河道治理工程中生態(tài)護坡的設(shè)計與應用探究

李文淵

古浪縣古浪河系水利管理處 甘肅 武威 733100

生態(tài)護坡作為河道治理工程中重要的設(shè)計與應用手段之一，以其有效保護河岸、改善水質(zhì)、增加生態(tài)功能等優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注。生態(tài)護坡將傳統(tǒng)的護坡手段與生態(tài)修復原理相結(jié)合，通過合理選擇植被、優(yōu)化坡面結(jié)構(gòu)和開展植被管理，以實現(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復和穩(wěn)定。

1 河道治理工程概述

河道治理工程是指通過人工干預和管理手段，對河道進行改造、修復和保護，以達到改善水文環(huán)境、防洪減災、維護生態(tài)平衡等目的的工程項目。在進行河道治理工程之前，需要對目標河道進行全面的問題識別與調(diào)研，包括水文水資源調(diào)查、地質(zhì)地貌狀況評估、生態(tài)環(huán)境評估等。這有助于了解河道的存在問題、主要障礙以及治理的可行性和方向。制定河道治理的整體規(guī)劃和設(shè)計方案，考慮到河流水力學特征、水位變化、洪水災害風險、生態(tài)系統(tǒng)保護等諸多因素。根據(jù)研究結(jié)果，制定出合理的改造方案和工程設(shè)計，包括水利設(shè)施、堤壩、護岸、植被恢復等措施。按照規(guī)劃和設(shè)計方案，對河道進行工程實施。這可能涉及到不同的工程任務，如清淤、河道疏浚、堤壩加固、護岸建設(shè)等。工程施工階段需要注重環(huán)境保護，確保施工過程不對河道周邊環(huán)境造成進一步破壞。河道治理工程完成后，需要進行設(shè)施的定期檢查和維護，保證河道系統(tǒng)的持續(xù)運行和效益。這包括河道清理、泥沙管理、水位調(diào)控等工作，以保持河道的流通能力和水系的水文生態(tài)平衡。對治理工程效果進行監(jiān)測與評估，包括水文水質(zhì)監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測等。通過對河道改造后的水文、水質(zhì)、生物多樣性等指標進行長期的監(jiān)測，評估河道治理工程的效果，發(fā)現(xiàn)問題并及時進行調(diào)整和改進。

2 河道治理工程中生態(tài)護坡設(shè)計的重要性

2.1 增加坡面的穩(wěn)定性

生態(tài)護坡設(shè)計在河道治理工程中可以增加坡面的穩(wěn)定性。生態(tài)護坡設(shè)計通過選擇合適的植被和根系結(jié)構(gòu)，能夠有效地錨定土壤，防止其被水流沖刷和侵蝕。植被通過根系在土壤中形成復雜的根網(wǎng)，能夠增加土壤的抗沖擊能力和抗滑動能力，從而提高坡面的穩(wěn)定性。生態(tài)護坡設(shè)計中的植被覆蓋能夠減緩水流的速度。當水流經(jīng)過護坡時，植被能夠起到阻滯和消散水流動能的作用，使水流流速減緩，減少對坡面的沖擊力，從而降低了坡面的侵蝕和松動的風險。植被的根系結(jié)構(gòu)有較強的吸水保持能力，能夠促進土壤水分的滲透和儲存。這樣一來，植被的根系能夠為坡面提供穩(wěn)定的水源，減少土壤的干燥和膨脹，提高土壤的密實度和堅固性，從而增加坡面的穩(wěn)定性。在某些區(qū)域，強風可能會引起河道周邊坡面的風蝕和風化。生態(tài)護坡設(shè)計中采用適宜的植被能夠降低風力的直接作用，形成屏障保護坡面不受風蝕和風化的侵害，進一步增強坡面的穩(wěn)定性[1-2]。

2.2 有助于水土保持目標的實現(xiàn)

在河道治理工程中，生態(tài)護坡設(shè)計對于實現(xiàn)水土保持目標具有重要性。生態(tài)護坡設(shè)計通過植被的選擇和根系結(jié)構(gòu)的配置，可以有效地保持土壤的穩(wěn)定性。植被的根系能夠錨定土壤顆粒，減少土壤的侵蝕和沖刷。同時，植被還能夠阻擋雨水的直接沖擊，減少水流對土壤的沖刷和剝蝕，從而保持土壤的完整性和穩(wěn)定性。生態(tài)護坡設(shè)計中的植被覆蓋能夠減少水土流失的風險。植被的根系和茂密的葉面結(jié)構(gòu)有利于增加土壤的滲透性和保水性，從而減緩水流下滲和徑流的速度，防止水土流失。通過減少水土流失，可以保護土壤肥力，減少土壤侵蝕和沉積物對河道的污染，實現(xiàn)水土保持的目標。生態(tài)護坡設(shè)計中植被的選擇和布局有助于形成生物阻隔，有效阻止土壤的流失和侵蝕。植被的根系和茂密的枝葉可以阻擋水流的沖刷和侵蝕，保護土壤不被沖刷走，并減少外界因素對土壤的侵蝕作用。生態(tài)護坡設(shè)計通過保持土壤的穩(wěn)定性和減少水土流失，有助于提升水質(zhì)的保護。減少土壤侵蝕和沉積物的輸入可以減少水體中的泥沙含量，降低水體渾濁度，改善水質(zhì)。良好的水土保持措施有助于減少養(yǎng)分和污染物的流失，減輕水體富營養(yǎng)化和污染的風險。

2.3 有助于恢復和維護生態(tài)系統(tǒng)的功能

在河道治理工程中，生態(tài)護坡設(shè)計對于恢復和維護生態(tài)系統(tǒng)的功能具有重要性。生態(tài)護坡設(shè)計通過選擇合適的植被種類和配置，可以為各類野生動植物提供適宜的棲息環(huán)境。植被的多樣性和棲息地的建設(shè)有助于提供食物、庇護所和繁殖地，促進生物多樣性的恢復和維護。生態(tài)護坡設(shè)計能夠為動植物提供重要的生態(tài)通道和廊道，促進物種的遷移和交流。生態(tài)護坡能夠連接不同生境之間，提供通行的通道，幫助物種適應環(huán)境的變化和尋找新的棲息地。生態(tài)護坡設(shè)計通過植被的綠化和景觀塑造，可以提升河道周邊環(huán)境的美觀性。豐富的植被和多樣的景觀元素可以創(chuàng)造宜人的生態(tài)環(huán)境，提高人們對河道的景觀價值和保護意識。通過恢復和維護生態(tài)系統(tǒng)的功能，生態(tài)護坡設(shè)計有助于提升河道周邊生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量、促進生物多樣性的保護、改善水質(zhì)、促進生態(tài)過程的恢復和增強景觀美感。因此，生態(tài)護坡設(shè)計在河道治理工程中的重要性不僅僅體現(xiàn)在技術(shù)層面上，更是為了實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展和人與自然的和諧共存[3-4]。

3 河道治理工程中生態(tài)護坡設(shè)計要點

3.1 調(diào)研和評估

在河道治理工程中，調(diào)研和評估是生態(tài)護坡設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。通過調(diào)研和評估，可以了解河道周邊的自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)狀況和植被恢復的需求，為后續(xù)的設(shè)計和實施提供科學依據(jù)。對目標河道進行全面了解，包括河道長度、寬度、坡度、流量等基本特征，以及河岸土壤類型、河床情況等。還要考慮河道的水文過程、水位變化、洪水頻率等因素，這些信息將影響到生態(tài)護坡的設(shè)計策略。調(diào)查河道周邊的生態(tài)環(huán)境狀況，包括植被類型、植被覆蓋度、動植物物種組成、生物多樣性等。評估生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況和恢復需求，了解植被恢復的限制和挑戰(zhàn)。對河道周邊土壤進行野外調(diào)查和實驗室分析，了解土壤的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和水文特性。關(guān)注土壤的質(zhì)地、排水情況和養(yǎng)分狀況，為植被選擇和根系設(shè)計提供依據(jù)。通過水文和水動力學模型，分析河道的水流速度、水位變化和波動等水文特征。該分析將有助于確定植被選擇和植被配置的措施，以滿足不同水流條件下的生態(tài)護坡需求。對河道周邊的生境進行詳細調(diào)查，包括濕地、草地和林地等。同時，進行河道周邊動植物物種組成和分布的調(diào)查，了解目標區(qū)域中的重要保護物種和生態(tài)需求。考慮河道治理工程對當?shù)厣鐣?jīng)濟的影響，了解相關(guān)利益相關(guān)方和社區(qū)居民的需求和意見。這將有助于在生態(tài)護坡設(shè)計中平衡生態(tài)保護和社區(qū)發(fā)展的利益，并促進項目的可持續(xù)性。通過充分的調(diào)研和評估工作，可以為生態(tài)護坡設(shè)計提供準確的信息和科學的分析，確保設(shè)計符合當?shù)丨h(huán)境特征和生態(tài)需求，提高生態(tài)護坡的效果和可持續(xù)性。

3.2 選擇適宜的植物種類

在河道治理工程中，選擇適宜的植物種類是生態(tài)護坡設(shè)計的關(guān)鍵步驟。合適的植物選擇可以提高護坡的穩(wěn)定性，促進生態(tài)修復，增加生態(tài)功能。選擇能夠適應當?shù)貧夂颉⑼寥篮退Y源條件的本地植物。這些植物經(jīng)過長期的適應和演化，能夠更好地抵抗當?shù)氐臍夂蜃兓⒑樗椭参锊∠x害等。選擇具有較強根系結(jié)構(gòu)和侵蝕抵抗能力的植物。這些植物的根系可以有效錨定土壤，減少水土流失和坡面侵蝕。同時，植物的根系能夠增加土壤的持水性和排水性能。選擇能夠抵御流速較大的水流沖擊的植物。這些植物應具備較強的水力抗壓能力，能夠在洪水沖擊下保持良好的生長狀態(tài)，減少植被的破壞和沖刷風險。考慮選擇具有保護和提升當?shù)厣锒鄻有缘闹参铩＿@些植物可以為當?shù)匾吧鷦又参锾峁┴S富的食物資源和棲息條件，幫助恢復和維護生態(tài)系統(tǒng)的功能。選擇具有較快生長速度的植物，能夠更快地形成穩(wěn)定的根系網(wǎng)絡(luò)和茂密的枝葉。這有助于護坡植被的早期建立和根系的形成，提高護坡的穩(wěn)定性和生態(tài)功能的實現(xiàn)。考慮不同植物種類之間的相互作用和生態(tài)位分布，進行合理組合和配置。通過植物的多樣性和群落的結(jié)構(gòu)豐富性，促進生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能的提升。在具體選擇植物種類時，需要綜合考慮上述因素，結(jié)合實際情況進行權(quán)衡和決策。此外，還可以借鑒當?shù)氐目蒲谐晒桶咐?jīng)驗，咨詢相關(guān)專家和學者的建議，以確保選擇適宜的植物種類，提高生態(tài)護坡設(shè)計的效果和可持續(xù)性。

3.3 選擇符合工程需求的護坡結(jié)構(gòu)

在河道治理工程中，選擇符合工程需求的護坡結(jié)構(gòu)是生態(tài)護坡設(shè)計的重要考慮因素。合適的護坡結(jié)構(gòu)可以保護植被，增強坡面穩(wěn)定性，提高護坡工程的可持續(xù)性。在選擇護坡結(jié)構(gòu)時要秉持以下原則。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性原則。選擇具有足夠強度和穩(wěn)定性的護坡結(jié)構(gòu)，能夠抵抗土壤侵蝕、坡面滑坡和水流沖刷等作用。考慮地質(zhì)條件、坡度和土壤類型等因素，根據(jù)工程要求設(shè)計符合荷載和抗沖刷能力的護坡結(jié)構(gòu)。適應性和可修復性原則。選擇具有一定適應性和可修復性的護坡結(jié)構(gòu)。考慮到河道周邊環(huán)境的變化，選擇能夠靈活調(diào)整和修復的護坡結(jié)構(gòu)，以便在需要時進行維護和改進。生態(tài)友好型原則。選擇對環(huán)境影響較小且與植被生態(tài)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的護坡結(jié)構(gòu)。避免使用對環(huán)境產(chǎn)生負面影響的材料和工藝，選擇與植被生長和根系發(fā)展相適應的護坡結(jié)構(gòu)。常見的護坡結(jié)構(gòu)包括加固網(wǎng)、生物袋、生物護坡等，它們能夠在植被生長初期提供臨時支撐和保護，防止植被被沖刷，提供額外的穩(wěn)定性。根據(jù)具體工程要求，需仔細評估各種護坡結(jié)構(gòu)的適應性和性能，選擇最符合工程需求的護坡結(jié)構(gòu)。在選擇護坡結(jié)構(gòu)時，需要與設(shè)計師、工程師和專業(yè)人員進行合作，共同考慮工程要求和生態(tài)保護的需求，確保選擇與河道治理工程相適應的護坡結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)生態(tài)護坡設(shè)計的目標。

3.4 加強植被管理

在河道治理工程中，加強植被管理是生態(tài)護坡設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。有效的植被管理可以提高植被的生長質(zhì)量和護坡效果，保持護坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和生態(tài)功能的實現(xiàn)。定期對護坡植被進行修剪和整理，控制植被的高度和茂密度，保持坡面的整潔和美觀性。修剪可以促進植被的分枝和生長，增加根系的密度和穩(wěn)定性。定期清除護坡植被周圍的雜草和不良植物，減少競爭，為良好的植被生長提供充足的空間、養(yǎng)分和水分。定期進行病蟲害監(jiān)測和防治，及時發(fā)現(xiàn)并采取措施控制可能對植被造成的疾病和害蟲。可以使用有機、生物安全的方法進行病蟲害防治，減少對環(huán)境的污染和植被的傷害。根據(jù)植被的養(yǎng)分需求和土壤分析結(jié)果，適時施肥和養(yǎng)護植被。合理的施肥可以提供植物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，促進植被的健康生長和根系發(fā)展。在需要時進行補植和植被更新，確保護坡植被的穩(wěn)定性和生態(tài)功能的持續(xù)發(fā)揮。補植可以彌補植物死亡或凋亡造成的空缺，增加植被的密度和連續(xù)性。建立植被管理的監(jiān)測機制，定期對護坡植被進行檢查和監(jiān)測。注意觀察植被的生長狀態(tài)、健康狀況和根系發(fā)展情況，及時調(diào)整管理措施，提高植被的管理效果和護坡的穩(wěn)定性[5]。

4 河道治理工程中生態(tài)護坡的具體應用及成效分析

某河道治理工程位于一片山區(qū)，由于長期的水流沖刷和土壤侵蝕，河岸陡峭且容易發(fā)生坡面滑坡。為了增強河岸的穩(wěn)定性和改善生態(tài)環(huán)境，生態(tài)護坡被應用于該工程中。首先，在植物選擇上，結(jié)合當?shù)貧夂颉⑼寥篮退Y源條件，選擇了一些本地適應性強、根系發(fā)達、對水流沖刷有較好抵抗力的植物，如歐石楠、巴西秋茄和阿爾泰云杉等。其次，在設(shè)計上，根據(jù)河道特性和工程要求，采用了多層次的植被配置。在河岸較陡峭的區(qū)域設(shè)置了加固網(wǎng)和生物袋結(jié)構(gòu)，以提供初期的支撐和防護。然后，在加固網(wǎng)和生物袋上種植了抗沖蝕能力強、根系發(fā)達的植物，以增加根系的穩(wěn)定性和土壤的抗沖刷能力。最后，在河岸平緩的區(qū)域設(shè)置了較稠密的植被，以增加根系的密度和土壤的保持性能。在工程實施后，通過定期的監(jiān)測和評估，取得了以下成效。護坡穩(wěn)定性提高。觀測結(jié)果顯示，生態(tài)護坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，能有效抵抗水流沖刷和土壤侵蝕的作用，減少了坡面滑坡和坍塌的風險。植被覆蓋率增加。經(jīng)過一段時間的生長和發(fā)展，植被逐漸覆蓋了整個護坡區(qū)域，植被覆蓋率明顯提高。這不僅美化了河道環(huán)境，還有效減少了水土流失和泥沙輸入，改善了河道水質(zhì)。物種多樣性增加。生態(tài)護坡的設(shè)計使得河岸帶的生態(tài)環(huán)境得到恢復和改善，吸引了更多的動植物棲息和繁衍。調(diào)查顯示，河道周邊的物種多樣性明顯增加，成為當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。社區(qū)滿意度提升。通過與當?shù)厣鐓^(qū)居民的合作和參與，他們對生態(tài)護坡的效果表示滿意，并將其視為一項可持續(xù)發(fā)展的治理措施。居民們認可生態(tài)護坡的環(huán)境效益和社會效益，對整個河道治理工程給予了積極的評價。通過以上案例分析可見，生態(tài)護坡在河道治理工程中的應用能夠提高護坡的穩(wěn)定性和生態(tài)效益，改善河道環(huán)境，增強社區(qū)的參與度和滿意度。

5 結(jié)語

綜上所述，生態(tài)護坡的設(shè)計與應用在河道治理工程中具有重要意義，對提升河道穩(wěn)定性、改善生態(tài)環(huán)境和提高社區(qū)參與度具有積極影響。通過選擇適合的植物、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和科學的管理措施，生態(tài)護坡能夠?qū)崿F(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)的恢復和改善，提高植被覆蓋率、物種多樣性和水質(zhì)。同時，注重社區(qū)的參與和滿意度，能夠促進項目的可持續(xù)性和社會影響。然而，實際操作中仍需根據(jù)具體情況進行綜合考慮和優(yōu)化，同時加強監(jiān)測和評估，以不斷改進設(shè)計和應用方案，實現(xiàn)河道治理工程的長久效益和可持續(xù)發(fā)展。