生态护坡在水利工程与城市堤防中的应用

生态护坡在水利工程与城市堤防中的应用

【摘要】本文在对生态护坡概念分析的基础上，剖析了生态护坡的内涵，介绍了目前主要的生态型护坡技术，并对其优缺点进行了评价，最后提出了生态护坡技术创新时应该注意的问题。

【关键词】生态护坡；水利工程；城市堤防

在不同的时期，人们对提防河道护坡的认识跟要求是不一样的，生态护坡之所以越来越受重视是因为人们对水环境的要求越来越高、追求人与自然的和谐相处。在以后的水利工程设计跟城市提防建设中，应该将生态护坡功能与水利工程功能，水利安全功能同等考虑，通过科学技术的创新来选择和确立生态和节约的工程护坡方式。

1 生态护坡概念的内涵

生态护坡概念的内涵应该包括两个要素：一是，河道护坡满足城市提防标准要求，构建能透水、透气、生长植物的生态防护平台；二是，河道护坡满足边坡生态平衡要求，即要建立良性的河坡生态系统，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河坡立体生态体系。前一个要素是人对自然的要求，即人们为了社会经济的发展和安全改造自然；后一个要素反映了人们对自然的尊重，即改造自然但不破坏自然的平衡。二者结合体现了“人与自然和环境协调发展”理念。

2 生态护坡的设计应当与生态过程相协调，使其对环境的破坏影响减少到最低

这样就意味着设计应当以物种多样性，尽量减少对资源的破坏，保持动物栖息地跟植物生长地的质量，保持营养和水循环，有益于改善人类居住环境跟生态系统的健康为总体原则。主要包括以下三个方面：

2.1 当地原则

生态护坡的设计应因地制宜，首先必须充分了解当地自然环境，然后在进行与当地自然环境相匹配的设计。包括：①尊重传统文化和乡土知识；②适应场所自然过程，设计时要将这些带有场所特征的自然因素考虑进去，从而维护场所的健康；③以生态护坡与当地自然条件和谐为目的，尽量使用当地材料、植物根建材。

2.2 保护与节约自然资源原则

对于自然生态系统的物流和能流，生态设计强调的解决之道有4条：①保护不可再生资源，不是万不得已，不得使用；②尽可能减少能源、土地、水、生物

资源的使用，提高使用效率；③利用原有材料，包括植被、土壤、砖石等服务于新的功能，可以大大节约资源和能源的耗费；④尽量让护坡处于良性循环中，从而使资源可以再生。

2.3 回归自然原则

自然生态系统为维持人类生存和满足其需要提供各种条件和过程，这就是所谓的生态系统的服务。着重体现在：①自然界没有废物，每一个健康生态系统，都有完善的食物链和营养级，所以生态设计应使系统处于健康状态；②边缘效应，在两个或多个不同的生态系统边缘带，有更活跃的能流和物流，具有丰富的物种和更高的生产力，也是生物群落最丰富、生态效益最高的地段，河道岸坡作为水体生态与陆地生态之间的边缘带，在设计时应充分考虑其边缘效应；③生物多样性，保持有效数量的动植物种群，保护各种类型及多种演替阶段的生态系统，尊重各种生态过程及自然的干扰，包括自然火灾过程、旱雨季的交替规律以及洪水的季节性泛滥。

3 我国生态护坡技术近期发展较快，形式多样的生态护坡技术已经在北京、上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用

目前采用的生态护坡技术主要有：植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基以及石笼植物复式网格护坡等。

3.1 植物护坡

发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，采用发达根系植物进行护坡固土，既可以达到固土保沙，防止水土流失，又可以满足生态环境的需要，还可以进行景观赏视，在防洪工程护坡方面可以借鉴。

固土植物可根据该地区的气候，选择适宜的植物品种。播种方法主要包括：a）人工种植或移植法；b）草皮卷护坡法；c）水力喷播法等。近年来，一些发达国家，利用水力喷播的方法在人们常规方法难以施工的坡面上植草坪。水力喷播植草技术是指以水为载体，将经过技术处理的植物种子、木纤维、粘合剂、保水剂、复合肥等材料混合后，经过喷播机的搅拌，喷洒在需要种植草坪的地方，从而形成初级生态植被的绿化技术。与传统植草方法比，具有可全天候施工，速度快，工期短，成坪快，养护费用少，不受土壤条件差、气象环境恶劣影响的优势。

3.2 土工材料固土种植基护坡

土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。

土工网垫固土种植基，主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成，在多层网的交接点

经热熔后粘接，形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧，有合适的高度和空间，可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长，长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。固土网垫由人工进行铺设，植物种植一般采用草籽加水力喷草技术完成。这种护坡结构现在运用较广，如上海浦东国际机场围海大堤工程、上海化学工业区围海造地工程的护坡均采用此种型式。另外，现在又出一种土工单元固土种植基，即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植革达到固土护坡的作用。

土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性，虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些，但还是难以抵御较大洪水侵蚀，还不能应用到堤防迎水坡面。

3.3 植被型生态混凝土护坡植被

该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成，是植被型生态混凝土的骨架，具有较高透气性，在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。保水材料以有机质保水剂为主，并掺入无机保水剂混合使用，为植物提供必需的水分。表层土铺设于多孔混凝土表面，形成植被发芽空间，减少土中水分蒸发，提供植被发芽初期的养分，防止草生长初期混凝土表面过热。

总之，水利工程生态护坡是“既满足河道体系的防护标准，又利于河道系统恢复生态平衡”的系统工程，应当树立“尊重自然、恢复自然”的理念，使护坡工程与周围环境融为一体，还人们一个清新、和谐的自然环境。

【参考文献】

[1]刘琼，张晨曦.雷诺护垫技术在河道护坡工程中的应用及其生态意义[J].湖南水利水电，2010（03）.

[2]熊洁.草皮护坡在堤防工程中的应用[J].黑龙江水利科技，2002（03）.

[3]苏慧，孙玉松，颜建，李明.铰链式混凝土砌块生态护坡技术在工程中的应用研究[J].水利与建筑工程学报，2013（03）.