谈水利防洪工程中生态护坡建设

谈水利防洪工程中生态护坡的建设摘要:本文作者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:防洪工程;生态护坡;技术

在不同的时代，人们对堤防河道护坡的认识和要求是不同的，生态护坡就是在现阶段人们对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下，日益受到重视的。在未来水利工程设计和防洪建设中，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，通过科学技术创新来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式。现将以可持续发展的观点，就水利防洪工程生态护坡谈几点认识，供水利专业广大同行探讨。

1生态护坡的内涵

生态护坡概念的内涵应该包括两个要素:一是河道护坡满足防洪抗冲标准要求，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生态护坡与传统护坡的比较

传统的河道护坡主要有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。这些结构形式的护坡，在保持岸坡的结构稳定性、防止水土流失以及防洪排涝等方面，起到了一定的作用。但是这些护坡工程的造价均相对较高，且水下施工、维护工作难度较大。其最大的缺点在于，它仅仅从满足河道岸坡的稳定性和河道行洪排涝功能的角度出发进行设计施工，很少考虑对环境和生态的影响。而且传统的混凝土护坡在施工中均不同程度地使用了一些添加剂，如早强剂、抗冻剂、膨胀剂等，这些添加剂在水中发生反应，对水质和水环境产生不利的影响。

与传统的护坡技术相比，现有生态型护坡技术，除了具有增强岸坡稳定性、满足河流防洪排涝、防止水土流失等功能外，更具有自然生机，可以与周围景观相协调。生态护坡具有一定的开放性，能保护生物的多样性，较少改变河道生物栖息环境。生态护坡材料以环保材料为主，多数为天然材料，对环境污染小。

现有生态护坡也有不完善的一面:考虑了护坡上的植物，而忽略了动物及微生物，忽略了生态护坡作为一个完整生态系统的动态性，忽略了真正意义上的生态护坡应该是在保证边坡稳定的基础上，以营造河道边坡系统的生物多样性为主要目标。因此，现有生态型护坡技术，虽带有一定的生态色彩，却是不完善的生态护坡技术。

3生态护坡技术的措施

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。

防洪工程用植物护坡也存在一些问题:护坡当年易被雨水冲刷

形成深沟，护坡效果差。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m/s的

土堤迎水坡面和防洪重点地段(如河流弯道)不适宜植草护坡。

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草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，并掺人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。

植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能，上面的覆草具有缓冲性能。由于草根的“锚固”作用，抗滑力增加，草生根后，草、土、混凝土形成一体，更加提高了堤防边坡的稳定性。这种护坡受水位骤降的影响较小;在季节性寒冷地区，有利于排出和降低被保护土内含水量，减少冻害破坏。

4防洪护坡创新中应重视的几个问题

4．1从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设，人们已习惯于建设传统护坡，对于新的科学技术和创新成果的推广，必然会遇到种种阻力。因此，需要有一定的政策支持，才能确保新一代护坡技术的广泛使用。

4．2多方面考虑。生态护坡需要考虑行洪、安全、美观、环保等多个方面，并且要对我国经济发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和环境污染排放处置等都要有一定的了解。

4．3重视科技创新。在河道堤防护坡工程建设中，一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新，以减少材料成本，降低工程造价。另外，还要充分调动水利科技工作者的积极性，开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。