水利工程中河道生態(tài)護坡施工技術探究

周鳳歧 衡宇建設集團有限公司

近年來，隨著我國工程建設行業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)境生態(tài)在工程設計和建設施工過程中的影響越來越大。人們對于自然環(huán)境和自然生態(tài)的認識達到了一定水平，對于人類改造活動與自然之間的關系有了新的認識。水利工程項目的建設與滿足城市防洪、供電等要求密切相關，是保證人們的日常生產生活的重要建設內容。隨著城市人口的不斷增加，水利工程項目的建設規(guī)模也不斷增大。水利工程建設離不開河道、海岸等自然元素，工程建設的過程中對于河道及自然堤壩的破壞是無法避免的，且隨著工程建設規(guī)模的增加，這種破壞的程度也在增加。

一、河道生態(tài)護坡施工技術原則

在生態(tài)護坡的建設和使用中，要堅持因地制宜的原則，利用生態(tài)護坡促進河流、水體周圍動植物的正常棲息。高效設計應用河流生態(tài)護坡，建設水利工程自然生態(tài)，最大限度發(fā)揮防洪排洪作用。生態(tài)護坡施工技術的發(fā)展還處于初級階段。我國地理條件復雜，水利工程建設會受到外部因素的影響。根據工程實踐，結合環(huán)境條件和施工要求，河流生態(tài)護坡的設計和施工應遵循一定的原則。首先，在河流生態(tài)護坡的設計過程中，應根據河流生態(tài)信息、歷年天氣變化信息、河流周圍動植物生長狀況、生物多樣性等，在保證植物生存和對環(huán)境影響小的前提下，植被的設計和種植應考慮實際可行性和施工方便性。第二，通過植被種植和養(yǎng)護，增加護坡的觀賞性，同時可以減輕水土流失。通過生態(tài)和工程建設結合的思路進行設計，從側面實現護坡養(yǎng)護和建設的成本。河道生態(tài)護坡的建設選材，以自然材料為主，同時需要考慮工程施工材料在自然條件下的長期影響性。第三，對水文條件和河流的歷史水位信息充分掌握和了解，結合植被特性，優(yōu)選最佳植物種類，保證后期可以成活。第四，河道護坡的主要作用是對河水的導流和抵抗河水沖擊。這也是河道具有防洪作用的原因。河道生態(tài)護坡中的植物還需要承擔地表水體與地下水之間的平衡作用。第五，在既要保證生態(tài)效果，也要滿足景觀效果的前提下，可以選擇不同的河道生態(tài)護坡技術進行融合施工，例如剛性結構和柔性材料結合等方式。

二、水利工程河道生態(tài)護坡技術的應用價值

（1）生態(tài)功能價值。河道生態(tài)護坡技術具有生態(tài)功能，將護坡和河道植被連接起來，構成了完整的河道生態(tài)系統(tǒng)。另外，生態(tài)護坡技術的應用還緩解了水利工程建設對水域生態(tài)系統(tǒng)造成的不良影響，提高了河道周圍植被的覆蓋率，促進了河道水域周圍的生態(tài)系統(tǒng)良好發(fā)展。（2）防洪抗旱功能價值。河道生態(tài)護坡技術還有著重要的防洪作用，這也是河道生態(tài)護坡施工技術最為主要的任務和作用。如果發(fā)生洪水，河道護坡中的植被根系可以充分地發(fā)揮出其存儲作用，存儲洪水，減少洪峰水量，減輕洪水的帶來的危害。如果在干旱季節(jié)，生態(tài)護坡中植被根部的存水作用，還可以緩解河道干枯的現象。（3）景觀功能價值。河道生態(tài)護坡技術的應用對河道周圍環(huán)境的協(xié)調具有很大的作用，所以，要根據現場的實際情況選擇符合其發(fā)展的植被品種，同時還要選擇合適的施工材料來實現河道生態(tài)系統(tǒng)和周圍生態(tài)系統(tǒng)的有效銜接，在提升河道周邊生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展的同時，還要保障周圍景觀具有觀賞性，弱化其中的人工痕跡，使自然的生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展。

三、我國河道護坡技術應用的現狀

（一）硬質護坡將不同程度地破壞文化和生態(tài)景觀

人類健康生活的基本前提是確保人與自然的和諧共處。雖然現代社會非常重視經濟發(fā)展，但高品質的生活環(huán)境也非常重要。中國堅持“綠水青山是金山銀山”的發(fā)展理念，更加注重生態(tài)環(huán)境與經濟的協(xié)調發(fā)展。然而，近年來，我國許多地區(qū)仍然存在嚴重的環(huán)境污染問題，導致人類生存環(huán)境越來越危險。

（二）難以發(fā)揮河道的水體功能

從以往的河道治理工作經驗來說，經過處理之后，安泊的問題雖然得到了一定的解決，不過給凈化功能帶來的影響也是不能忽視的，其影響著生物的生長，同時使得水體自凈能力弱化。究其原因，主要是使用了混凝土和砌塊。遇到強烈光照之后，極易出現很大的溫差。進而使得河道內水體溫度出現變化，影響著整個生態(tài)平衡的維持，那么河流水流保持高速時會使得植物被帶走，若存在的植物不斷減少，將會影響以草為生動物的生存。

（三）破壞水生環(huán)境

采用硬質護坡覆蓋整個河岸表面，嚴重破壞了原有水生、陸生動植物的生長環(huán)境，并且硬質邊坡阻斷了淺層地下水、河流、地表水之間的交流，因河岸的自然過濾、滲透功能的喪失河水變得更加渾濁。硬質邊坡對生態(tài)環(huán)境的破壞主要表現在：①采用水泥石、塊石等材料修筑河流岸坡時降低了河道的水源涵養(yǎng)和水質凈化功能，難以維持原有水生物種的生長，這進一步降低了河道的自凈能力，加劇了水體惡化；②河水受到陽光照射出現明顯的水文變化，不利于維持水系統(tǒng)平衡，特別是夏季高溫季節(jié)極易滋生病菌、蚊蠅等；③硬質岸坡會加快水流速度，將部分水生物沖走并致使生物多樣性減少，加之河岸缺少天然植被，嚴重破壞了野生動植物的生存環(huán)境。據統(tǒng)計，城市河道選用硬質襯砌后，其物種多樣性降低約60%，部分水生物種類也有明顯的減少。

四、河道生態(tài)護坡施工技術

（一）植被型生態(tài)混凝土護坡技術

用混凝土覆蓋河道邊坡是一種常見的護坡施工技術。護坡的主要材料是在混凝土中加入各種混合料，然后加入各種外加劑，如保水劑。增加護坡的保水性，有利于植物生長。利用混凝土的附著力，提高護坡與巖土的連接能力，提高護坡的抗沖擊能力。這種護坡施工方法增加了護坡的防水性，改善了土壤條件。它不僅可以提高植物的成活率，而且可以避免工程建設對土壤的影響。同時，有機材料與無機材料的混合可以在一定程度上固化水土，減少水土流失。植被生態(tài)護坡周圍需要種植大量植被，參考附近地區(qū)的實際情況。生態(tài)環(huán)境與邊坡防護技術的整合與發(fā)展是探索施工技術的目的。加強施工技術的創(chuàng)新和使用，使用生態(tài)磚進行護坡建設。生態(tài)磚可使用嵌固方式施工。植被生態(tài)混凝土護坡的施工中一般使用聯(lián)鎖式砌塊技術和鉸接式砌塊技術。聯(lián)鎖式砌塊技術的技術特點是增加生態(tài)磚的相互連接性，防止磚體的相對位移。鉸接式砌塊技術在施工的過程中需要特別注意繩索的使用，以形成連鎖式矩陣為目標，限制生態(tài)磚移動方向為對象，增加磚體與地面、坡面的貼合程度。貼合程度的提高，能夠有增加護坡的生態(tài)能力，也可以有效防止水土流失。

（二）植生型生態(tài)護坡

截至現今，植生型生態(tài)混凝土已被廣泛應用于許多河道治理工程。實質上，該護坡技術就是一種多孔混凝土，其主要組成成分有粗骨料、水泥、適量摻合料等。保水劑摻入后，該生態(tài)混凝土能夠有效融合有機與五級材料，在提供滿足植物生長所需水分的情況下，還可提升巖土與土壤間的黏聚力，切實提高土壤的抗沖力。植生型生態(tài)混凝土還具有較好的水土保持能力，在河道治理中合理利用該技術可以改良土壤理化性質，促進植被的生長，有效抑制土壤侵蝕，發(fā)揮保持水土的功能。在有效保護環(huán)境的同時，可恢復河流生態(tài)和林草植被生長條件，實現生態(tài)環(huán)境與河道治理的協(xié)調發(fā)展。將生態(tài)磚應用于河道治理工程，為了能夠充分利用該技術可以選用嵌固的施工方式，連鎖式砌塊技術實現了生態(tài)磚的有效鑲嵌，有效防止生態(tài)磚出現移動的情況。此外，可以利用繩索連接高強混凝土與鉸接式砌塊，由此構造矩陣鋪面式聯(lián)鎖護坡。在坡面與磚地面鋪設時要考慮生態(tài)要求，形成抗沖擊能力強、完整性好、地基適應力強的護坡。

（三）生態(tài)護坡建設結構的選擇

相比于傳統(tǒng)硬質護坡方式，生態(tài)護坡技術的優(yōu)點較多，比如建設周期短、生態(tài)效果好等。具體來講，生態(tài)護坡技術可以有效減少混凝土、砂漿等原材料的應用量，為河道構建四季不同的綠色景觀，改善生態(tài)河道自然環(huán)境，為水生植物和陸生植物的健康生長創(chuàng)造有利條件。生態(tài)護坡技術可以節(jié)省大量的石塊和樹木，有助于控制河道整治的成本，提高河道治理的經濟性。此外，在后期的維護方面，生態(tài)護坡技術也能體現出諸多優(yōu)勢。

（四）修復計劃與多元化生態(tài)

我國國土面積較大，區(qū)域之間的特征各異，許多地區(qū)的水土流失問題嚴重性不一，形成原因也不同。在對生態(tài)進行修復時，需要制定符合實際要求的，且與當地條件不相沖突的修復計劃。修復計劃是修復工作開展的依據，通過對歷史經驗教訓的總結和借鑒，制定科學合理的計劃。河道生態(tài)的修復計劃中一個主要的目標就是治理水土流失。以當前的水土流失情況為基準點，分析造成該問題的原因并采取有效措施。以土壤的實際參數為前提，選擇適宜良好生長的植物，成為當地的植物系統(tǒng)的參與者，維持生態(tài)系統(tǒng)的多元化。水利工程的經濟效益是基礎，在考慮安全、生態(tài)的基礎上需要同時考慮工程的建設成本，其中包括人力成本、材料成本和機械成本等。自然界自身的修復功能是客觀存在的，所以在水利工程的生態(tài)護坡建設時，要對其自身的生態(tài)修復系統(tǒng)有所了解，以此為參照最大程度上使人工修復系統(tǒng)與自然修復系統(tǒng)相適合，強化修復效果。

（五）三維植被網護坡

將土工網墊護坡與植被護坡有機結合的三維植被網護坡技術，不僅能夠充分發(fā)揮土工網護坡的優(yōu)勢，取得良好的植被護坡效果，而且可以顯著提升河道防洪能力。近年來，在河道生態(tài)治理中三維植被網護坡逐漸達到廣泛的應用，該項技術可為植物創(chuàng)造適宜的生長空間，切實提升護坡的整體穩(wěn)固性，具有經濟效益高、投資成本低、施工簡便等優(yōu)點。該項技術與土工合成材料結合，可以為植物生長創(chuàng)造良好的空間，且植物根系可以發(fā)揮相應的防護功能，即利用植物根系提高護坡穩(wěn)定性。此外，在不破壞原有土壤的情況下三維植被網護坡還可以建設生態(tài)植物護坡，提高土工合成材料生態(tài)效果和防洪固土的功能，結合植物生長空間以及植物類型建設成良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。實際工程中應用三維植被網護坡技術時，要合理的選擇植物類型，盡量選用根系龐大、生命力頑強、適于當地環(huán)境條件的植被，由此更加積極的促進生態(tài)系統(tǒng)的良性運行。

（六）自然原形護岸

河道生態(tài)護坡工程中，采用了自然原形護岸施工作業(yè)方法。堅持生態(tài)治理的理念基于此方法能夠增強自然性，可以有效地提供施工的質量。實際作業(yè)中需要做好喬木和灌木的優(yōu)化設計，最大程度上發(fā)揮光照優(yōu)勢和空間力量。發(fā)揮原本的自然優(yōu)勢，調節(jié)整個生態(tài)護坡的性能，增強洪水抵抗的能力。在編制生態(tài)護坡方案時需要對河道當下情況進行調查，掌握陽光照射與溫度變化等規(guī)律，對比分析各類護坡形式，選出具有能夠提高抗洪水平的方案，促使整個河道生態(tài)護坡質量得到優(yōu)化。除此之外，自然原形護岸在實際應用中還體現出無污染和成本低等優(yōu)勢，不過潛在有抗沖刷能力差的缺陷。為了保證技術應用價值得到最大的發(fā)揮和利用，要選擇合理的地方應用，優(yōu)選根系發(fā)達的植物，作為工程施工的材料，應做好嚴格的把控。

五、結束語

綜上所述，河道生態(tài)護坡施工技術在水利工程中的應用不僅提高了水利工程的功能性，而且有利于維護水利工程河道周圍生態(tài)系統(tǒng)，增加河道周圍植物的觀賞價值。近年來，河道生態(tài)護坡技術得到了快速的發(fā)展，被廣泛地應用到了水利工程中，提高了河道岸坡的穩(wěn)定性和景觀人文性，還治理了河道周圍的生態(tài)系統(tǒng)。但是，在河道生態(tài)護坡技術實際應用的過程中也會遇到不同的問題，需要以實際情況為基礎，有針對性地進行解決。