生態(tài)護坡技術在水利工程中的應用

李勇

摘 要：水利工程是基礎設施建設的重要內容，不僅可以滿足防洪、灌溉、發(fā)電等需求，還可以改善人們的生活質量。水利工程建設期間，要關注施工對河道生態(tài)環(huán)境的影響，采取科學的防治措施，維護河道生態(tài)環(huán)境。本文分析河道生態(tài)護坡的意義、關鍵要素及設計原則，深入探究生態(tài)護坡技術在水利工程中的應用情況，以供參考。

關鍵詞：水利工程;生態(tài)護坡;河道

中圖分類號：TV861文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）14-0043-03

Abstract： Water conservancy projects are an important part of infrastructure construction， which can not only meet the needs of flood control， irrigation， power generation， etc.， but also improve people's quality of life. During the construction of water conservancy projects， it is necessary to pay attention to the impact of construction on the ecological environment of the watercourse， and take scientific prevention and control measures to maintain the ecological environment of the watercourse. This paper analyzes the significance， key elements and design principles of ecological slope protection of watercourses， and deeply explores the application of ecological slope protection technology in water conservancy projects for reference.

Keywords： ecological slope protection;water conservancy project;watercourse

經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護聯(lián)系密切，二者同等重要。因此，人們不僅要關注經(jīng)濟發(fā)展，還要重視環(huán)境保護。近年來，國家持續(xù)加大水利建設投入力度，在工程建設中更加關注生物生存環(huán)境和水環(huán)境保護。在水利工程建設中，人們要做好河道生態(tài)護坡施工。生態(tài)護坡工程不僅能實現(xiàn)防洪排澇效果，還具有生態(tài)景觀價值。生態(tài)護坡能夠連接其他生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)物質交換、動態(tài)平衡，進一步實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 河道生態(tài)護坡的功能

1.1 防洪功能

生態(tài)護坡技術的應用能夠提升水利工程護坡建設水平。在水利工程中，生態(tài)護坡技術可以發(fā)揮調水、防洪等功能，應用價值較高。生態(tài)護坡工程可以根據(jù)水域系統(tǒng)變化特點，實時調整水文狀態(tài)，維護水域系統(tǒng)的動態(tài)平衡[1]。生態(tài)護坡工程能夠實現(xiàn)防洪效果，通過植物根系涵養(yǎng)水源，降低洪水侵蝕和沖刷能力。施工過程中，要合理選擇植被種類，優(yōu)選根系發(fā)達植物，滿足河道護坡抗旱、固堤要求。

1.2 生態(tài)功能

相比傳統(tǒng)護坡工程，生態(tài)護坡建設要求比較高，多體現(xiàn)在護坡防洪固堤、河道生態(tài)系統(tǒng)平衡、河道環(huán)境保護等方面。在建設生態(tài)護坡時，要注重保護生態(tài)環(huán)境，遵循植物生長規(guī)律，維護物種生態(tài)平衡，實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。生態(tài)護坡施工時，要綜合分析河道地形、地質、水資源和植被等因素，選擇合適的植物品種，維護河道護坡植物生長狀態(tài)，同時為動植物提供棲息場所，實現(xiàn)物種生態(tài)平衡。為了保護物種多樣性，工程建設期間必須嚴格控制施工對環(huán)境的不良影響。

1.3 景觀功能

長期以來，在生態(tài)護坡建設中，原材料的選擇與應用都是重點，如草皮、林木種植等。要利用植物相互適應性，優(yōu)化配置生態(tài)空間，營造出錯落有致、美觀的景觀效果。生態(tài)護坡施工時，要深入分析護坡植物品種與特性，修復河道施工水域，維護自然景觀。在選擇護坡植物時，要掌握地區(qū)植物生長特性，重點選擇外觀、生長習性相互適應的植物，確保多種植物景觀高度融合，達到植物配置的和諧統(tǒng)一[2]。

2 生態(tài)護坡的關鍵要素與設計原則

設計時，要遵循生態(tài)護坡特點，科學整治河道環(huán)境，提升護坡工程的價值。要按照設計要求，聯(lián)合工程力學、生態(tài)學、土壤科學和植物學知識，優(yōu)化邊坡支護方案。生態(tài)護坡要素涉及防洪設計、植被生態(tài)保護和河道生態(tài)平衡，有利于完善生態(tài)環(huán)境體系。基于水力穩(wěn)定、生態(tài)保護要求，河道環(huán)境治理時注重分析土建、水利因素，以免影響河道穩(wěn)定性，保證護坡設計方案效果。要優(yōu)化護坡設計，落實地域性、自然資源保護、回歸自然等原則，設計期間，對設計方案的內容不斷進行優(yōu)化，最大限度地減少對生態(tài)環(huán)境的不良影響。要合理應用生態(tài)護坡技術，優(yōu)化高穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)，確保生態(tài)護坡系統(tǒng)滿足防洪排水需求，發(fā)揮植物根系的自我維護、修復能力。

通過實踐可知，生態(tài)護坡系統(tǒng)造價低廉，且生態(tài)環(huán)境美化度高。多數(shù)地區(qū)采用生態(tài)護坡技術治理河道，建立成熟的設計與施工體系。生態(tài)護坡技術發(fā)展時間短，問題多，因此要優(yōu)化生態(tài)護坡方案設計，并明確以下要點[3]。第一，注重保護生態(tài)環(huán)境，合理選擇植被，增強環(huán)境與植被的關聯(lián)性，滿足植被生存環(huán)境、特性的一致性要求。第二，優(yōu)化生態(tài)護坡設計方案，推廣應用堤防與渠道設施，同時控制造價。第三，優(yōu)化設計混凝土施工方案，協(xié)調周邊環(huán)境，不能只關注施工需求，還應當滿足其他需求。第四，聯(lián)合大數(shù)據(jù)技術，調查和分析河道水位變化因素，優(yōu)化并調整樹木和其他植被，確保設計方案的有效性與合理性。第五，在選擇護坡生態(tài)系統(tǒng)植物時，應當考慮親水性問題。

3 河道生態(tài)護坡技術分析

河道生態(tài)護坡技術有人工種草護坡、土工材料固土護坡、生態(tài)型混凝土護坡和植草砌塊型護坡等類型。

3.1 人工種草護坡

河道生態(tài)護坡建設期間，人工種草護坡以人工播撒方式為主，應用到邊坡坡體表面。要選擇適宜的草系，確保草類根系發(fā)達，且具備良好的固土性能，避免水利工程邊坡產(chǎn)生水土流失問題。將天然草皮鋪設在坡面，以平鋪草皮護坡措施為主，有效處理低緩邊坡坡度，如圖1所示。但是，若土堤迎水坡面行洪流速比較快，則無法應用人工種草護坡技術。

在河道生態(tài)護坡工程中，技術人員可以運用噴播方式，充分發(fā)揮人工種草護坡技術的優(yōu)勢。在先進技術的支持下，要合理控制原材料配合比，按照標準比例拌和土壤改良劑、黏著劑、肥料和草籽。以機械加壓方式，將混合料噴射到坡面上。噴播可以提升作業(yè)效率，加快草籽發(fā)芽速度，確保出苗整齊度[4]。

3.2 土工材料固土護坡

建設河道生態(tài)護坡時，技術人員可以選用土工材料固土護坡技術，同時聯(lián)合應用三維植被網(wǎng)、生態(tài)袋和植生毯等方法。土工材料固土護坡技術比較先進，以聚丙烯材料為施工材料，注重加工和處理材料，優(yōu)先選用質地疏松且具備固土空間的網(wǎng)墊材料。操作期間，將護坡植物根系穿過網(wǎng)孔，以此確保植物正常生長。為了加強固土護坡效果，應當搭建三維植被網(wǎng)，結合地形優(yōu)勢，選擇適宜的植被種類，建設立體化植被護坡。同時，要填土植草，實現(xiàn)固土護坡效果[5]。

3.3 生態(tài)型混凝土護坡

生態(tài)型混凝土護坡技術的應用可以增強河道坡體的穩(wěn)固性。施工中先搭建混凝土框格，澆筑無砂混凝土，植物借助材料孔隙生長，與混凝土結構融合在一起，形成完整的生態(tài)系統(tǒng)?；炷两Y構體系中，生態(tài)型混凝土護坡技術的應用特點顯著，主要表現(xiàn)在三個方面。第一，注重生態(tài)型混凝土的應用，其包括有機客土層和土工格室層。其中，有機客土層涉及生物添加劑、石子、草炭和保水劑等。施工時需要將有機客土層、坡面原狀土壤連接在一起。植物可以在生態(tài)型混凝土格室內部生長，根系深入土壤內，與坡面聯(lián)系起來，形成豎向網(wǎng)狀結構，使噴播層和坡體結合在一起。第二，生態(tài)型混凝土護坡施工時，添加劑的使用能夠提升土壤活性，同時降低土壤堿性，增強土壤微環(huán)境活性。第三，應用網(wǎng)格生態(tài)護坡技術時，施工人員應當設置網(wǎng)格，同時選用磚石混凝土砌塊、現(xiàn)澆混凝土結構材料。待網(wǎng)格形成后，填充腐殖土，以滿足植物種植需求。在網(wǎng)格生態(tài)護坡中，植物生長活力較強，技術人員可以采用網(wǎng)格生態(tài)護坡，加強護坡施工效果。

3.4 植草砌塊型護坡

應用植草砌塊型護坡時，要注重材料性能與質量控制，包括多孔混凝土、保水材料的合理選擇與應用。在建設植被型生態(tài)混凝土時，將緩釋肥料、表層土添加到混凝土內。植被型生態(tài)混凝土骨架主要為多孔混凝土，因此護坡孔隙比較多，可以為植物提供生長空間，同時降低混凝土表面溫度，滿足植物生長需求。建設植草砌塊型護坡，可以有效防治邊坡問題，減少雨水沖刷影響，同時降低施工成本，該技術應用普及率高。

3.5 自嵌式擋墻護坡

自嵌式擋墻技術涉及加筋帶、填土、擋土塊體等施工內容。其采用復合結構，有效抵抗坡體動靜荷載，加強坡體穩(wěn)定性。當擋土墻穩(wěn)定性不足、外部環(huán)境影響大時，可以采用自嵌式擋墻，消除不良影響，發(fā)揮出生態(tài)護坡效果。基于結構特點分析，在墻體背水面設置過濾層，配置同級配碎石，可以加強排水能力。自嵌式擋墻具備透水、透氣優(yōu)勢，可以吸收污染物，凈化環(huán)境，維護生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。在自嵌式擋墻上設置孔洞結構并填充土壤，即可種植植物，有利于植物根系的生長，也有利于自嵌式擋墻穩(wěn)固性的提升，如圖2所示。

4 結語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生態(tài)環(huán)境保護意識不斷加強，環(huán)境保護受到前所未有的高度關注。水利工程建設期間，雖然傳統(tǒng)護坡技術對邊坡有加固效果，但施工對生態(tài)環(huán)境的破壞較大。為了提升水利工程質量，應當推廣和應用生態(tài)護坡技術，同時總結技術經(jīng)驗與不足，結合水利工程實況，探索新型技術模式與方法，促進水利工程的生態(tài)化發(fā)展。

參考文獻：

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[5]劉春華.基于河道護坡技術的水土保持治理效益評價：以遼寧大凌河流域為例[J].黑龍江水利科技，2017（2）：168-171.