浅析生态混凝土治理措施

摘要：在河道、库坝的传统治理过程中，由于比较片面地强调防洪、蓄排水等，忽略了其重要的自然生态保护和发展功能，已经严重影响了生态平衡和自然景观的完善。传统的护坡结构如浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等结构等，虽能基本满足护坡的要求，但在对保护水环境和维持自然生态环境的和谐方面影响极大。这就要求混凝土作为人类使用量最大的建设材料,除了要满足现代人的需求外,更要注重降低环境负荷、改善环境,使其具有优良的环境协调性,考虑自然循环、生物保护和景观保护等生态学问题,实现人类的可持续发展。

关键词：生态混凝土治理发展

中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：

前言：

水环境的整治已经愈来愈被社会各界所重视,人们已经由传统的防洪、排涝的水利建设观念向建设"安全、舒适、优美"的水环境观念转化。人们对水环境的要求越来越高,不仅需要与周围环境相协调的绿化景观，而且需要水质清澈的、完整的自然生态环境和景观。

该技术是从过去对混凝土的强度和耐久性要求的基础上，进一步与环境问题相结合，协调生态环境，降低环境负荷，保存与提高环境景观,使混凝土不仅仅是作为建筑材料，为人类构筑所需要的结构物或建筑物，而且成为与自然融合的、对自然环境和生态平衡具有积极保护作用的材料。该种混凝土除了起到护坡作用外,还由于其自身的多孔性和良好的透气透水性,能实现植物和水中生物的生长,起到净化水质、改善景观和完善生态系统的多重功能。

生态护坡包含护坡和生态两方面，其具体内涵为：一是在满足行洪、蓄水、排涝要求的基础上，保证大坝、河道岸坡稳定，防止水土流失；二是作为一个开放性的动态平衡系统，与其周围环境保持、改善及至提高生态系统的连续性、完整性和完善性，使之成为可持续发展的生态系统。

生态护坡技术将既能满足大坝、河道体系的防护标准，又利于大坝、河道生态系统的恢复和持续发展，体现 “人与自然和环境协调发展”的理念。

基于大坝、河道生态护坡是一个与周围环境相互协调、协同发展的开放性生态系统，生态护坡涉及的因素较多，所以选择护坡生态护坡技术路线的指导思想是：在满足岸坡稳定的前提下，以维持物种多样性，减少对资源的消耗，保持营养和水质净化循环，维持植物生态环境和动物栖息地的质量为基本原则。

在中国大部分地区，因为受传统技术的制约，城市及近郊的内江、内河的两岸基本上大都采用浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等传统技术。这些护坡技术，不仅施工和维护工作难度较大，同时隔绝了土壤与水体之间的物质交换，阻断了水体和近岸陆地土壤之间的联系，破坏了原有的生态系统。使陆岸动植物和水生动植物丧失了栖息空间，造成生物多样化下降，破坏了生态平衡，使水体自净功能下降甚至完全丧失。

一、生态混凝土护坡技术作用

1.1高强、耐久、抗冲刷、抗冻融

1.1.1抗压强度

一般来说，普通生态混凝土的强度低于普通混凝土的强度。而高强生态混凝土中的生态护坡专用添加剂可以加快水泥的水化反应，相当于早强剂的作用；在减少水泥用量的同时，加入生态护坡专用添加剂与水泥反应生成新的水化合物，提高水泥浆体的内聚力和泥浆体与骨料的粘附力，从而增强了混凝土的强度，解决了混凝土本身存在的强度与孔隙率的矛盾。因此此种混凝土可以称得上是一种早强混凝土，自然养护28d 后其强度能够达到10～30MPa。

1.1.2耐久性

生态混凝土的抗冻融能力是衡量其耐久性的重要指标。生态护坡专用添加剂能够在保证混凝土具有生态功能的同时,加大了水泥水化后生成的胶凝材料的粘结力,使得现浇透水·植生高强生态混凝土具有良好的抗冲击和抗疲劳性能,同时使得骨料可以抵抗温度变化而引起的混凝土内部的应力以及冻融时的膨胀应力和渗透应力，从而增大冻融循环次数，抗冻融性得以大大提高。

二、整体透水，实现保护层和堤体的长期稳定

混凝土中孔隙的存在是透水性混凝土透水性能的保证。现浇透水·植生高强生态混凝土通过加入生态护坡专用添加剂这种无机质混合材料，提高了水泥浆体的内聚力和水泥浆体与骨料的粘附力，使水泥浆体不会因坍落而堵塞生态混凝土下部结构的孔隙，确保孔隙在生态混凝土整体结构中的有效形成、强固和均匀排布。

采用生态混凝土技术，生态保护层使被保护层（堤体）内的水及空气等与外部自由流通，处于动态平衡状态，对其进行主动防护。

三、整体反滤，可省略反滤层；防止水土流失，抑制管涌现象

生态型护坡的首要功能是护坡。淹水区坡面的侵蚀主要来自两个方面：一是外在条件的风浪、降雨、温度等引起的侵蚀；另一方面是内在条件的水位下降而造成堤体堆土的流失(管涌现象)。因此，生态混凝土除了具备足够的强度外,还必须具有过滤性能，即保证只让水安全渗透而土质细颗粒不流出。

四、改善水生态环境，净化水质

采用生态混凝土技术，其形成的多孔隙结构利水体交换，具吸附作用，形成的生物膜实现水质净化。

在中国大部分地区，因为受传统技术的制约，城市及近郊的内江、内河的两岸基本上大都采用浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等传统技术。这些护坡技术，不仅施工和维护工作难度较大，同时隔绝了土壤与水体之间的物质交换，阻断了水体和近岸陆地土壤之间的联系，破坏了原有的生态系统。使水生动植物丧失了栖息空间，造成生物多样化下降，破坏了生态平衡，使水体自净功能下降甚至完全丧失。

排入河中的污染物首先被细菌和真菌作为营养物而摄取，将有机污染物降解为无机物，细菌被原生动物吞食，产生的无机物（如氮、磷等）作为营养盐被藻类吸收，藻类通过光合作用产生氧供其它水生生物利用，过量的藻类又被浮游动物食用，以上过程既为按食物链方式使污染物浓度降低。

五、植生，保持自然景观和生态环境

生态混凝土在满足行洪排涝要求的基础上，保证岸坡稳定，防止水土流失的同时，它本身也是一个开放式的动态平衡系统，不断与周围生态系统进行物质交换。

生态混凝土的孔隙率根据其粒料的颗粒不同组成可以达到20～30%的孔隙率，能够使植物的根系在混凝土中生长茂盛。

现浇透水·植生高强生态混凝土由于生态护坡专用添加剂的引入，与水泥反应形成新的水化合物，能够在混凝土表面形成致密的保护层，防止氢氧化钙的溶出。另外，由于减少了水泥用量，这对降低生态混凝土的PH值也极为有利。因此，现浇透水·植生高强生态混凝土的pH值可以控制在10以下，这样的低碱性有利于植物和水生物的生长。

六、消波、抗震

新型生态混凝土的表面粗糙，使用在水库大坝、湖泊内侧斜面，可以减轻波浪高度，防止斜面侵蚀。根据实验测定,该护坡技术可比传统护坡技术消波能力提高30～50%。新型生态混凝土与堤体相容性及具有多孔性等特点，对地震时的变形适应性强。

采用现浇透水型高强生态混凝土技术，被保护层（堤体）与保护层形成一体化施工构建，协调变形性能好，故抗震能力好，结构高强稳定。

生态混凝土护坡技术是将混凝土集料与生态护坡专用添加剂进行适当的配比和现浇施工，形成堤坝常水位下透水型生态混凝土护坡、常水位上植生型生态混凝土护坡的完整的生态护坡体系。该技术由于生态护坡专用添加剂的特殊贡献，使透水型生态混凝土同时具有强度高、孔隙率大、孔径小的性能特点，实现了耐久、透水、反滤的护坡功能；植生型生态混凝土同时具有强度高、孔隙率大、孔径合理的植生性能特点，既达到耐久、稳定的护坡目的，又能适应多种植生方式，满足绿化覆盖率达至95%以上的设计要求。

生态混凝土护坡技术在整体保障堤坝长期稳定的同时，完整构筑其水陆生态环境的自然沟通、保持和可持续发展，具有国际领先水平。