几种常用河道生态护坡及其适用性分析
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几种常用河道生态护坡及其适用性分析
Abstract With the development of society and economy,ecological element is considered frequently in the river treatment. And more and more ecology styles of slope protection are applied in China,however,the research of the type and applicability of ecology slope protection was scant. 7 common ecology styles of slope protection and their applicability were summed up and analyzed in this paper,which can use for the reference for the choice of ecology slope protection in the river treatment.
Key words River;Ecology slope protection;Applicability
传统的河道护坡在河床、护岸稳定方面效果很好,但却忽视了环境保护和生物生存的需要。随着人们环保意识的增强和生态环境保护的要求,传统的硬质护坡已经不能满足人类社会发展的需要。因此,生态护坡的出现,顺应了人与自然和谐持续发展的需求,不仅是河道护坡工程建设的一大进步,也将成为今后护坡工程建设的主流。生态护坡在国内的应用逐渐增多,但对不同类型的生态护坡进行系统的分析研究很少。该文例举了较常用的几种生态护坡,并对其适用性进行了分析,为以后河道治理工程生态护坡的选择具有一定的指导作用。
1生态护坡的定义
生态护坡是综合考虑“水安全、水环境、水资源、水景观”的协调,在满足防洪、排涝、航运等工程需求的同时,充分考虑生态效应,把河堤由过去的混凝土建筑物改造成适合生物生长的,水、土、生物相互涵养的仿自然状态的护坡。生态护坡包含2个层面的含义。首先是护坡,需要具备河道护坡的功能,在满足行洪排涝要求的基础上,保证岸坡的稳定,防止水土流失,其要点是构建能透水、透气、调节水文过程、缓冲洪水、控制侵蚀、生长植物、截留降解污染物的生态防护平台。其次是生态功能,河道护坡要满足边坡生态平衡的要求,即
要建立良性的河坡生态系统,形成由高大乔木、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有机的河坡生态系统。(在这一完整生态系统中,不仅包括植物,还有动物及微生物,系统内部之间以及与相邻系统(如河流生态系统、陆地生态系统)间均发生着物质、能量和信息的交换,具有很强的动态性;这一物质、信息和能量的循环体系的良性循环使得该生态系统能进行自组织和自我修复,增强了系统的稳定性和可持续性。与传统的浆砌或干砌块石、现浇混凝土和预制混凝土块体护坡相比,生态护坡不仅具有造价低,施工简便,运行维护成本低的优势,对环境和生态的干扰也比传统护岸小得多,还能起到降雨截流、径流延滞、提供生物栖息地的作用,体现了尊重自然,人水和谐的思想。
2生态护坡的分类
近年来,针对河道区域、功能、水文条件的不同,开发了多种生态护坡材料与方法。我国较常用的生态护坡型式有植物型护坡、土工材料复合种植基护坡、网石笼结构生态护坡、植被型生态混凝土护坡、多孔质结构护坡、水泥生态种植基护坡等。
2.1植物型护坡
这种护坡型式是通过在岸坡种植植被(乔木、灌木、草皮等),利用植物发达根系的力学效应(深根锚固和浅根加筋)和水文效应(降低孔压、削弱溅蚀和控制径流)进行护坡固土、防止水土流失,在满足生态环境的需要的同时还可进行景观造景。主要应用于水流条件平缓的中小河流和湖泊港湾处,在城市亲水景观设计中也有采用。固土植物选择一般应考虑如对土质要求、适应气候条件状况、耐酸碱性、耐高温干旱能力、生长能力等因素,同时应具有根系发达,、生长快、绿期长、生根性强、成活率高、价格低廉、管理粗放、抗病虫害、与杂草竞争力强的特点。目前,我国植物护坡工程中常用的植物分为冷季型和暖季型。冷季型的植物主要有:多年生黑麦草、细弱剪股颖、高羊茅、草地早熟禾白三叶、无芒雀麦、红三叶、白脉根等;暖季型植物主要有:马尼拉、狗牙根、假俭草、野牛草等。植物型护坡的缺
点在于抗水流、风浪冲刷能力有限,对水流条件要求较高,且初期易早雨水冲刷形成深沟,影响护坡效果。
2.2土工材料复合种植基护坡
此类护坡可以分为土工网垫固土种植基护坡、土工单元固土种植基护坡、土工格栅固土种植基护坡,具体如下:
2.2.1
土工网垫固土种植基护坡。这种护坡主要由网垫、种植土和草籽3部分组成。土工网的品种很多,常用的三维土工网是以热塑性树脂为原料,采用科学配方,经挤出、拉伸等工序精制而成,其底层为一个高模量基层,采用双向拉伸技术,其强度高,足以防止植被网变形,并能有效降低雨滴的冲击能量,增强土体表面的抗冲刷能力,有效控制面源污染的入河量。其化学性质稳定,对大气、土壤、微生物呈惰性。三维土工植被网的表层为一个起泡层,膨松的网包以便填入土壤和草籽,网垫质地柔韧、疏松,使得植物的根系可以自由穿过,网垫具有一定的保温功能,为种子发芽提供适宜的温度条件。在草皮长成后,网垫、草皮和土壤表层牢固结合,提高岸坡的稳定性,有效防止水土流失。土工网垫固土种植基护坡优点有:①固土效果显著。坡脚为45°时,平面网的下滑率为33%,三维网下滑率为0;坡脚为60°时,平面网下滑率为100%,三维网下滑率为16%);②抗冲刷能力强。当植物生长茂盛时能抵抗冲刷的径流流速达6 m/s,为一般草皮的2倍多;③经济环保。网垫采用可降解材料,无污染;与混凝土护岸相比,该护岸更为经济。但是,该种护坡形式抗暴雨冲刷能力仍然较弱,取决于植物的生长情况,同时,在水位线附近及以下不适用该技术。
2.2.2
土工单元固土种植基护坡。土工单元种植基,是利用聚丙烯等片状材料经热熔粘连成蜂窝状的网片,在蜂窝状单元中填土植草,起到固土护坡作用。这种土工格室具有材料轻、耐磨损、抗老化、化学性质稳定、适用温度范围宽、韧性好、抗冲击力强、不易变形、运输方便的特点。施工连接简单,施工方法方便,能大大提高施工效率,并