水利工程中的河道生态护坡施工技术 陆艳莉

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:陆艳莉
[导读] 摘要:近年来,我国的水利工程建设的发展迅速,传统的城市河道治理过程中,主要考虑的是保证河道的行洪排涝,河道断面型式过于单一化,河道坡面一般为浆砌石护坡、现浇或预制混凝土护坡。
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        摘要:近年来,我国的水利工程建设的发展迅速,传统的城市河道治理过程中,主要考虑的是保证河道的行洪排涝,河道断面型式过于单一化,河道坡面一般为浆砌石护坡、现浇或预制混凝土护坡。硬质化护坡形式虽然可以保证河道的顺利行洪,并具有较好的水土保持功能;但河道断面规则化隔断了水体与土壤之间的联系,降低了河道本身的水体自净能力。同时,单一化的建设改变了河流生态环境的多样性,切断了水、岸之间的交互作用,破坏了河道原有的生态功能。城市河道治理不仅应保证防洪排涝的功能,同时也需要构建美丽的水生态景观。随着社会经济的不断发展,以及人们对环境、生态需求的多样化,在河道整治过程中,传统的护坡形式已经不能满足人们多样性的需要。生态护坡技术兼具功能性和景观性,在城市河道治理工程中得到了越来越多的应用。
        关键词:水利工程;河道生态护坡;施工技术
        引言
        在城市环境治理中河道整治属于一项重点内容,加之人们传统意识的转变,城市河道已成为构建和谐自然环境、确保防洪排涝安全的关键。传统的硬质式护岸能改变河道的自然属性,阻断水陆系统的信息交流以及对地下水的补给,并极大的破坏水生物种栖息环境。另外,河道裁弯取直还会增大水流速度,大大增强水力冲刷河底与河岸的能力,并且各类污染物因无法被硬化裸露的护岸过滤吸收,在降水径流下被排入河流,从而产生水环境污染。现阶段,人们对自然环境、河道景观和水文化的要求越来越高,河道生态治理也必将成为未来的发展趋势。本文在全面分析传统护坡结构的基础上,将形态布局、生态环境、人文景观等因素有机融合提出生态护坡的实施方法,以期为城市河道治理和水环境修复提供决策依据。
        1生态护坡技术的应用原则
        1.1水力稳定性原则
        护坡的设计首先应满足岸坡稳定的要求。影响岸坡水力稳定性的因素主要有三个方面:因岸坡面不断冲刷引起的水力失稳;因表层土滑动破坏引起的水力失稳;因深层土滑动引起的水力失稳。因此,应对影响岸坡稳定性的水力参数和土工技术参数进行研究,从而实现对护坡的水力稳定性设计。
        1.2生态原则
        生态护坡设计应与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响降到最低。这种协调意味着设计应以尊重物种多样性,减少对资源的剥夺,保持营养和水循环,维持植物生存环境和动物栖息地的质量,有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。主要包含以下两个方面。
        1.2.1当地原则
        设计应因地制宜,通过详细了解当地的自然环境及人文信息,进行与当地自然环境及文化相和谐的设计。主要包括:适应场所自然过程,设计时要将带有当地特征的自然因素考虑进去,从而维护场所的健康发展;根据当地实际情况,尽可能选用当地苗木、石材以及其他材料,使生态护坡与当地自然条件更加融合。
        1.2.2保护与节约自然资源原则
        对于自然生态系统的物流和能流,生态设计强调的解决办法主要有以下四个方面:重点保护不可再生资源;尽量减少对能源、水、土地和生物资源的使用;利用原有材料,包括植被、石材、土壤等服务于新的功能,这样可最大程度上降低对资源和能源的损耗;尽可能地让护坡处于良性循环中,从而使生态环境保持可持续发展。
        2生态护坡技术
        随着生态文明城市建设的加快以及人们环保意识的增强,传统的硬质式护岸所存在的弊端日趋显露,并严重制约着河流水生态功能与社会服务功能的提升,故应用新型的建筑材料与先进的护坡技术势必成为河道护坡的发展方向。目前,草皮种植结合土工材料、植物固土、土壤固化剂添加、生态型水泥、多孔生态型混凝土等生态护坡技术的应用较为常见。


        2.1草皮种植结合土工材料技术
        土工材料施工技术以喷塑金属网工格栅法最为常用,该方法主要利用种植型土壤、碎石、金属网形成复合种植基。实践工程中,大多选用喷塑钢丝网或镀锌钢丝网制成的金属网片,由于长期处于有水环境中的镀锌钢丝网易遭受腐蚀,由此破坏金属网的镀膜,从而降低其使用年限,所以具有较高稳定性镀膜的喷塑钢丝网其应用范围更广。在种植基中综合利用碎石与喷塑钢丝网,其优点有整体性好、护坡结构形式多样、抗冲击力强等,对较快水流速度的河道也具有良好适用性,并且能够形成适宜水生动植物繁衍、生长的空间环境。现阶段,土工格与土工网垫层固土种植基属于草皮种植结合法的两种基本形式。从材料类型上,高分子材料聚丙烯、聚乙烯等构成了土工网垫层,而完整的复合种植基还有种植型土壤播撒草籽和碎石等组成。从结构形式上,利用平行于土壤方向的可双向拉伸的平面网与垂直于土壤方向无法拉伸的多层网组成土工网垫层,为使得土壤垂直方向上的多层网状空间更加稳定,可以利用热熔焊接法连接网层间的节点。采用该方法能够形成更加宽松的网状结构,为砂粒与土壤的填充提供足够的网空间,同时为草皮生长提供较好的生存环境。土壤层、土工网垫层、植草层待草皮完全生长后牢固的结合一起,从而生成一个牢固稳定的整体。工程上,可采用人工的方式铺设土工网垫层,利用水力喷洒技术撒播草籽,该过程主要是运用喷洒机器,将混入水中的草籽在压力作用下向护坡土壤均匀的喷洒。实际上把草皮种植加固土层安置于每个土工格内,由此即可生产固土种植基;高分子材料聚丙烯、聚乙烯等经过加工处理可以形成土工格结构,土工格的设立可以提高护坡的摩擦阻力,加之草皮的种植可以提高护坡的承受能力以及土壤层的稳定性。
        2.2植物固土技术
        植物固土法是在护坡上种植具有比较发达根系的植物,充分利用深入土层中的植物根系发挥相应的锚固作用,从而实现土壤加固的目的。植物根系法既有保持水土、加固土壤、美化城市形象的功能,又能符合生态环境及现代人们生活需求。其中,比较常见的固土植物有常春藤、凌霄、麦冬、沙棘、龙须草、黄刺玫、三裂绣线菊、迎春、地锦、石竹、黄栌、金银花、池杉、刺槐、紫叶矮樱、紫穗槐等,茭白、芦苇多用于南方地区,而刺槐、迎春多用于北方地区。考虑不同地区的气候条件与生态环境,因地制宜的选择合适的植被类型。
        2.3土壤固化剂添加技术
        该技术以土壤为主体融入添加剂激发土壤性质发生变化,促使土壤中的水分与固化剂中的激发物质结合,并发生化学反应组成新的化学键,对于土壤中的水分子这种化学键的吸附能力极强,通过对水分的吸收实现固化土壤的成效。河道生态治理要求护坡表层土壤固化,保持岸坡土壤以及深层土质疏松,并为河流水生动植物提供适宜的生长、繁衍空间。因此,土壤固化剂能够使护坡表层土壤局部固化,并且对深层土壤结构不产生明显影响,在保持水土的同时还可创设良好的生境条件,其推广与应用前景较为广阔。
        结语
        现阶段的水利工程项目中,人们对河道生态护坡技术的关注度日渐提升,生态护坡技术在当前的发展趋势下越来越多样,在实际的河道治理中,工程企业要根据现场条件的调查结果,来选择最为恰当的河道生态护坡技术,提升河道生态护坡的综合效益。
        参考文献:
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        [4]陈小华,李小平.河道生态护坡关键技术及其生态功能[J].生态学报,2007,27(3):1168-1176.
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