略论河道生态治理中的生态护坡应用

摘 要: 本文介绍了河道治理过程中传统护坡结构型式对环境和生态的影响,在此基础上,介绍了目前国内外应用广泛的各种生态护坡型式,最后提出了在河道治理中生态护坡的设计原则。

关键词:河道;传统护坡;生态护坡;环境

中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号：

0前言：

河道整治过程中，护坡工程是范围广泛的大型基础设施，传统的河道护岸结构往往只片面强调对河道防洪、引水、排水、蓄水、航运功能，较少地考虑河道的生态或环境功能,因此河道的护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料。但是,这一举措严重破坏了河道自身的生态系统平衡,忽视了河道的其他功能。如今,人与自然和谐相处作为一种科学的理念,成为指导水利工作的中心思想。为了改变混凝土护坡对河道生态环境的破坏,国内外研究人员提出了生态修复理论及建设生态型护坡[1]。在河道整治中通过建设生态型护坡,改造传统护坡,改善和恢复被破坏了的河道生态系统,使河道成为集水利、生态、休闲等功能为一体的滨水空间。

1 常规河道护坡对环境与生态的影响

1.1 常规河道坡面材料及结构形式

很长时间以来，人们更注重河流本身的功能，如防洪、排水等，河道断面形式单一,走向笔直,河道护坡结构也比较坚硬,其原因主要是考虑河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等。因此,河道的护坡一般采用浆砌石、干砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块等材料,以及现在比较流行土工模袋混凝土护坡和重力挡土墙等材料和结构形式。

1.2 常规结构形式对环境与生态的影响

（1）对景观环境的影响。整齐的河流横截面​​笔直河流河流，虽然是一道风景线，但是不符合现代人们追求到自然景观的需求。昔日的碧水漪漪、青草幽幽、白帆点点或是污浊黑臭的污水的景象被坚硬的护坡和挡墙挡得无影无踪。这与现代城市河道周边无论现代或古典的建筑艺术都极不相称,与周围环境也极不协调。而且一旦这些结构遭到破坏以后,环境景观就更差了。（2）对人类生存环境的影响。长期生活在这个灰色的、僵硬的、不活动的混凝土墙之中，人的生理和心理健康会受到侵犯。在这种结构保护下的河道失去了河道原有的水边环境和水环境的功能,人们失去了娱乐、休闲和亲水的好去处,河道也因之失去了灵气和精神[2]。

（3）对生态环境的影响。原来的护坡和护岸结构对河坡采取了一个封闭的形式，河流生物和微生物失去生存的环境，很难生存，所以破坏的了河流的自净能力。同时各种水生植物也难以在坚硬的结构坡面上生长,各种水生物也因失去了生存环境而无法生存。整个生态系统的食物链就因一层坚硬的护坡结构而断开,生态环境因此而破坏,生态就失去了平衡。更有甚者,有的河道护坡和护岸结构还采用了全断面护砌的结构,其后果就更加严重,趋向也更加恶劣。

2 各种生态护坡型式浅析

2.1 生态格宾挡墙

格宾挡墙是将符合粒径要求的石料填入具有柔性的格宾网中达到一定的孔隙率、逐层砌筑的一种新型的柔性挡土构筑物。格宾挡墙适用于受水流冲刷和风浪侵袭,且防护工程基础不易处理或沿河挡土墙、坡脚基础局部冲刷深度过大的沿河路堤坡脚或护岸,近年来,格宾挡墙在国内也有所应用,主要用于河道岸坡防护。

(1)适应性强:生态格网工艺以钢丝网箱为主体,为一柔性结构,能适应各种土层性质并与之较好的结合,能很好的适应地基变形,不会削弱整体结构,更不易断裂破坏。

(2)透水能力强:生态格网工艺可使地下水以及渗透水及时的从结构填石缝隙中渗透出去,能有效解决孔隙水压力的影响,利于岸(堤、路、山)坡的稳定。

(3)结构整体性强:生态格网网片是由机械编织成双绞、蜂巢形孔网格,即使一、两条丝断裂,网状物也不会松开。有其他材料不能代替的延展性,大面(体)积组装,不设缝,整体性强。

(4)施工方便易组合:可根据设计意图,工厂内制成半成品,施工现场能组装成各种形状。

(5)耐久性好:生态格网网丝经双重防腐处理,抗氧化作用强,抗腐耐磨,抗老化,使用年限长。

(6)美化环境、保持生态:网箱砌体石缝终会被土填充(人工或自然),植物会逐渐长出,实现工程措施和植物措施相结合,亦绿化美化景观,形成一个柔性整体护面,恢复建筑的自然生态。结构填充料之间的缝隙可保持土体与水体之间的自然交换功能,同时也利于植物的生长,实现水土保持和自然生态环境的统一[3]。

2.2 蜂巢挡墙

广泛地应用于水利、公路、铁路、山体滑坡的治理、泥石流的防治、落石防护等,同时兼顾保护和恢复自然生态环境的功能。

(1)亲水性。结构填充料间的空隙为水与土之间交换创造了条件。

(2)保护水生态环境。通过人工植被或自然生长,实现优化、美化环境,保持原有的水边生态环境。

(3)稳定性、整体性好。单元结构之间紧密连接,成为一个整体的柔性结构。单元结构连接说明如下:螺旋连接线为与网箱相同材质的覆树脂膜钢丝;单元网箱间隔网与网身成90度相交,间隔网与网身的四处交角各双股绑扎一道,交接处采用连结线一孔绕一圈呈螺旋状穿孔绞绕连接;相临单元网箱采用四角先加装扣件(3 mm不锈钢扣件)后,相临框线采用连结线每隔25 cm绑扎一道,双股并绞紧;上下单元网箱相临框线每隔25 cm绑扎一道,双股并绞紧;网箱单元相临面之间每m2绑扎两道,双股并绞紧;1 m高档墙型式部位的网箱,每上下、左右1/3处设置拉筋线(即每m24处),呈八字形向内拉紧固定。

(4)透水性好。填充料系松散体,利于墙后填土内孔隙水的排出,有效的降低墙后的地下水位。填充石料(碎石或卵石)的粒径必须符合设计要求,蜂巢格网网箱应控制在8~25 cm,占80%以上,其余以良好级配或碎石填满空隙;蜂巢格网护垫应控制在5~10 cm,占90%以上,其余按设计要求。

(5)耐久性好,使用寿命长。材料的热镀锌及包塑防腐处理使其使用年限长。

(6)抗震性能好。箱笼为柔性结构,地震发生时结构内的松散填充料会自身调节适应变形,整个结构不会被毁坏。

(7)蜂巢格网结构的可变更性强。在已有的结构上可自由的延伸或者在基础许可的条件下继续加高。

(8)抗冲刷能力强。高速水流下,箱笼内的松散填充料即使有小的位移,也不会被水流带走,而是经过自身的调节达到新的平衡。同时单元结构之间的连接力也能使其更加牢固。具有独特的抗风浪袭击能力,蜂巢格网箱笼内填充料的空隙可以粉碎浪花,减小浪压力,当浪退下时可以破坏真空吸力,加上结构本身进行的微调,可确保工程的安全、稳定。

2.3 框格混凝土植草护坡

框格混凝土植草护坡是指将预制的形状不同的混凝土砌块铺设于坡面形成框格,在框格内回填客土,然后在框格内植草而形成的一种护坡与绿化相合的技术。其植草措施可以改善周边生态环境,恢复已破坏的植被,降低噪声和光污染,净化大气,促进有机污染物降解,增强景观效应。与传统混凝土板相比,施工现场条件要求低,砌块面积小,维修更换简单,易于适应堤身沉陷和坡度变化;与砌石相比,货源稳定,规格统一,外形美观,对石料缺乏地区是一种先进的替代工艺技术[5]。

2.4 生态砖(六角形空心砖)护坡

该生态砖是由混凝土中加入了用高新技术进行特殊制造并进行染整处理的合成纤维制成的,使混凝土的各项强度与耐久性都有不同程度的改善,提高了承受荷载能力;用于粘合废砖石骨料的水泥浆采用纳米级聚合物进行改性,增加了粘合强度;用新型的混凝土构件成型机制成六角形混凝土板块,铺设稳定性较好,满足水利堤防工程的特殊要求,同时,板块空隙率适合植物生长的需要[8]。由于它能使肥料缓释、水分保留、高碱性水环境条件的改善得到有效解决。植物能在这种混凝土板块上较好地生长。同时,它的颜色可以根据周围环境进行搭配和选择,也可以拼成各种各样的图案,改变了混凝土材料灰黑的旧面孔,使堤防在夏天绿草如茵,冬季五彩缤纷,成为河道一道亮丽的风景线。它实现了在混凝土上长草的愿望,较好地解决了堤防安全护砌与保护自然环境的矛盾。

3 结束语

生态护坡在河道整治过程中已经得到越来越多的应用,发挥着良好的性能特性。在河道整治过程中,应该按照相关规范要求,结合工程实际特性,建立系统可靠的边坡生态化防护设计方案,使水利工程建设护坡工程与周围环境融为一体,充分发挥水利工程边坡生态化防护的综合性能。

参考文献:

[1] 田晓静,高金超,王迎风.防洪河道生态护坡工程探析[J].黑龙江水利科技,2009(6):97-98.

[2] 赵鹏程,陈东田,刘 雪,等.河道生态建设的技术研究[J].中国农学通报,2011,27(8):291-295.

[3] 胡志超.生态格宾挡墙技术在苏北运河整治中的应用[J].中国水运,2011(3):133-135.