新疆阿克苏地区沙雅县水利局 新疆阿克苏 842200
摘要:防洪工程是水利工程的重要组成,其在工程建设中的作用显著,以工程投资来说,仅防洪工程所需要的工程资金占水利工程全部投资的30%以上。同时,在2017年的时候,这一投资占比达到了将近四成。水利防洪工程在实际的工程建设中效果不言而喻,同时因为其水利工程的发展趋势,生态治理已经成为大势所趋,基于此生态护坡的建设与技术创新也显得尤为重要。基于此对水利工程中防洪生态护坡的建设进行分析。
关键词:水利防洪工程;生态护坡;建设与应用;方案研究
1、水利防洪工程组成
防洪工程主要是对洪水和冰凌造成的自然灾害而建设的预防性和控制性工程,其主要的功能就是防止洪水的泛滥,以及海水的入侵。防洪工程的结构较为复杂,其分类也是多样的,一般有:
(1)挡水结构工程,天然降水产生的径流由拦河坝收集和提高,以利用有效的集水区条件,拦河引水、集水取水。(2)河道整治工程。主要是克服由于人为扰动以及各种自然环境因素影响产生的水土流失问题,并做好水土的保持。(3)分洪工程。当河流洪水位超过保证水位或流量超过安全量时,多余的洪水将排入湖泊和洼地,或单独注入其他河流,以确保保护区的安全。分洪工程是牺牲局部、维护全局的防洪措施。(4)水库,水库就是通过将水资源蓄积起来,以用以发电、灌溉及防洪等诸多工作的系统性工程。
2、水利防洪生态护坡类型
2.1 平铺式生态护坡
平铺式生态护坡可分为天然原型护坡、天然护坡和多自然护坡三种类型。边坡绿化设计以乡土植物为主,综合工程力学、土壤学、生态学、植物学等基础知识,对边坡或边坡进行支护,降低边坡孔隙水压力,拦截降雨。采用砖、石、混凝土块、现浇混凝土等材料形成的格栅与植物护坡相结合,护坡效果非常好。
2.2箱式生态护坡
这种结构的优点是:结构轻巧、造型美观、占地少,从而缩短了工期,降低了工程成本。根据当地条件,可广泛应用于江河湖海的护岸工程。采用浆砌块石的护岸结构,与传统的干砌石、混凝土、预制块等护岸结构不同,采用热镀锌和涂塑表面防腐处理的钢丝具有很强的耐久性,使用寿命可达100年。网盒里装满了石头,孔隙比传统结构条件下大得多,非常有利于空气和水的自由交换。还能满足水土保持的环境要求,降噪采光、绿化美化环境,提升人文环境水平,促进护岸边坡与环境的亲和力。
2.3 生态袋护坡
这种护坡是以聚丙烯或聚酯纤维为原料,经双面熨烫针刺无纺布加工而成。生态袋内填土,用系带或细绳包裹,依次摆放,形成生态挡土墙,可有效地进行护坡和河岸防护。另一方面,植被起到绿化美化环境的作用。生态袋具有透水、不透土的过滤功能,达到了水土保持的目的,成为植被赖以生存的介质。产品永不降解,不易老化。每个袋子的表面积取决于袋子中的填充量。为永久性植被绿化提供了理想的播种模块,这样设计的生态护坡施工简单并且方便开展,非常适合长期的生态保护。
3、生态护坡建设意义
3.1 符合和谐工程的环保理念
我国的生态环境现状对新型生态护坡建设和边坡重建工作提出了很高的要求。传统的河道护坡工程主要采用水泥、沥青、混凝土等硬质材料作为主要建筑材料,断面渠化规则,强调安全和经济,但极大地破坏了河流的生态功能。生态护坡的出现符合人与自然共生的要求。为了满足人们对环境的需求,传统的边坡工程加固措施大多采用砌体和喷射混凝土,破坏了生态环境的和谐。建设新型生态护坡已成为护坡建设的新趋势。生态护坡通过绿化保护层和粗糙坡面,符合人与自然共生的要求,并能推动中国护坡工程的平稳快速发展。
3.2 降低施工成本提升经济效益
生态护坡,是综合工程力学、土壤学、等学科的基本知识 对斜坡或边坡进行支护,形成综合护坡系统。
这种模式能最大程度上提升施工的效益,让施工更加科学,例如,我们在生态护坡的设计中,会将碎石进行填充,并做好空间的预留,这样能最短时间里促进植被的生长,让护坡的生态效益更佳。其与传统护坡相比,另一点优势在于其具有更高的安全性,护坡的质量稳定,并且不容易因为荷载产生变形的问题。
4、生态护坡的建设原则
随着我国对生态文明建设的日益重视,有些项目喜欢被冠以“生态工程”,有些被冠以“生态工程”的项目并不总是环保的,但要做好生态护坡,就必须坚持一些原则。节约原则是最基本的原则。在技术标准的基础上节约用水、用电、节约人力,按照自然规律进行生态修复。大量统一而系统的绿化看似美丽,却违背了自然规律。我们也应该学会科学地留白。高标准治理不一定是科学治理,生态护坡也不一定科学治理。在建设过程中,我们还需要保证原有生物能够继续在此处生存下去。
5、水利防洪工程中生态护坡的建设与应用方案
5.1 施工方案的规划与制定
不同的防洪工程需要选择不同的生态护坡方案,以阿克苏地区某水库工程为例,其属于中型水利工程,大坝设计为碾压式沥青混凝土心墙堆石坝。整体坝高103米,主要用于市区的供水和农田的灌溉,在该地区气候温和降水充沛,夏季降水集中,秋季连绵多雨,降水主要集中在夏秋季节,在该地多年降水量大概在1232mm左右,风速为10.3m/s。该工程具有较为独特的施工环境,因此经过综合考量和现场勘查评测,采取喷播植草的生态护坡方案。
5.2 施工前的准备工作
施工之前应当做好各项准备,由于坝后坡坡度较缓,选择去掉植被混凝土,保留营养层,营养层中掺杂种植土、肥料及草种。在施工之前,需要做好堆石料坡面空隙找平,利用小于10mm的级配碎石土铺盖,避免营养物质的流失。
5.3 材料准备
将所有的材料在制备场地完成后运输到施工现场,再进行植物的喷播。首先,需要落实找平土的制备,整地后,用1.3 m2反铲挖土机挖掘装载,用15t自卸汽车运输至工作面,用3m3装载机进行人工摊铺填筑。其次,制备基材层和防冲刷层,尽量把斜坡弄平,然后再轻轻滚动或用木滚筒踩在上面压实。
5.4 护坡植被喷播
将营养层铺设于表面,营养层需要分三层铺设,最下面一层是基材层,为营养土,中间铺设EM4型三维植被网,上层为是防冲刷层,放置草种与肥料。为保证夏季植物的正常生长,需要在工程位置设置喷灌系统,混合播种混合种子,选择植株高不应大于30cm。因施工地气候湿润,在草种尚未发芽之前,需要以三维网固定后坡,防止草种的滑移。
5.5 工程养护
为了保证草种的迅速发芽,需要覆盖无纺布,减少水分蒸发并降低温度波动,而实际的养护实践需要在一个半月以上,养护期间采用布置在现场的喷灌系统养护,在养护结束后两周以后,进行草种的施肥,并对草种发芽率低的部位进行补种。
5.6 生态边坡效果验证
在生态边坡的施工途中,最明显的感受就是施工速度大大加快,且降低了施工成本和作业难度,在本次工程施工之后,整体的边坡草种发芽率较高,并分布均匀,经过多次暴雨洗刷,并未发现明显的冲蚀痕迹。因此本方案值得在相似地理环境和气候环境的防洪工程生态护坡建设中应用。
参考文献
[1]樊子玉,杨永军,王永强,汪谋,魏磊.我国北方岩质矿山边坡生态修复技术方法研究[J].矿产勘查,2020,11(08):1775-1779.
[2]夏晓庆,陈莉,周营.水利工程中的河道生态护坡施工技术探究[J].科技创新与应用,2020(22):161-162.
[3]唐乐.生态护坡技术在生态河道建设中的应用[J].建材与装饰,2020(20):291-292.
[4]叶建军,陈阳阳,黄涛.湿喷植被混凝土生态护坡技术在水渠边坡工程中的应用[J].水土保持通报,2020,40(03):228-234.