是部分植物強有力的根系對于水土的保持作用，來達到護坡固土的目的，該方法僅需要合適植物種子在適當?shù)臅r節(jié)進行種植即可，護坡操作性較低，成本不高，目前被廣泛的應(yīng)用于生態(tài)護坡建設(shè)中。

此外，植被護坡方式中植物不僅可以有效地固土保沙，防止水土流失的生態(tài)作用，還具有一定程度上的觀賞效果。

植被護坡工程技術(shù)在具體的應(yīng)用中應(yīng)當根據(jù)實際情況進行播種方法的選擇，目前常用的播種發(fā)法有草皮移植法、人工種植法和水利噴播法。

1.1.1 草皮移值法

在水土環(huán)境適宜的草皮種植基地播散植物種子，當這些種子經(jīng)過一定時間的生產(chǎn)，形成發(fā)達的根系后，通過先進的草皮切割技術(shù)，將草皮移植到需要保持水土的防洪坡地上，并經(jīng)過適當?shù)酿B(yǎng)護，讓植物的根系起到固土護沙的效果。

1.1.2 人工種植法

直接在需要保持水土的坡地進行植物種子播撒，這種植被形成方式形成周期較長、容易受到自然環(huán)境的干擾。

1.1.3 水利噴播法

水利噴播技術(shù)將植物種子、保水劑、黏合劑以及化肥等形成草地植被的必備材料混合在一起進行噴灑，這種噴灑方式為植物種子在坡地上發(fā)芽、生產(chǎn)的提供了適宜的條件。

與上述兩種植被形成方法相比，水利噴播技術(shù)具有速度快、操作簡單以及受自然環(huán)境影響較小的優(yōu)點，在我國的生態(tài)護坡建設(shè)中得到大量的應(yīng)用[2-4]。

1.2 植被型生態(tài)混凝土保護方式

生態(tài)混凝土的主要成分是多孔混凝土，在混凝土形成的孔隙中存在著保水劑、適當含量的化肥以及植物種子。

多孔混凝土材料構(gòu)成了生態(tài)混凝土的骨架，可以有效地增強植被的抗沖刷能力，同時多孔的混凝土結(jié)構(gòu)讓植物的根系獲得了充分的空氣和水分，多孔還能適當程度的進行排水，從而保證根系不被水分淹沒。同時孔隙中的肥料能夠為植物生長提供充足的養(yǎng)分，使植被的根系更加發(fā)達，植被根系保護能力更強[5-7]。

1.3 土工材料種植基保護方式

水利防洪建設(shè)中，部分坡地受雨水或者河水水流沖刷較為嚴重，單純的采用植被防護技術(shù)無法滿足生態(tài)護坡建設(shè)的要求，而土工材料種植基護坡技術(shù)在坡地表面覆蓋一層固土種植基，對植被根部突然進行了強化，在湍急的水流沖刷下植被依然能夠起到固土保沙的作用[8]。

目前我國水利防洪工程中較為常用的土工材料種植基護坡技術(shù)主要有2種：

1)土工網(wǎng)墊種植基護坡技術(shù)，在具體應(yīng)用中，將聚丙烯等高分子化學合成材料制成的網(wǎng)墊覆蓋在坡地表面上，并在多層網(wǎng)的交接點采用熱熔的方式進行黏結(jié)，保證網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

采用水煎噴播的方式在網(wǎng)墊的空隙播散植物種植、化肥以及黏合劑等物質(zhì)，并進行適當時間的養(yǎng)護，在植物根系形成一定規(guī)模之后，土工網(wǎng)墊種植基就會形成。

2)土工單位種植基護坡，該護坡技術(shù)和土工網(wǎng)墊種植基護坡技術(shù)原理類似，只是網(wǎng)墊的形成方式不同，在此不做詳細敘述。

1.4 三維網(wǎng)護坡護坡技術(shù)

三維植被網(wǎng)護坡技術(shù)是指利用活性植物以及土工合成材料等新興工程材料，在需要進行防護的河道兩側(cè)坡地構(gòu)建一個具有自身生長能力的防護體系，通過植物的根系生長逐漸對邊坡進行穩(wěn)定加固的技術(shù)。

由于三維網(wǎng)的存在，植物的龐大的根系與三維網(wǎng)的網(wǎng)筋連接在一起，形成一個穩(wěn)定的板塊結(jié)構(gòu)，從而增強防護層的強度，在嚴重的沖蝕情況下防護層能夠保證不被破壞，提升三維網(wǎng)的保護能力。由于三維網(wǎng)護坡技術(shù)刻印顯著提高邊坡的整體和局部穩(wěn)定性，并且可以有利于邊坡植被的生長，在水利防洪工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 生態(tài)護坡建設(shè)優(yōu)勢分析

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的護坡建設(shè)逐漸融入了新型技術(shù)，固土保沙能力有了較大幅度的增強，我國護坡建設(shè)技術(shù)獲得了快速地發(fā)展。而我國生態(tài)文明建設(shè)進程的不斷推進，對護坡建設(shè)的環(huán)境保護提出了新的要求，在此基礎(chǔ)上防護技術(shù)更加先進、防護成本更加低廉、環(huán)境更加優(yōu)化的新型生態(tài)護坡技術(shù)應(yīng)運而生。

新型生態(tài)護坡建設(shè)方法在傳統(tǒng)護坡方法的基礎(chǔ)之上，采用了與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的防護模式，施工材料也多為天然材料，因此生態(tài)護坡建設(shè)具有一下優(yōu)點。

2.1 具有環(huán)保效益

我國正處于生態(tài)文明建設(shè)的新時期，人們環(huán)境保護意識的越來越強，任何工程的實施在注重經(jīng)濟效益的同時應(yīng)當重視生態(tài)效益，這是生態(tài)文明建設(shè)的必然要求，也是人民群眾的熱切期盼。

傳統(tǒng)的護坡建設(shè)在進行坡地植被種植之前，需要對河道兩側(cè)坡地進行清理，清楚影響影響草皮形成的其它植物，這樣的做法勢必會改變原來的自然環(huán)境，同時護坡施工過程中產(chǎn)生的大量化學物質(zhì)也會對河水造成污染，造成河道周圍生態(tài)破壞。

而新型生態(tài)護坡建設(shè)過程中，根據(jù)防護坡地的自然環(huán)境采用合適的坡地防護結(jié)構(gòu)，減小了坡地防護工程對于當?shù)氐纳鷳B(tài)的破壞。同時新型建筑材料的廣泛應(yīng)用也使生態(tài)護坡建設(shè)更加具有環(huán)境友好性[9]。

2.2 建設(shè)成本較低

傳統(tǒng)的生態(tài)護坡建設(shè)需要大量人員將石塊、沙袋等質(zhì)量較大的防護物質(zhì)覆蓋在河道兩側(cè)的坡地表面，以此來達到保持水土的目的。但這種方式不僅不能有效的起到固土保沙的目的，還浪費了大量的人力物資，造成了不必要的浪費[10]。而生態(tài)護坡建設(shè)中所使用的材料多為草皮、低矮灌木等天然材料，與傳統(tǒng)防護方案相比具有材料、人力成本較低的優(yōu)勢，同時草木植被一旦形成，只要進行合理的保養(yǎng)就很難大面積的遭到破壞，因此新型生態(tài)護坡方式后期的維護成本也較低。

3 生態(tài)護坡設(shè)計原則

3.1 岸坡穩(wěn)定性原則

在自然環(huán)境中影響岸坡穩(wěn)定的因素的有很多，(1)水流對于岸坡面持續(xù)沖刷引起的岸坡不穩(wěn)定：(2)岸坡表面土層滑動引起的岸坡穩(wěn)定性下降；(3)深層土滑動也會造成岸坡不穩(wěn)定。

由此可見岸坡的穩(wěn)定性極易遭到破壞，在進行生態(tài)護坡設(shè)計時，應(yīng)對施工地區(qū)土層結(jié)構(gòu)以及水文參數(shù)進行分析，采取合理的施工方法，避免對岸坡穩(wěn)定性造成破壞。

3.2 因地制宜原則

在進行生態(tài)護坡建設(shè)之前，相關(guān)護坡設(shè)計人員以及時施工技術(shù)人員應(yīng)當對施工地點進行實地勘察，了解當?shù)氐淖匀画h(huán)境以及人文特點，因地制宜的設(shè)計施工方案，確保生態(tài)護坡建設(shè)項目的施工不會破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境以及人文習俗，只有這樣生態(tài)護坡建設(shè)才能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

3.3 自然資源保護與節(jié)約原則。

對于自然生態(tài)系統(tǒng)的物流和能流，生態(tài)設(shè)計強調(diào)的解決之道有4條：

1)保護不可再生資源，不是萬不得已，不得使用。

2)盡可能減少能源、土地、水、生物資源的使用，提高使用效率。

3)利用原有材料，包括植被、土壤、磚石等服務(wù)于新的功能，可以大大節(jié)約資源和能源的耗費。

4)盡量讓護坡處于良性循環(huán)中，從而使資源可以再生。

4 做好生態(tài)護坡建設(shè)的要求

生態(tài)護坡建設(shè)實用性和環(huán)境友好性兼?zhèn)洌谒篮楣こ讨邪l(fā)揮著重要的作用，但生態(tài)護坡方法多樣，在具體的執(zhí)行過程中，應(yīng)當根據(jù)河道周邊環(huán)境，按照上述建設(shè)原則因地制宜的選擇合適的護坡方式，同時采取合適的措施。

4.1 滿足護坡的基本要求

生態(tài)護坡的根本目的是提升河道兩側(cè)坡地的固土護沙能力，使河堤具有更好地起到防洪作用。因此在生態(tài)護坡建設(shè)中應(yīng)當分清主次，選擇適應(yīng)當?shù)睾拥虒嶋H情況的方式進行護坡，避免出現(xiàn)護坡施工當?shù)睾拥坍a(chǎn)生破壞的現(xiàn)象。

4.2 善于利用新技術(shù)

現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展速度逐漸加快，要做好生態(tài)護坡建設(shè)工作，更好地將護坡工程的水利功能和生態(tài)功能相結(jié)合，應(yīng)當及時用先進的護坡理念與施工技術(shù)改進現(xiàn)在的護坡建設(shè)工作，只要這樣生態(tài)護坡建設(shè)才能跟上時代發(fā)展，適應(yīng)水利防洪建設(shè)的新要求，做到生態(tài)護坡建設(shè)科學化、經(jīng)濟化、生態(tài)化。

5 結(jié) 論

生態(tài)護坡就是在現(xiàn)階段人們對水環(huán)境要求越來越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下，日益受到重視的。在未來水利工程設(shè)計和防洪建設(shè)中，應(yīng)該將生態(tài)護坡功能與水利工程功能，水利安全功能同等考慮，通過科學技術(shù)創(chuàng)新來選擇和確立兼顧防洪、生態(tài)和節(jié)約的工程護坡方式。

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2016-08-23

張錦光(1978-)，男，江西信豐人，助理工程師，研究方向為水利工程；陳建文(1980-)，男，江西信豐人，助理工程師，研究方向為水利工程。

1007-7596(2016)09-0061-03

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