浅析河道生态护岸设计

时间:2022-09-01 10:21:29

浅析河道生态护岸设计

摘要:严格遵守安全性、生态性、亲水性和持续性等原则,从整体上恢复原有的自然生态结构,充分考虑动植物的生存条件和水体的景观美感以及养护要求 ,使城市充分发挥出其生态服务功能。

关键词:生态护岸、设计原则、植被

Abstract: strictly abide by the safety, ecology, hydrophilic and sustainable principles, overall restore original natural ecological structure, full consideration of the plants and animals living conditions and the water landscape aesthetic feeling and maintenance requirements, make the city give full play to its ecological service function out.

Key words: the ecological riverbank, design principles, vegetation

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1.生态护岸的定义及功能

生态护岸是恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸,将护岸由过去的混凝土结构改造成为能使水体和土体、水和生物相互涵养,适合生命栖息和繁殖的仿自然状态的护岸。一方面生态护坡满足防洪抗冲标准要求,构建适宜植物生长的生态防护平台;另一方面生态护坡满足边坡生态平衡要求,建立良性的护坡生态系统,形成由高大乔木、低矮灌木、花草、鱼巢、水草、动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体组成的河坡立体生态体系。生态护岸可以分解成堆岸、铺设层、护岸和缓冲带等几个主要部分,其功能可以概括为: (1) 通道作用,生态交错带可作为相邻生态系统之间生态流的通道;(2) 过滤器作用,河岸带可以过滤和截留沉积物、水分和营养物质;(3) 源的作用,生态交错带为相邻生态系统提供物质、能量和生物来源;(4) 汇的作用,与源的作用相反,生态交错带能吸收积累某些组分; (5) 环境作用,生态护岸的坡脚部分具有高孔隙率, 为水生植物、水生动物、其他两栖类动物以及水生微生物提供了栖息、繁衍和避难的场所。

2.河道生态护岸设计原则

2.1符合工程设计技术要求

生态护岸是护岸工程的一种形式。它首先须满足工程的稳定性与安全性要求,在此前提下,兼顾生态环境效益与其他效益,切不可轻重倒置。因此,应符合工程设计的相关技术要求。在满足护岸工程稳定与安全的前提下,尽量减少其人为改造,以保持天然河岸蜿蜒柔顺的岸线特点,以及拥有可渗透性的自然河岸基底,以确保河岸土体与河流水体之间的水分交换和自动调节功能。

2.2满足生态环境修复需要

河流及其周边环境本是一个相对和谐的生态系统。在河流生态系统中,食物链关系相当复杂,水和泥沙是滩岸和河道内各种生物生存的基础。按传统护岸方法,河岸被衬砌、硬化之后,阻隔了河流与滩岸植物的水气循环,造成了整个河流生态系统的破坏。生态护岸把河水、河岸、河滩植被连为一体,构成一个完整的河流生态系统。生态护岸的岸坡植被,可为鱼类等水生动物和两栖动物提供觅食、栖息和避难的场所。在生态护岸设计时,应通过水文分析确定水位变幅,选择适合当地生长的、耐淹、成活率高和易于管理的植物物种。为了恢复和保持河流及其周边环境的生物多样性,生态护岸应尽量采用天然材料,避免含有大量添加剂的对水质、水环境有不利影响的材料,尽量减少不必要的硬质工程。此外,在岸坡上设置多孔质构造为水生生物创造安全适宜的生存与生长空间。

2.3体现人水和谐理念

生态型河道应是亲水型河道。因此,营造人水和谐的河流环境,必须考虑市民的亲水要求。可设计修建格式多样、高低错落、水陆交融的石阶、栈桥、长廊、亭榭等亲水平台,使城市河流成为人们亲近自然、享受自然的好去处。

2.4构建自然与美学结合的水景观

城市生态河道建设中的水景观设计’要遵循城市历史文脉,并与提升城市品味和回归自然相结合。河流滩岸的景观效果,应按照自然与美学相结合的原则,进行河道形态与断面的规划设计,避免防洪工程建设的园林化倾向。

2.5因地制宜,就地取材,节省投资。

城市生态河道建设,通常是以防洪为主的综合治理工程,其效益不仅体现在防洪安全上,还要体现在社会公益性上。规划建设时,要妥善协调好各有关方面的矛盾,处理好投资与利益的关系。注意就地取材,尽可能利用原有和当地材料,节省土地资源,保护不可再生资源,降低工程造价,减少管理维护费用。

3.河道生态护岸工程应用

3.1 植被生态护岸

植被护岸是采用发达根系固土植物进行护岸,发达根系在水土保持方面有很好的效果,国内外对此研究也较多。发达根系固土植物不仅可以固土保沙,防止水土流失, 又可以满足生态环境的需要,还可以进行景观造景。对于河道水域宽,岸坡较平缓,水位变化不大的河段可以采用。采用这种护岸型式关键在于植被品种的选择, 所选取的品种的生长条件必须与工程所在区域的生态环境相适应,最主要的因素就是土壤的湿度条件。目前,这种护岸方式在我公司设计的大学城堤岸防护工程中得到了应用,工程目前已实施多年,其防护效果和生态效果获得行业内外一致好评。下图1大学城堤岸防护工程设计横断面图。

图1

3.2 笼石结构生态护岸技术

笼石结构护岸工程并不陌生,众所周知的古代都江堰工程就曾运用竹篾石笼护岸。由于竹篾及一般钢材较易腐烂或腐蚀生锈,导致笼石结构破坏,因此目前国内已很少用于永久性河岸防护工程。新型的笼石结构复合种植基主要由镀锌或喷塑钢丝网笼装碎石肥料及种植土组成。在国外笼石结构作为永久性护岸工程被广泛接受和应用。国外流行的护岸采用镀锌240g/m2 的专用镀锌钢丝网笼作为永久护岸的建筑材料。笼石结构生态护岸有两种结构形式,一种是笼石挡土墙,而另一种是网笼垫块护坡。笼石结构生态护岸具有很好的整体性和柔性,既能够抵御水流动力的拖拽,又能够适应地基沉降变形;在不降低使用功效的同时,有利于自然植被的生长、改善生态和景观、施工方便,材料费虽高,工程总费用却不高,甚至比传统护岸更为经济。我公司设计的广东连江渠化工程中,河道岸坡防护较多的运用了宾格石笼垫块护坡新技术。该工程已运行两年,该护坡技术应用效果良好。

3.3 植被型生态混凝土护岸

植被型生态混凝土护岸最早由日本引进,近年国内水利工程中已有多宗实例。植被型生态混凝土应具有合理的孔隙率,给植物根系提供足够的生长空间,以保证植物正常生长,其次还应该保证孔隙间的贯通程度,以确保植物根系的发育扩展和养分补给的获得。实用的植被型混凝土必须提供简便易行的播种、补种、复种作业条件,使各种适用植物均能发芽生长,最主要还是要提高表面及孔隙内的附土、滞土、保土能力。目前,该技术在我国主要应用于河道护坡和大坝坝后护坡。施工时,在混凝土砖块的孔隙中充填腐植土,种子、缓释肥料、保水剂等混合材料,草籽生根、发芽,并穿透到土壤中生长,养护一段时间后,护砌的混凝土上就长满郁郁葱葱的嫩草。下图2为由我公司设计的正在施工中的海南某堤防工程的照片,该工程在设计洪水位以上采用了混凝土材料的水工植草砖进行护岸和绿化。

图2

4.结语

综上所述,在未来的生态护岸工程中应该更加重视提高生物措施的技术水平以减少对工程措施的依赖,加强植被品种的适应性以及组合应用研究,特别是乡土植物品种;进一步加强植被根系与其载体的相互作用关系方面的研究;加强生态护岸的生态效益、经济评价和社会评价等方面的研究,不断完善生态护岸的理论基础。

参考文献:

[1] 夏继红等.国内外城市河道生态型护岸研究现状及发展趋势[J].中国水土保持,2004(3):20-21.

[2] 孙永军,刘学功等.环保型绿色植被混凝土的开发与应用[J].水利水电技术,2004,35(1):85-86.

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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