生態(tài)襯砌技術(shù)在國土綜合整治領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用

周艷平 繆麗

【摘要】在我國現(xiàn)階段的國土綜合整治領(lǐng)域之中，農(nóng)田灌溉渠道是重要的組成部分。農(nóng)田的灌溉渠道擔(dān)負著農(nóng)田水利輸送的重要灌溉職能，但是在充分發(fā)揮水利灌溉功能的同時，大量混凝土材料的應(yīng)用也給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來了一定的負面影響，如當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境惡化、環(huán)境承載能力降低以及生物多樣性下降等等。長沙市長沙縣金井鎮(zhèn)澗山村以混凝土生態(tài)襯砌渠道建設(shè)、原生態(tài)植被覆蓋等方式進行了生態(tài)襯砌改造，在充分保證灌溉渠道輸水功能的同時，也保持了渠道周邊區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善，實現(xiàn)了發(fā)展與環(huán)境保護的雙贏模式。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)襯砌;國土綜合整治;研發(fā)與應(yīng)用

1、引言

渠道襯砌技術(shù)是一項重要且有效的農(nóng)村水利灌溉節(jié)水技術(shù)措施，襯砌技術(shù)的運用一方面可以提升渠道的自身水利輸送能力，另一方面也可以有效減少渠道灌溉過程中的滲漏情況，提升渠道灌溉效率。在傳統(tǒng)的渠道襯砌技術(shù)運用過程中，較為常見的技術(shù)措施是將渠道三面全部以光滑的平面進行鋪設(shè)，這樣全部光滑襯砌的施工方式可以有效提升水資源的利用率，并提升節(jié)水效果減少渠道輸水過程中的滲漏現(xiàn)象，但是這樣的施工方式并沒有對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的生態(tài)進行充分的保護，這一類的襯砌施工作業(yè)雖然具有外表美觀、運行維護成本低廉以及可靠性強等特點，但是一定程度上也帶來了渠道周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，生物多樣性下降等問題。本文以長沙市長沙縣金井鎮(zhèn)澗山村土地綜合整治項目為例，介紹生態(tài)襯砌技術(shù)的應(yīng)用情況。

2、工程概況

長沙市長沙縣金井鎮(zhèn)澗山村土地綜合整治項目，開始于2013年，是湖南省首個生態(tài)保護型土地整治項目試點工程。在這片土地的生態(tài)治理過程之中，采用了生態(tài)襯砌技術(shù)。其具體做法為：首先，在農(nóng)田灌溉水渠內(nèi)部設(shè)置生態(tài)型“卡扣磚”，靠榫接的方式組合，不需要砂漿粘連。與此同時，這類襯砌的結(jié)構(gòu)并不是普通的瓷磚構(gòu)成，而是在每塊磚有兩個圓孔，孔洞里長出野草。整個渠道坡面有成千上萬的圓孔，為自然植物的生產(chǎn)提供了充分的生長空間和發(fā)育場所。其次，在溝渠灌溉過程中沿著灌溉水渠的流向，設(shè)置了許許多多的生物池，供生態(tài)環(huán)境內(nèi)部的小動物進行棲息。生物池的設(shè)定一般相對低洼和隱蔽。生態(tài)土地綜合整治不但給當(dāng)?shù)鼐用駧砹松顥l件的改善，也為經(jīng)濟健康發(fā)展提供了先例。

3、生態(tài)襯砌技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢和必要性

考慮到傳統(tǒng)的渠道襯砌方式對渠道灌溉區(qū)域周邊的生態(tài)影響，現(xiàn)階段多采用生態(tài)襯砌方式進行護坡。生態(tài)襯砌技術(shù)在保持原有場地范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境、保護生物原有棲息場所以及建立綠色景觀有著積極的意義，同時生態(tài)技術(shù)在水體自凈化能力以及保持渠道灌溉范圍內(nèi)的生物多樣性有著重要的正面作用。在綠色經(jīng)濟發(fā)展模式和可持續(xù)發(fā)展模式愈來成為發(fā)展的主導(dǎo)模式的今天，農(nóng)田灌溉系統(tǒng)的建立不單單發(fā)揮著水利輸送的功能，更承擔(dān)著生產(chǎn)力與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的重要作用，而生態(tài)襯砌技術(shù)在協(xié)調(diào)生產(chǎn)能力與生態(tài)環(huán)境之間有著無可比擬的優(yōu)勢。因此在新時期的經(jīng)濟發(fā)展模式之下，如何協(xié)調(diào)灌溉渠道的正常水利輸送功能、防滲漏能力、景觀美觀性以及生態(tài)環(huán)境的多樣性是新發(fā)展模式之下生態(tài)襯砌技術(shù)所要關(guān)注的問題。

4、長沙縣金井鎮(zhèn)澗山村渠道生態(tài)襯砌形式

4.1渠道襯砌的生態(tài)處理

生態(tài)襯砌同一般襯砌技術(shù)在施工過程中最大的不同點在于給予了當(dāng)?shù)厣锖蜕鷳B(tài)環(huán)境足夠的生存空間。在生態(tài)技術(shù)運用的過程之中，在首先保證輸水渠道自身輸水能力的水利功能的同時，也最大程度的給予了生態(tài)環(huán)境自由生長的空間， 其具體做法包括：澗山村在土地整治中，優(yōu)先選用了盡量不適用水泥砂漿進行粘結(jié)的生態(tài)型護坡瓷磚，靠榫接的方式組合，不需要砂漿粘連。同時，每一個生態(tài)磚塊的表面均設(shè)置有兩個圓形孔洞，孔洞內(nèi)部空間供植被進行自由生長和發(fā)育。? 無數(shù)個生態(tài)磚塊組合起來就是一面生態(tài)墻面，整個渠道坡面有成千上萬的圓孔，看上去就像是人體透氣的毛孔。與此同時，在渠道內(nèi)部的可用空間內(nèi)，尤其是在渠道的下部空間，溝渠里每隔一段時間設(shè)置“生物池”。這些生物池雖然看起來簡簡單單，但是這些簡單地水泥格子的設(shè)置，給予了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中的生物以必要的生存空間，從而有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)多樣性的保持。除此之外，澗山村土地整治時建立了農(nóng)田排水凈化體系。數(shù)百畝農(nóng)田的漬水和尾水通過幾級溝渠匯入“生態(tài) 凈化池”，最后注入旁邊的金井河。生態(tài)凈化池里種植有狐尾藻、石菖蒲、千屈菜，這是一個純天然的污水處理廠，能明顯降低水體中氮磷含量。

4.2植生型防滲砌塊的運用

在傳統(tǒng)的渠道輸水過程中，部分地區(qū)一直采用傳統(tǒng)的襯砌模式，雖然在一定程度上考慮了生態(tài)保護，但傳統(tǒng)的三面襯砌還是對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響。造成這種生態(tài)環(huán)境保護與農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)之間的矛盾主要來源于諸多灌區(qū)內(nèi)部地形條件的限制，因此，在進行生態(tài)襯砌技術(shù)的運用過程中，一方面要對渠道灌溉過程中的滲漏所引起的不必要水資源浪費現(xiàn)象進行防范，必要性還可以設(shè)置不透水性襯砌形式。另一方面也應(yīng)當(dāng)在保證渠道的輸水率、安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，盡可能的為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護和改善做出貢獻，從而維持灌溉渠道區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)完整性和自凈化能力。在解決生態(tài)系統(tǒng)多樣性同輸水效率之間的矛盾問題中，植生型防滲砌塊技術(shù)有著很好地應(yīng)用價值。植生型防滲砌塊技術(shù)的核心要點在于，在進行襯砌的過程中使用特定的空心磚進行襯砌搭建，從而在襯砌磚塊內(nèi)部留出一部分的空間供各類耐水植物進行發(fā)育，在設(shè)置的形式上有梅花形或六邊形等形式，這樣的生態(tài)襯砌模式不受水位變化的影響，具有較強的適應(yīng)能力。同時，能夠在保證灌溉系統(tǒng)正常功能發(fā)揮的前提之下，構(gòu)建一個利于植物生長的系統(tǒng)，反過來，植被的不斷生長，根系的不斷發(fā)育也會給灌溉區(qū)域的水土保持帶來積極作用，大幅度提升渠道區(qū)域內(nèi)的水體穩(wěn)定性和抗沖刷能力，最終實現(xiàn)安全性、穩(wěn)定性、生態(tài)多樣性以及水利運輸性的和諧統(tǒng)一。

4.3原生植被的防護形式運用

原生植被防護形式是指在灌溉渠道建設(shè)以及襯砌搭設(shè)的過程中，盡量對渠道灌溉區(qū)域范圍內(nèi)的兩岸原有植被以及其他自然生產(chǎn)的植物種類進行合理的保護，避免由于外來因素的干擾過多，從而對原生植被和其他水體植物的生態(tài)自凈化能力產(chǎn)生不利影響。這一類原生植被防護形式一般設(shè)置在渠道內(nèi)水體流速較為緩慢的地帶，由于水流流速相對較慢，因此對渠道內(nèi)壁的沖刷作用不明顯，也就對襯砌的要求不那么高，甚至在原有土體條件較好的地帶可以不設(shè)置人工襯砌或者較少設(shè)置襯砌護坡，而直接運用蘆葦、樹木根系以及草地等原生植被進行岸坡防護。這一類親水性植物除了在渠道內(nèi)壁發(fā)揮保土作用，同時也為渠道周邊的護坡地區(qū)營造了一個相對較為豐富的自然生態(tài)環(huán)境。原生植被防護形式的具體作用主要體現(xiàn)在：第一，對雨水沖刷以及水流作用下的水土流失現(xiàn)象進行良好的抑制;第二，遲滯作用，植物龐大的根系可以有效減緩水流流速，從而降低對河岸土壤的沖刷作用;第三，滲入作用。原生植被一般根系較為發(fā)達，直接進入土層較深范圍之內(nèi)，可以有效增加雨水入滲，涵養(yǎng)水源。第四，凈化作用。原生植被與土壤環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境內(nèi)部的微生物構(gòu)成一個微型生態(tài)系統(tǒng)，這一生態(tài)系統(tǒng)對渠道內(nèi)的污染物質(zhì)進行一定的吸附作用和凈化作用。第五，生態(tài)棲息場所。良好的原生植被覆蓋，不但為渠道內(nèi)的水土環(huán)境改善有利，同時也為諸多生物提供了良好的棲息場所，從而增加了生物多樣性。

4.4長沙縣金井鎮(zhèn)澗山村綜合治理效果

現(xiàn)階段，長沙市長沙縣金井鎮(zhèn)澗山村的青蛙、魚蝦、蛇等生物多樣性明顯增加，生物數(shù)量顯著增多，曾經(jīng)很久沒有出現(xiàn)過的蛙聲蟲鳴現(xiàn)如今此起彼伏。高標準的農(nóng)田讓土地質(zhì)量和利用效率都提高不少，土地整治給農(nóng)業(yè)、農(nóng)村帶來了實實在在的變化，促進了人與自然的和諧相處與和諧共生。

結(jié)語：

生態(tài)襯砌技術(shù)是符合當(dāng)今可持續(xù)發(fā)展模式要求的新型灌溉渠道襯砌模式，生態(tài)襯砌技術(shù)在我國國土綜合整治領(lǐng)域的不斷推廣也應(yīng)用，對于保持當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有?、提升渠道自凈化能力以及有效改善?dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境有著無可比擬的重要作用，也同我國綠色發(fā)展的新模式理念相契合。本文對長沙市長沙縣金井鎮(zhèn)澗山村的土地綜合治理案例進行了分析，針對其在生態(tài)襯砌技術(shù)中的具體方法進行了簡單介紹，以供其他類似工程參考。

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作者簡介：

周艷平（1983.4-），男，漢族，湖南嘉禾人，本科，工程師，從事國土綜合整治相關(guān)的工程項目設(shè)計、生態(tài)保復(fù)修復(fù)、生態(tài)工程技術(shù)等相關(guān)工作;

繆麗（1986.1-），女，漢族，湖南華容人，研究生，工程師，從事國土綜合整治相關(guān)的工程項目設(shè)計、生態(tài)保復(fù)修復(fù)、生態(tài)工程技術(shù)等相關(guān)工作。