生態(tài)護(hù)坡措施在水利工程中應(yīng)用的功能及特點(diǎn)研究

肖向宏

中山市南朗鎮(zhèn)城市更新和建設(shè)服務(wù)中心 廣東中山 528400

現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程不斷加快的社會發(fā)展背景下，水利工程既是現(xiàn)代社會的重要基礎(chǔ)性設(shè)施，同時(shí)也與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。而防洪防汛工作也主要依賴于水利工程的不斷完善與建設(shè)，因此在當(dāng)前的社會建設(shè)中，水利工程具有著應(yīng)用的優(yōu)勢，同時(shí)也有著建設(shè)的必要性。我國也不斷加大水利工程建設(shè)的投入，在當(dāng)前的水利工程建設(shè)項(xiàng)目不斷增多背景下，水利工程也在積極探究提高建設(shè)質(zhì)量的方式方法。生態(tài)護(hù)坡作為近年來常見的水利工程建設(shè)技術(shù)既可以起到防洪防汛的作用，同時(shí)也有著生態(tài)環(huán)保的優(yōu)勢，與當(dāng)前環(huán)境友好型社會建設(shè)相統(tǒng)一的同時(shí)，也順應(yīng)了國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代要求。生態(tài)護(hù)坡措施作為水利工程建設(shè)背景下，應(yīng)用的時(shí)間較短的技術(shù)手段，對其應(yīng)用功能及特點(diǎn)進(jìn)行研究與分析可以促進(jìn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展與進(jìn)一步建設(shè)。

1 生態(tài)護(hù)坡

水利工程項(xiàng)目會通過多種多樣的手段來進(jìn)行岸坡防護(hù)工程。生態(tài)護(hù)坡是在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下，以水利工程建設(shè)技術(shù)不斷更新背景下發(fā)展起來的新型護(hù)坡方法。其雖然也是安坡防護(hù)措施的一種，但其既有著傳統(tǒng)的河道體系防護(hù)作用，同時(shí)也有著維護(hù)生態(tài)平衡的系統(tǒng)功能。

在我國傳統(tǒng)水利工程建設(shè)背景下，護(hù)坡防護(hù)主要采取硬化護(hù)砌工程措施，利用石材、混凝土等材料，以護(hù)砌結(jié)構(gòu)來維護(hù)工程的穩(wěn)定。而在該種傳統(tǒng)的護(hù)坡防護(hù)措施應(yīng)用背景下雖然維護(hù)了水利工程的穩(wěn)定性，但忽視了水利工程生態(tài)環(huán)境的建設(shè)，既破壞了環(huán)境的整體和諧，同時(shí)也影響了工程區(qū)的生物正常的生長。

因此在社會建設(shè)質(zhì)量不斷提升的發(fā)展背景下，我國也在積極探究生態(tài)型突破技術(shù)，生態(tài)型突破技術(shù)作為遵循生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律的防護(hù)手段，既能起到傳統(tǒng)岸坡防護(hù)具有的穩(wěn)定作用，同時(shí)也能考慮到生態(tài)環(huán)境建設(shè)的要求。在我國環(huán)境保護(hù)型社會建設(shè)背景下，生態(tài)護(hù)坡成為水利工程建設(shè)過程中逐漸采用并推廣的岸坡防護(hù)技術(shù)，當(dāng)前水利工程中所應(yīng)用的生態(tài)護(hù)坡主要采用了學(xué)科交叉的知識體系結(jié)構(gòu)，通過應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，在水利環(huán)境、生物、科學(xué)等多學(xué)科知識語言里的融合背景下，以植被為基礎(chǔ)，通過植被與工程材料的結(jié)合既能起到傳統(tǒng)安坡防護(hù)的工程穩(wěn)定作用，同時(shí)也能具有一定的生態(tài)功能，以生態(tài)恢復(fù)、抗滑動(dòng)等多重效果的完善，既減少了周邊環(huán)境所存在的水土流失問題，同時(shí)也提高了生物棲息地的質(zhì)量，為生物多樣性的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也進(jìn)一步改善了人居環(huán)境，促進(jìn)了水利工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[1]。

2 生態(tài)護(hù)坡的功能

與傳統(tǒng)的安坡防護(hù)技術(shù)不同，生態(tài)護(hù)坡既有著工程穩(wěn)定的功能，同時(shí)也有著防止水土流失，生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)等多樣化的作用，而從具體的水利工程生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐來看，生態(tài)護(hù)坡主要有著以下幾個(gè)方面的功能。

首先生態(tài)護(hù)坡有著固岸的功能。生態(tài)護(hù)坡主要依賴著植物的生長來保護(hù)水利工程建設(shè)環(huán)境下的生態(tài)平衡。而生態(tài)護(hù)坡所利用的植物可以通過根系深入岸坡的形式來形成相對較為穩(wěn)定的巖土層結(jié)構(gòu)，避免由于水利工程建設(shè)而存在的土體松散問題，既提高整體岸坡的抗滑力，同時(shí)也起到護(hù)坡固土的作用。生態(tài)護(hù)坡在經(jīng)營的過程中也會被應(yīng)用于斜坡的地理環(huán)境下，而在植物覆蓋的斜坡上相互纏繞的根系可以通過具有一定強(qiáng)度根網(wǎng)的形成，既將松散的土體團(tuán)結(jié)為整體，同時(shí)也通過更深層次的補(bǔ)充穩(wěn)定來增加水利工程建設(shè)環(huán)境下的土體穩(wěn)定性。

而在水利工程建設(shè)過程中，邊坡的穩(wěn)固與土體的條件密切相關(guān)，與坡體的水壓力也密切相關(guān)，為了更加高效的起到固定邊坡的作用，生態(tài)護(hù)坡所利用的植物根系可以在植物光合作用背景下起到吸收水分及水分蒸騰的作用，既提高土體的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)也通過坡體空隙水壓力的降低來增加整體岸坡的穩(wěn)定性。

其次生態(tài)護(hù)坡可以控制面源污染，水利工程應(yīng)用過程中存在著建設(shè)完成之后受到外部環(huán)境污染的實(shí)際問題，而河流兩側(cè)植被緩沖帶的設(shè)置可以起到控制面源污染的作用。土壤與植物的綜合過濾既可以在多方面作用于已形成的污染物質(zhì)，起到凈化水體，優(yōu)化河流水質(zhì)的作用[2]。

之后在水利工程生態(tài)護(hù)坡的應(yīng)用背景下，生態(tài)護(hù)坡作為陸生生物的主要棲息地，可以通過參與生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的模式來為生物提供食物來源，而生態(tài)護(hù)坡作為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，既于傳統(tǒng)的強(qiáng)制性護(hù)坡手段存在一定的差異，同時(shí)也可以通過生態(tài)護(hù)坡參與生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的形式，提高整體的環(huán)境建設(shè)有效性。而面對水利工程建設(shè)過程中所存在的水土流失問題，生態(tài)護(hù)坡可以通過保持水土減少水土流失的方式，以參與生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)非強(qiáng)制性手段的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)對于主體的固定，在依靠植物根系的背景下，既避免水土流失同時(shí)抑制地表徑流。

最后生態(tài)護(hù)坡在其應(yīng)用過程中，植被的存在可以有效地緩解雨滴的下落速度。而雨滴對于地面整體的沖刷力在經(jīng)植被緩沖之后也可以減低其沖擊力，水利工程建設(shè)應(yīng)用過程中，降水會對水利工程的應(yīng)用既起到一定的負(fù)面影響，而為了避免降水對水利工程產(chǎn)生一定的危害性，降水量較大區(qū)域生態(tài)護(hù)坡的的存在可以通過植被的利用來避免降水對于河岸結(jié)構(gòu)的破壞，植被阻攔雨滴的形式也可以直接降低降水對于地面的影響，在緩和的降水方式下盡可能降低雨滴對于地面的沖擊力也避免由于降雨水而引發(fā)的土地飛濺現(xiàn)象。

3 生態(tài)護(hù)坡的特點(diǎn)

雖然在當(dāng)前水利工程領(lǐng)域普遍應(yīng)用了生態(tài)護(hù)坡的方法，但根據(jù)水利工程條件的不同，生態(tài)護(hù)坡的應(yīng)用也有著一定的差異性。當(dāng)前水利工程生態(tài)護(hù)坡的手段也有著多樣化的選擇，而水利工程在其建設(shè)背景下對于生態(tài)護(hù)坡手段的選擇也要以實(shí)際的水利工程建設(shè)，以河堤水岸條件為基礎(chǔ)，在分析水文地質(zhì)條件的背景下選擇合適的生態(tài)護(hù)坡手段，保障其應(yīng)用效果的同時(shí)也發(fā)揮生態(tài)護(hù)坡的最大價(jià)值。

3.1 生態(tài)混凝土護(hù)坡

生態(tài)混凝土護(hù)坡主要采取河道兩側(cè)鋪設(shè)混凝土框架的模式來完成整體的護(hù)坡操作?；炷量蚣芸梢詾樯鷳B(tài)混凝土護(hù)坡搭建出具體的應(yīng)用范圍，而框架中無砂混凝土的添加可以通過內(nèi)部較大孔隙的保留來為草本植物提供生長空間。從生態(tài)護(hù)坡的實(shí)踐操作而言，生態(tài)的護(hù)坡要強(qiáng)調(diào)完整生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成，而生態(tài)混凝土護(hù)坡主要是通過混凝土框架內(nèi)無砂混凝土的添加來為草本植物與混凝土完整生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)，無砂混凝土既可以提供草本植物生長的空間，同時(shí)也有著較好的固土效果。

當(dāng)前在生態(tài)混凝土護(hù)坡的時(shí)實(shí)踐背景下，所應(yīng)用到的生態(tài)混凝土既有土工格室層也有有機(jī)土客層兩種方式。土工格室層主要指的是混凝土本身為細(xì)骨料，可以為草本植物的生長提供較大的孔隙，以草本植物與混凝土完整生態(tài)的形成來促進(jìn)整體生態(tài)護(hù)坡的構(gòu)建有效性。

而有機(jī)土客層主要是通過添加劑的加入，在多種添加劑的融合基礎(chǔ)上以添加劑與人種土相互接觸的形式來促進(jìn)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成。通常而言，從生態(tài)的角度，草本植物在生長環(huán)節(jié)會持續(xù)性的向下進(jìn)行根系生長，而草本植物根系與基層土壤的接觸可以固定整體生態(tài)護(hù)坡的坡面穩(wěn)定，以土層結(jié)構(gòu)的固定來促進(jìn)三維立體網(wǎng)的形成，有著更強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)也促進(jìn)了水利工程生態(tài)護(hù)坡有效性的提高[3]。

而就第2種有機(jī)土客層生態(tài)混凝土護(hù)坡的構(gòu)建而言，該種添加劑的使用可以提高草本植物的生物活性，以微生物的添加來促進(jìn)草本植物的生長，既提高整體護(hù)坡生命力的同時(shí)也使整體的生態(tài)護(hù)坡保持較好的活力，促進(jìn)草本植物正常生長，也促進(jìn)生態(tài)護(hù)坡生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。微生物作為生物界特殊的存在，既可以加快落葉樹枝的分解速度，同時(shí)也能分解土壤中的污染物質(zhì)，因此混凝土護(hù)坡在其構(gòu)建過程中既有著較強(qiáng)的適用性，同時(shí)也能保持較好的生態(tài)護(hù)坡構(gòu)建效果。但在利用該種生態(tài)混凝土護(hù)坡方法時(shí)要考慮到混凝土護(hù)坡的使用條件，混凝土護(hù)坡對于坡體角度有著較高的要求，不超過75度的坡體可以使用混凝土護(hù)坡的形式，而超過75度則需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，選擇其他類型的生態(tài)護(hù)坡手段。

3.2 自嵌式擋墻

自嵌式擋墻是生態(tài)護(hù)坡所使用的常見手段，自嵌式擋墻是在傳統(tǒng)擋土墻設(shè)置基礎(chǔ)上，通過新型生態(tài)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，以復(fù)合結(jié)構(gòu)的形成，既保障生態(tài)系統(tǒng)的形成，同時(shí)也維護(hù)爭取水利工程的穩(wěn)定性。在自嵌式擋墻的具體操作過程中，其主要有擋土塊體、填土和加筋帶三個(gè)部分組成，自嵌式擋墻的負(fù)荷結(jié)構(gòu)可以使整體的坡體具有一定的穩(wěn)定性，自嵌式擋墻作為依賴于傳統(tǒng)擋土墻所形成的新型生態(tài)護(hù)坡，傳統(tǒng)穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)被自嵌式擋墻復(fù)合性結(jié)構(gòu)所消解，而自嵌式擋墻的復(fù)合性結(jié)構(gòu)也使得該種突破方式不易受到外界環(huán)境的侵蝕，表現(xiàn)出了更強(qiáng)穩(wěn)定性的同時(shí)也表現(xiàn)出了更強(qiáng)的可靠性。

為了進(jìn)一步提高自嵌式擋墻的應(yīng)用效果，從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，自嵌式擋墻可以發(fā)現(xiàn)擋土塊體、填土和加筋帶作為其中的主要成分是整個(gè)自嵌式擋墻的基礎(chǔ)，而墻體水面過濾層的設(shè)置也可以為墻體提供出色的自行排水能力，在水利工程的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，自嵌式擋墻的結(jié)構(gòu)特征解決了傳統(tǒng)的擋土墻穩(wěn)定性較差的問題，而自嵌式擋墻特有的污染物吸收和環(huán)境凈化問題，也使得該種生態(tài)護(hù)坡形式構(gòu)成了一定的生態(tài)自然平衡性

自嵌式擋墻可以通過多種孔洞結(jié)構(gòu)的設(shè)置來為植物的生長提供空間，而植物根系生長過程中，其根系的不斷強(qiáng)化可以增強(qiáng)自嵌式擋墻的整體穩(wěn)定性。植物生長孔與墻體內(nèi)部錯(cuò)位結(jié)構(gòu)的構(gòu)建可以在自嵌式擋墻內(nèi)部形成若干通道和孔洞，既為生態(tài)平衡中的各個(gè)生物提供生長的環(huán)境，同時(shí)隨著魚類的增多，自嵌式擋墻也能促進(jìn)其他水生植物的進(jìn)一步發(fā)展，既避免水體在生長過程中存在的負(fù)營養(yǎng)化問題，同時(shí)也能保障水質(zhì)的純凈度，為其他微生物以及生物的成長提供空間。

由于生態(tài)系統(tǒng)對于氮磷化合物有著一定的處理需求之前，自嵌式擋墻系統(tǒng)的構(gòu)建既可以進(jìn)化水體，同時(shí)也能抑制水污染現(xiàn)象，而自嵌式擋墻的實(shí)用性特征，也使得自嵌式擋墻在當(dāng)前水利工程中有著較多的應(yīng)用空間。在具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)，面對坡體整體高度較大的情況下則要根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際地質(zhì)條件來分析自嵌式擋墻應(yīng)用的必要性[4]。

3.3 生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡

內(nèi)容生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡也是有著較好護(hù)坡效果和生態(tài)功能的。生態(tài)護(hù)坡手段既有著護(hù)坡和生態(tài)的功能，同時(shí)也從美觀角度具有一定的景觀價(jià)值。而在當(dāng)前水利工程建設(shè)環(huán)境下，生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡是具有著較好經(jīng)濟(jì)效益與社會價(jià)值的生態(tài)護(hù)坡形式，生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡使用到了預(yù)制混凝土磚塊，這種特質(zhì)的磚塊有著特殊的聯(lián)鎖式結(jié)構(gòu)。磚塊之間的連接功能可以使整體的生態(tài)聯(lián)鎖式具有出色的耐沖刷性能，而磚塊連接后中間位置連接孔的形成也可以為植物的生長提供的條件。

一般情況下生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡會在包裝連接孔中種植根系發(fā)達(dá)的草本植物，而草本植物在不斷的生長，不斷的根系延展下，整個(gè)生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡形式的耐久性穩(wěn)定性也會得到提高與增長。前文提到生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡，既有著護(hù)坡與生態(tài)功能，同時(shí)也有著景觀的價(jià)值。也正因如此，在當(dāng)前水利工程建設(shè)中，雖然生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡有著較好的應(yīng)用效果，但其更加側(cè)重生態(tài)效果的本質(zhì)特征，使得生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡具有著局限性的適用范圍。景觀效果的存在影響了生態(tài)聯(lián)鎖護(hù)坡的抗沖刷能力，而對于水利工程高流速河道的較強(qiáng)沖刷力而言，生態(tài)聯(lián)鎖式護(hù)坡并不適用于該種應(yīng)用背景，其僅僅適用于平原區(qū)域的低流速河道，而生態(tài)聯(lián)鎖護(hù)坡景觀價(jià)值較高的特色，會帶動(dòng)周邊河道兩側(cè)大規(guī)模植物帶的形成，該種特殊的觀賞以及景觀價(jià)值是其他生態(tài)護(hù)坡形式所不具備的特殊優(yōu)勢[5]。

4 結(jié)語

生態(tài)護(hù)坡技術(shù)作為水利工程中應(yīng)用廣泛的護(hù)坡形式，與傳統(tǒng)護(hù)坡方法相比，其既有著維護(hù)穩(wěn)定性的功能，同時(shí)也有著保持生態(tài)平衡的特殊價(jià)值。而為了促進(jìn)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在水利工程中的不斷應(yīng)用，水利工程在其建設(shè)背景下要通過對于水文地質(zhì)條件的分析，以有效的手段來選擇合理的生物護(hù)坡技術(shù)，既確保生物護(hù)坡應(yīng)用的有效性，同時(shí)也為水利工程穩(wěn)定性的提高奠定基礎(chǔ)。