摘要:生态护坡,是对传统护坡技术的发展,强调生态环境与河道治理间的和谐发展,一方面提高了护坡技术的安全性与实用性,另一方面也有利于维护微生物生态系统与水环境的平衡。对生态护坡技术进行持续研究,谋求其在河道施工中的深入应用,是新时期水利工程施工企业应当关注的重点问题。
关键词:水利工程;河道施工;生态护坡
1 传统河道施工治理技术的缺陷
过去在对河道进行治理的时候,所观察到的水体所产生污染的现象十分常见,在实际建设的过程中,将抗冻剂或者是膨胀剂等添加到施工材料当中,添加这些物质会在一定程度上污染水体,进而造成水质情况的恶化,甚至还会威胁到生物的生存环境。再者在一定程度上破坏了堤岸的生态系统,通常情况下在进行护坡施工的时候所采用的材料主要以混凝土或是浆砌石等为主,尽管可以固定堤岸,却会损坏生态环境,比如混凝土会覆盖部分土壤,导致植物存活率不高。最后还会在一定程度上影响河道中水体功能的发挥,通过治理岸坡,具有相应的净水作用,然而却由于浆砌块等材料而影响了水体自身的净化作用,在一定程度上破坏了水土的生态平衡,同时也对以河道生物为食的野生鸟类造成了一定的影响。总体来看,传统河道施工治理技术在生态环境保护方面存在着较大的缺陷,已经远不能适应新时期水利工程施工行业绿色生态发展的现实需要。
2 水利工程中河道生态护坡的基本功能
当前,我国进入了全面深化改革的关键时期,绿色发展成为各行业新一轮发展必须遵循的原则。就水利工程而言,大量的绿色生态施工技术开始应用于各环节的施工过程中去,也带动了水利工程建设现代化水平的提高,生态护坡就是其中一项应用极为广泛的技术,这与其在防洪、生态、景观功能方面的优势密不可分。
2.1 防洪功能
防洪功能是护坡最为基本的功能,也是护坡施工技术应用的核心目的。近年来,生态护坡的广泛应用,在体现了水利工程行业生态环保发展方向的同时,也凭借其强大的防洪功能得到了业界的认可。与硬性护坡相比,生态护坡可以依照水域系统的变化,实现对水文情况的适时调整,其灵活性较强,大大拓宽了护坡的防洪范围。同时,当洪水出现时,生态护坡中所拥有的庞大植物种群,可以借助自身的根系固土作用,有效地缓解洪水对于河道的侵蚀与冲刷;而当干旱情况出现时,植被根系中所储藏的大量水分,又可以依托于交换作用对河道水进行补充。
2.2 生态功能
“生态”是生态护坡功能的突出特点,与传统模式下的护坡工程相比,其在生态功能方面具有前者无可比拟的优势。在生态护坡的设计与施工过程中,施工单位的一大出发点就是充分考虑河道及其周边地区生态系统的平衡性,并结合其自然环境的基本特点,对植物品种进行优化配备,实现了物种平衡与护坡物种多样性的有机统一。
2.3 景观功能
如前所述,生态护坡工程施工过程中,遵循了生态平衡的基本规律,尤其是考虑到了植物配备同河道周边环境的平衡性,因此可以实现对水域及其他环境的景观修复,通过人工干预手段实现了护坡与周边环境的高度融合,体现了景观意义上和谐统一的美感,具有较强的观赏价值。
3 水利工程中河道生态护坡的设计原则
水利工程具有体量规模大、涉及范围广、技术难度高的特点,因此在开展生态护坡施工之前,也必须依照水利工程的实际特点,对施工方案进行合理的设计。河道生态护坡施工,其核心目的是在保障防洪排涝基本功能的同时,使得生态系统、特别是河道植物根部的稳定性得以维系,此外也应当尽可能地提升河道的观赏性价值。总体而言,该技术在我国应用时间相对较短,相关的技术经验尚未完全成熟,在未来的施工设计摸索中,应当始终遵循如下基本原则,防范施工偏差。
其一,要正确认识植物生长同周边环境的联系,选择合适的植物,一方面避免植物过于突兀导致的观赏性不佳,另一方面也要规避植物选择不当对河道生态系统产生的消极影响;其二,在保障河道堤防和渠道作用的基础上,应当最大程度控制生态护坡的成本,以契合施工企业经济性的现实需求;其三,要对河道的水文与水位状况进行全面分析,以此保持生态护坡植物的长效性;其四,在尊重护坡生态性的同时,也应当结合河道的具体情况,考虑人们的亲水性需求,实现生态性与人文性的有机统一。
4 水利工程中河道生态护坡施工技术的具体应用
4.1 植被型生态混凝土护坡
这一类护坡近年来在水利工程的河道施工中得到了广泛的应用,植被型生态混凝土本质上属于多孔混凝土的范畴,由适量的掺合料、水泥、粗骨料等原料共同构成。此类混凝土中添加了适量的保水剂,因此可以实现无机与有机材料的高度结合,一方面使得土壤与岩石之间的连接能力有所增强,使得河道的稳定性得以保障;另一方面可以为河道植物提供生长所需的必要水分,使得河道植物的长效性得以维持,生态观赏价值较高。在实践中可以发现,该种施工技术在水土保持方面具有突出的效果。
4.2 土工材料固土种植技术
土工材料固土种植技术也是一种较为常见的生态护坡施工技术。依照施工方式、基本原料的差异性,又可以将其划分为网垫固土种植与单元固土种植技术两大类别,无论是何种具体技术,均遵循了工程力学的基本原理,也考虑到了河道周边植物的基本属性,在保障河道生态型的同时,也使得其防洪固堤作用得以加强。其中,网垫固土种植技术主要是将沙土、植物种子放入特制的网垫中,通常来说,这一种网垫由特殊的高分子化学材料构成,具有较强的柔韧性,也为植物的有效生长提供了充分的空间。随着时间的推移,植物与网垫的整体性程度不断加深。单元固土种植技术也应用到了特制的化工材料,这一类化工材料的密度较高,由施工人员将该类材料制作成蜂窝结构,在蜂窝的“单元”中填入适宜的植物,最终也会形成一个统一的整体。总体来看,两种土工材料固土种植技术都在很大程度上增强了河道堤岸的整体稳定性。
4.3 三维植被网护坡技术
如前所述,植被护坡、土工网护坡在维护河道稳定性、提高河道生态性方面均具有较强的应用价值,而三维植被网护坡技术则是对这两种优势技术的进一步延伸与融合,具有优越的防护与生态效果,近年来其应用范围也不断扩大,且可以预见的是,未来这一技术也将逐渐成为水利工程中河道生态护坡施工的主流技术之一。就其施工原理而言,其主要应用了土工合成材料,依照河道周边的生态系统特征,选择合适的植物并为其搭建充分的生长空间,从而在护坡面上构建起了一个具有植物生命迹象的防护系统。随着植物的逐渐生长,其本身具有的根系固土作用也会持续增强,成长为维护边坡稳定的重要动力来源。值得注意的是,在应用三维植被网护坡技术组织生态护坡工程时,施工单位要充分考虑到边坡地区的土壤结构、气候等自然条件,在施工前对合成材料使用量、植物配备情况进行提前设计,使得各类植物间能够形成优越的生态体系,最大程度发挥植物根系的固土价值。一般来说,在选择植物品种的过程中,首先要选择与河道周边气候条件相适应的物种,在此基础上应当优先选择乔木、藤等根系庞大、生命力较强的植物,并结合生态观赏性的考虑进行合理的设计,保证植物生态系统的长效性。此外,在应用这一技术完成生态护坡施工之后,要对植物的生长状态进行动态跟踪,从而匹配针对性的维护手段,使得其成活率满足规范化的设计要求。
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