冯雅娟
北京碧鑫水务有限公司 北京市 102488
摘要：当前，我国水利工程的建设对于国家的发展具有非常重要的意义。随着近些年水利工程建设水平的逐渐提高，在工程施工中河道生态护坡的施工质量也成为衡量整个工程施工效果的重要标准。因此，需要不断的提高河道生态护坡施工技术的合理应用，确保整个工程结构的使用性能才可以做到对河流的保护，促进生态环境之间的和谐发展。目前我国水利工程河道生态护坡技术以及相关的设备已经得到了不断的创新。然而，与一些先进的发达国家技术相比还是会存在一定的欠缺，所以我国需要结合自身水利工程的实际情况，积极的引进先进的技术。通过对河道情况以及生态系统承载力的分析，加强对生态护坡技术的合理应用。创建一种适合我国生态环境的生态护坡施工技术，保证工程建设以及生态环境之间的和谐。水利工程建设中，下边坡稳定性差容易导致安全事故，给工程项目与周边群众生活带来不良影响，对此还需要做好生态护坡措施。下面文章主要对水利工程施工中生态护坡功能、特点进行分析，对常见的生态护坡技术措施展开探讨。
关键词：水利工程；生态护坡；护坡技术；生态水利
引言
为了进一步促进我国的经济发展,避免洪涝灾害对于农村和城市发展的影响,在做好基础设施建设的过程中,要重视水利工程建设工作。尤其是对于农村水利工程河道的整治工作,要有效地制定计划方案,方案要具有前瞻性,能保证河道工程未来几年都能造福于民。当前常用的水利工程河道护坡施工技术以及河道生态护坡技术不仅能避免河道的水土流失,还能提升河道的观赏性,可以基于河道规划成滨水风景区。所以无论是从生态环保还是城市建设的角度,都要重视河道生态护坡建设工作。在具体的工作开展中,基于目前生态河道护坡施工中存在的问题,我们要结合生态河道护坡的施工要点,采取有效的措施加以完善,保证生态河道护坡的施工质量,这样可以保证其施工效果,进一步促进我国水利工程建设水平的提升。
1水利工程中生态护坡相关概述
1.1生态护坡建设必要性
作为当今社会发展的重中之重,生态环境保护已成为稳定生态平衡发展最重要的组成部分。随着生态环境保护意识和理念的普及,人们对环境保护的重视程度进一步提高。而从长远来看,提高水利工程河道生态护坡建设水平也是稳定生态平衡发展不容忽视的重要环节。为体现生态护坡建设对生态环境保护的积极促进作用,在生态护坡施工期间,施工材料,施工方案以及相关结构设计须严格遵循高质量标准,施工人员还需对施工过程进行全程实时监督及管理,满足施工方案中对生态护坡建设工程质量及标准的基本要求。
1.2生态护坡设计的要点
生态护坡相关设计要点：第一，为了促进护岸上面的植物生长，提供生物所需栖息地，要注重保留较大的孔隙率，以利于植物深植提高路堤结构稳定性；第二，保持地下水与河水的自由贯通，达到水汽循环的目的，实现物质、营养和能量的相互交换；第三，注重成本效益，具备一定自我修复能力，无需长期进行维护管理。护岸材料柔性多样化，以适应曲折河岸线。定水位以下断面适合采用矩形或梯形断面，既能满足定水位亲水性要求，又能满足洪水位泄洪要求，从而改善生态环境和景观，实现长期可持续发展的生态护坡。
1.3水利工程河道生态护坡的特点
1.3.1技术优势
传统护坡与生态护坡的差异并不存在质的区别,相反,生态护坡是在传统护坡基础上的优化产物,其原版是传统护坡,其结构设计理念和经验都来自传统护坡的理论基础。后者之所以有独特的优势,就在于其将重心落在生态建设上,这就表明,生态护坡不仅仅是一个构造那样简单,还承担着改善环境、增加人民福祉的重要作用。所以,无论在结构设计上,还是在材料选择上,生态护坡都区别于传统护坡,考虑的要素会更多,限制也会更多,设计难度和施工难度也随之增加,以打造一个完整的生态系统,而非一个水利工程那样简单。
1.3.2带来隐形经济效益
河道生态护坡施工难度的增加在一定程度上增大了资金投入,但随着生态护坡的建成,项目工程带来的隐形经济效益却是不可估量的。相比传统护坡来说,生态护坡为相关产业发展创造的积极影响更加突出。只要合理控制资金投入成本,生态护坡的经济性将进一步提高。此外,生态护坡建设还能促进河道生态系统的优化完善,因此而产生的隐形经济效益也相当丰厚。
1.3.3环境污染小
我国水利事业的发展历史悠久，在传统的发展中，始终坚持的是粗放型的发展模式，虽然这一模式下给水利事业带来了巨大的发展契机，创造了一定的经济利益，但水利建设施工中的环境污染、生态破坏问题非常严重，从长远角度所造成的危害在短期内是无法恢复的。近年来，随着可持续发展战略的提出，在水利工程项目中，必须要始终坚持这一思想，而这一思想指导下，水利工程的各方面工作都要从生态环保的角度出发。生态护坡正是可持续发展下的一项重要工作，生态护坡技术下所形成的护坡具有环境污染小的特点，完全能够适应长远发展的角度。
2水利工程中生态护坡措施功能分析
2.1防洪功能
生态护坡施工要满足河流防洪作用,这是生态护坡的第一任务。随着我国河道生态环境施工技术的创新和发展,人们对于相关生态护坡工程越来越重视。由于生态护坡工程的建设可以对城市起到一定防洪效果,因此在生态护坡建设过程中,需要根据水利工程做出相应调整规划,从而有效地干涉河道的水循环。一旦发生了洪水危害,通过生态护坡植被提高水资源的存储,降低洪水量,缓解洪水危害。干旱季节,生态护坡系统可以将植被根部存储的水分逐渐渗入到河道中,从而缓解河道干涸问题。其中生态护坡施工技术在使用过程中需要对植物的种类选择高度重视,一般选择一些根系比较庞大的植物,这样能够对水分进行有效吸收调节,从而起到防洪抗旱的作用。
2.2保持景观效果
传统河道护坡的施工材料多以混凝土为主,可生存植被相对较少,而植被的减少也导致原有生态景观被破坏。但生态护坡施工技术的运用却可以解决该问题。在生态护坡建设过程中,施工人员将原生态植被作为主要施工材料,科学安排了林木花草等植物的间距及种类,在保护环境的同时,提升景观效果。而原生态植被护坡技术的应用进一步修复了河道水域,提高了环境景观美化效果。
2.3固岸
生态护坡中一般会选择大量根系发达,能在水环境周围快速生长的植物。由于此类植物根系较为发达,可以起到锚固表层松散土体的作用,从而能提高边坡的抗滑力,减少土体流失。一般而言,生态护坡的整体结构和植物种植密度均经过了精细化计算,植物之间的根系彼此缠绕,从而形成了庞大的根系网络,根系网络则将边坡土体整合在一起,确保了土体的整体稳定性。一般而言,草本植物和灌木类植物可以在浅层区域起到良好的固岸效果,而树木类植物才能够起到影响深层土体的目的。而从其他角度来看,边坡的稳定性还与坡体水压力相关,植物根系的水分吸收作用可以有效降低边坡的孔隙水压力,从而提高了土体整体的抗剪强度,这同样有利于起到固岸的效果。
2.4生态功能
水利工程项目的生态护坡技术在应用中，通过堤岸将植被与护坡有效结合起来，形成了独特的河道生态系统，构建了区域良好的系统，水域与陆域通过生态护坡形成了良好的衔接与过渡。生态护坡形成以后，在整个水利工程的运行过程中，不仅可以发挥其良好的防洪抗旱功能，更为水生动物提供了良好的栖息地，保障了区域生态系统中的物种多样化。生态护坡的生态修复功能还体现为生态护坡的存在有效减小了水利工程建设施工对区域生态所造成的不利影响。河道生态护坡下，植被的利用不仅提高了区域植被的覆盖率，对于区域生态修复的意义重大。
3生态河道护坡应用中存在的问题
在当前的水利工程施工中,为了对已有的水利设施进行整治和完善,提升其功能性,需要对现有的方案进行优化。对于河道水利项目而言,其主要的作用就是排水防涝,为了避免河道周边的土体受到水的冲刷流到水中,提高河床,降低河道的排水能力,需要对河道进行护坡施工。传统的河道项目基本都是混凝土护坡,这种护坡施工不够环保,浪费材料。通过合理应用河道生态护坡施工技术,可以对已有的河道项目进行整治,并且使得河道项目与周围的环境相协调,提升其生态性。在当前的生态河道护坡应用中主要存在以下两个问题制约了其发展:第一，设计理念不够先进。在对现有的河道项目进行整治时,不仅仅是对被破坏的河道护坡进行修复,还要结合当前新的发展形势,对护坡进行整治改造。但是在实际的项目设计阶段,设计人员的设计理念还不够先进,没有意识到生态河道护坡应用的重要意义,没有结合河道项目的实际情况选择合适的设计方案,制约了我国河道整治工作的顺利开展。第二，生态河道护坡的施工效果得不到保证。在实际的水利工程河道护坡项目施工中,在施工生态河道护坡时,由于其施工技术较为多样化,再加上部分地区和项目都是第一次接触此类项目,在施工过程中,对于施工质量的控制存在一些问题,使得施工效果得不到保证,不利于生态河道护坡在水利工程项目中的应用。
4水利工程中生态护坡措施要点分析
4.1使用生态石笼新技术
水利工程环境保护的过程中通常会使用大量的钢筋以及混凝土，这就导致生态环境保护的成本比较高，并且很多资源会被大量浪费。生态石笼技术弥补了传统技术中的不足，其会用的灵活性比较高，并且相比于传统的技术该技术的使用成本比较低。生态石笼技术的针对性比较强，可以根据需要保护的区域制定不同的保护措施。同时，生态石笼的应用存在多样性的，技术人员可以结合实际情况，选择合适的石笼。常用的形状有拧花型、六角型等。技术人员必须充分考虑石头具体形态，保证生态石笼的透气性以及强度等都能达到预期的水平。利用生态石笼这一新技术于水利工程建设之中，有助于更好地对水利工程周围水生态环境的保护。
4.2植被型生态混凝土护坡技术
河道生态护坡技术应用中，植物护坡技术是最为有效的技术，这一技术下的具体实施是在多孔混凝土中添加一定量的水泥与混合料、保水剂，使得无机材料与有机材料在此过程中充分混合，为植物生长提供充足的养分和水分，通过良好的植物生长状态来发挥植物在土壤和岩石之间的连接作用，使得护坡的抗冲击能力得以提升。植物型生态混凝土护坡下，完全可以利用该护坡为河道的治理与恢复提供帮助，使得河道的抗水性能得以提升，周边土壤的性能得以改善，保持各种植物良好的生长态势。根据植被型生态混凝土护坡的应用效果，这类护坡对水土保持的意义重大，可以改善区域内水土流失的现状。如果在水利工程河道中采用的是这一护坡技术，需结合河道分布特点，在河道附近增加一定数量的植被，根据区域生态环境的现状，来提升生态护坡技术的应用价值。现阶段的技术发展中，生态砖得到了广泛的应用，通过嵌固方式的引入，为生态护坡技术的应用创造了良好的前提。植被生态混凝土护坡技术中，通过联锁式砌块技术，来使得生态砖具有更好的镶嵌能力，阻止生态砖的移动。
4.3生态混凝土护坡
生态混凝土护坡指的是在河道两侧铺设混凝土框架,并在混凝土框架当中添加无砂混凝土。与传统意义上的混凝土不同,无砂混凝土的最大特征在于其内部存在较大的孔隙,这无疑为草本植物的生长提供了充足的空间,从而促使草本植物与整个混凝土构成完整生态系统,且整体固土效果较为出色。从结构特点的角度来看,生态混凝土可以分为两大类型:一是土工格室层。其本身具有较大的孔隙供草本植物生长,所使用的混凝土为细骨料,并使用喷播植草技术。二是有机客土层。其主要由活性添加剂、草炭、保水剂和石子构成,一般是直接与原状土相互接触。从生态功能角度来看,生态混凝土植入植物之后,草本植物的根系会持续向下方生长,并与基层土壤相互接触,从而促使整个坡面形成稳定的网状结构。整个网状结构会随着草本植物根系的不断横纵生长而完善,并最终形成三维立体网,稳定性较强。而活性添加剂的使用则可以进一步提高草本植物的生物活性,其主要成分是微生物,其能够在促进草本植物生长的基础上进一步控制水泥的碱性,确保整个生态混凝土护坡保持较高的活性,最终为草本植物的正常生长创造良好的客观环境。此外,有些微生物的存在可以加快对落叶、树枝的分解速度,并能够分解土壤中的各种污染物质,减少了水体污染的概率。生态混凝土护坡的最大优势在于具有较强的适用性,可以在多种不同的地形地势环境下进行使用,但其对于坡体角度有着较高的要求,理论上不超过75°的坡体均可以进行使用,一旦超过75°则需要考虑其他类型的生态护坡。
4.4网格型生态护坡施工要点
在网格型生态护坡施工过程中,需充分利用混凝土等施工材料,合理规划网格结构,有效开展生态护坡设计工作。同时,还可选取网格中间位置完成植被种植,进一步构建优化网格生态护坡模式,促进其综合效益的增长。相比其他生态护坡形式来说,网格生态护坡技术的使用价值更为突出,其适应性也相对较强。在具体施工过程中,网格型生态护坡施工技术难度较小,成果较明显且观赏价值显著,但其技术成本相对较高。因此,网格型生态护坡的具体施工应立足于工程的基本需求,施工单位须充分考虑分析护坡项目建设的资金承受能力,并结合当地具体情况,判断此项技术的适用性。若资金充足,可首选网格型生态护坡办法,在保护和污染环境的基础上提高植被稳定性,促进生态平衡发展。
4.5土工材料固土施工技术
在实际施工过程中,土工材料固土施工技术也是一种重要的护坡技术,包括土工材料网垫固土种植技术和土工单元固土种植技术。两种方法的工作原理是,以植物学以及工程力学为前提,结合土材料的相关特性对植物进行有效加固处理,最终起到一定防护效果。其中土工单元固土种植施工技术在应用过程中,需要合理应用高密度化工材料,对化工材料进行有效处理,保证其形成蜂窝状后再进行填筑草皮、其他植物种植等,确保整个河道的护坡效果;土工材料网垫固土种植技术在具体应用过程中,将沙土与种子放在化学材料中,通过网垫保证植物生长,网垫具有很强的柔韧性,可以为植物提供有效的生长空间,同时植物根系能够通过网孔渗透到泥土中,保证植物与网垫有效结合,降低河水对河道护坡的冲刷,提高其稳固性。
结语
综上所述，生态护坡技术在水利工程中的应用可以有效强化土体的稳定性,控制地表径流,减少径流对于河岸带的侵蚀效果,并有利于保持水土,提高整个水环境的景观效果。在日后应用中还需要结合水利工程实际情况选择合理的护坡技术，在满足工程建设的同时达到良好的生态效益，实现水利工程建设与生态环境和谐发展。
参考文献
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