河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在水利工程中的施工探索

王玉玨

【摘要】近年來，我國節(jié)水現(xiàn)代化進(jìn)程中，傳統(tǒng)發(fā)展理念已難以滿足當(dāng)前發(fā)展需要，水利工程有關(guān)部門需要一個新的發(fā)展理念，以滿足水資源可持續(xù)發(fā)展要求。河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用提高了河流的生態(tài)恢復(fù)能力和適應(yīng)性，在河流經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和水利工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。在此基礎(chǔ)上，本文分析了河道生態(tài)護(hù)坡的主要功能，探討了生態(tài)護(hù)坡施工原則，提出了河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】水利工程;河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù);施工

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.05.068

1、河道生態(tài)護(hù)坡的主要功能

1.1水利工程河道生態(tài)護(hù)坡簡述

隨著可持續(xù)發(fā)展理念在中國的引入，各個行業(yè)開始注重環(huán)境保護(hù)。通過優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)流程，改善工業(yè)綠色環(huán)境，鼓勵工業(yè)走上健康可持續(xù)發(fā)展之路。對于城市建設(shè)來說，水利工程是一項(xiàng)造福人民的工程，通過合理規(guī)劃，提高水保護(hù)功能，能夠?yàn)槿藗兲峁└蒙瞽h(huán)境。在城鄉(xiāng)建設(shè)中涉及河流的水利工程中，應(yīng)特別重視河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，河道生態(tài)護(hù)坡是將護(hù)坡融入環(huán)境，在充分發(fā)揮護(hù)坡功能的基礎(chǔ)上，充分利用天然護(hù)坡，從而起到觀賞作用。河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在我國水利工程中得到了廣泛應(yīng)用，河道生態(tài)護(hù)坡的類型包括植被防護(hù)、地下水位防護(hù)、巖土材料生態(tài)護(hù)坡、以及與泥炭相關(guān)的生態(tài)護(hù)坡。為合理應(yīng)用河道生態(tài)護(hù)坡，設(shè)計者要結(jié)合河道周圍環(huán)境進(jìn)行深入分析，選擇最適合的河道生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)，在實(shí)踐中要充分優(yōu)化流域保護(hù)特點(diǎn)，確保建設(shè)效果，進(jìn)一步推動河道生態(tài)護(hù)坡在水利工程中的應(yīng)用[1]。

1.2生態(tài)護(hù)坡特點(diǎn)

實(shí)施護(hù)坡工程，能夠減少河流周圍洪水造成的水土流失，確保土壤穩(wěn)定。使用多種支撐結(jié)構(gòu)和支撐材料來創(chuàng)建一個完整的護(hù)坡體系，常用的方法有外推法、支撐法、重力法等。這些護(hù)坡技術(shù)需要利用大量資源來控制邊坡的強(qiáng)度和有效性，其在護(hù)坡方面雖然較為有效，但并沒有考慮到可持續(xù)發(fā)展問題，不能保護(hù)環(huán)境的穩(wěn)定性。而河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)可以利用自然力量和資源，同時考慮經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，因此，被廣泛應(yīng)用。提到河道生態(tài)護(hù)坡，農(nóng)田水利灌溉渠道的護(hù)砌應(yīng)用得也十分廣泛，只是與河道邊坡護(hù)砌不同，其建設(shè)目的主要在于根據(jù)農(nóng)田所處區(qū)域的不同有效解決渠道過流斷面問題，通過保證渠道有一定的水流經(jīng)過，使渠道蓄水、輸水水平得到提升，進(jìn)而控制水流沖刷對農(nóng)田造成的破壞，防止邊坡出現(xiàn)坍塌、滲漏問題。農(nóng)田水利灌溉渠道以節(jié)約農(nóng)田用水為目標(biāo)，設(shè)計中應(yīng)綜合考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)、社會效益最大化等問題，盡可能滿足農(nóng)田用水需求，確保其防洪排澇能力。在對河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析中，可從坡高、坡角、水文情況的角度進(jìn)行分析，在邊坡分類以及邊坡處理的過程中，具體的邊坡分類如表1：

河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，則需要結(jié)合河道生態(tài)環(huán)境，對河道護(hù)坡進(jìn)行建設(shè)中，可從河道護(hù)坡性能以及結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行完善，在河道護(hù)坡的過程中，則需要對防護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，提高河道防護(hù)工藝的應(yīng)用水平。具體的防護(hù)工藝流程如下：

生態(tài)河道防護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，則需要從土工材料種植基防護(hù)技術(shù)應(yīng)用的角度，對生態(tài)護(hù)坡的防護(hù)過程、整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能的進(jìn)行優(yōu)化，在整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化與護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用下，提高生態(tài)河道防護(hù)的綜合控制效果。

1.3河道生態(tài)護(hù)坡的功能

1）生態(tài)功能。河道生態(tài)護(hù)坡建設(shè)是植被與護(hù)坡技術(shù)相結(jié)合的工程，結(jié)合項(xiàng)目作為出發(fā)點(diǎn)要求和保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)原則，完成河流與兩岸陸流的過渡任務(wù)。實(shí)踐證明，河道生態(tài)護(hù)坡在防洪抗旱方面發(fā)揮了積極作用，河道流域有多種動植物，有些動物生活在水壩和河岸上。然而，傳統(tǒng)的非生態(tài)護(hù)坡方式已不能滿足動物棲息地要求，減少動物活動將會對水生環(huán)境的多樣性產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響，生態(tài)護(hù)坡改善了邊坡的植被覆蓋率和環(huán)境，對生態(tài)的養(yǎng)護(hù)和保護(hù)起到了重要作用。

2）防洪功能。我國許多城市都有河流，在人居環(huán)境中，防洪是城市和水資源管理中需要考慮的重要問題。否則當(dāng)汛期到來時會造成嚴(yán)重的城市集水區(qū)，影響城市正常運(yùn)行，甚至造成人身財產(chǎn)損失。河道生態(tài)護(hù)坡不僅可以優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)，還可以幫助完成防洪任務(wù)，這也是邊坡防護(hù)的首要任務(wù)。河道生態(tài)護(hù)坡的建設(shè)越來越受到人們重視，河道生態(tài)護(hù)坡防護(hù)過程中，應(yīng)根據(jù)主要工程要求，采取統(tǒng)一要求和規(guī)劃，以滿足防洪要求和目標(biāo)[2]。

3）景觀功能。河道生態(tài)護(hù)坡與自然環(huán)境的和諧也對護(hù)坡美觀性有一定要求，在生態(tài)護(hù)坡領(lǐng)域，要結(jié)合自然環(huán)境特點(diǎn)，保持和加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境自愈能力。在進(jìn)行護(hù)坡工程施工時，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)、自然氣候和地理位置特點(diǎn)，科學(xué)選擇植被。在設(shè)計護(hù)坡時，要保證植物的成活率，對于城市河流來說，生態(tài)護(hù)坡已成為城市的重要景觀，在許多城市環(huán)境保護(hù)已成為城市景觀的一部分，因此，結(jié)合技術(shù)要求和環(huán)境特點(diǎn)，建設(shè)一個符合城市景觀要求的生態(tài)護(hù)坡也是建設(shè)過程中需要滿足的要求之一。

4）經(jīng)濟(jì)功能。農(nóng)田水利灌溉渠道的護(hù)砌也屬于河道生態(tài)護(hù)坡的一種，其本身具有防洪功能，在農(nóng)田集中區(qū)域能夠充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)生態(tài)、美化環(huán)境作用，但相比普通河道護(hù)坡功能，其在更多意義上牽動著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。農(nóng)田水利灌溉渠道護(hù)砌的建設(shè)能夠改觀生態(tài)環(huán)境、保障防洪抗旱效果，是緩解農(nóng)田灌溉用水壓力和改善農(nóng)田生長環(huán)境的重要途徑。對農(nóng)田水利灌溉渠道護(hù)砌進(jìn)行應(yīng)用，不僅能夠有效解決農(nóng)業(yè)用水需求（通過蓄水與輸水來實(shí)現(xiàn)），也能使農(nóng)田外觀向著更宜人的方向發(fā)展，從而為農(nóng)田種植帶來更多經(jīng)濟(jì)效益（農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和旅游效益）。

1.4水利工程生態(tài)護(hù)坡的重要性

生態(tài)護(hù)坡是指在施工過程中，以河流為基礎(chǔ)，防止巖體或土壤失穩(wěn)的護(hù)坡。在河流工程中，護(hù)坡工程是通過自然因素和人工因素相結(jié)合來完成的。河道生態(tài)護(hù)坡是在傳統(tǒng)護(hù)坡技術(shù)中，有效發(fā)揮天然植被作用，將綠色植物與建筑材料、混凝土相結(jié)合，在土地或巖體上進(jìn)行綜合施工的一種技術(shù)。河道生態(tài)護(hù)坡能夠保障河流、溝渠周圍土壤的養(yǎng)護(hù)效果，避免出現(xiàn)水土流失情況，使河流達(dá)到生態(tài)保護(hù)作用。隨著我國城市化的不斷發(fā)展，高層建筑造成的水污染和廢水越來越多，對河流和水利工程造成了不利影響，給環(huán)境帶來了巨大壓力。河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在河兩岸建筑中的作用主要是減少水污染，防止環(huán)境被破壞，河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)能夠保護(hù)城市、水體和生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，提高水利工程質(zhì)量。河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)具有保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)防洪工程建設(shè)的作用，能夠有效保證水結(jié)構(gòu)不被破壞。在水利工程中，河道生態(tài)護(hù)坡具有巨大的生態(tài)效益，河道生態(tài)護(hù)坡的不斷進(jìn)步能夠有效提高我國護(hù)坡質(zhì)量。河道生態(tài)護(hù)坡可以保持水土，保護(hù)水源，維持生態(tài)平衡，達(dá)到一定的生態(tài)效益。在生態(tài)護(hù)坡過程中，要進(jìn)行輪轉(zhuǎn)改造，規(guī)劃適宜土壤，為了進(jìn)一步降低工程造價，降低工程難度，節(jié)約人工費(fèi)用，必須綜合考慮各種因素[3]。河流是城市現(xiàn)存生態(tài)價值的主要組成部分，在河流上營造綠色景觀，將護(hù)坡技術(shù)融入到河流兩岸的生態(tài)建設(shè)中，可以作為旅游項(xiàng)目進(jìn)行深度開發(fā)，有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

2、生態(tài)護(hù)坡施工原則

2.1因地制宜原則

在特定環(huán)境下動植物的存活率必須根據(jù)動植物的種類來評估，區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)應(yīng)盡量保證防洪排水效果，充分利用土壤養(yǎng)分，兼顧區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有植物。在此基礎(chǔ)上，在河道生態(tài)護(hù)坡中應(yīng)注重河流周邊生態(tài)和植物，從而降低河流建設(shè)中的植物種植成本。在利用河流過程中，開發(fā)河流周邊生態(tài)系統(tǒng)。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r調(diào)整措施，河兩岸的日照、含水量和土壤養(yǎng)分不同，所需植物也不同，應(yīng)因地制宜，有針對性地進(jìn)行護(hù)坡建設(shè)和植物種植，確保河流的生態(tài)價值能夠充分發(fā)揮，提高防洪排水效果。

2.2低成本性原則

低成本原則是指護(hù)坡技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用應(yīng)與城市GDP和河流生態(tài)護(hù)坡成本相關(guān)聯(lián)，有效制定適宜的經(jīng)濟(jì)區(qū)、區(qū)域城市結(jié)構(gòu)和區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。依托堤防渠道作用，注重護(hù)坡成本，有效降低河道生態(tài)護(hù)坡成本，全面提升河道生態(tài)護(hù)坡功能?；趨^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)，選擇較為一致的植物，有效降低生態(tài)建設(shè)成本，并結(jié)合具體項(xiàng)目進(jìn)行創(chuàng)新分析和建設(shè)項(xiàng)目。為了提高技術(shù)水平，應(yīng)充分開發(fā)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的觀賞價值，以保證河流的觀賞價值。

2.3美觀性原則

在具體施工過程中，必須考慮河道生態(tài)護(hù)坡的景觀價值，深入分析河流水溫和水位，調(diào)查城市地區(qū)植被類型。河道生態(tài)護(hù)坡的目的不僅是改善環(huán)境，還要確保河流結(jié)構(gòu)和功能不被破壞，通過構(gòu)建與城市融合的生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)，能夠充分展現(xiàn)城市風(fēng)貌與魅力，實(shí)現(xiàn)生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)與城市環(huán)境的兼容。結(jié)合城市居民實(shí)際需求，在河道生態(tài)護(hù)坡建設(shè)過程中，還可以開發(fā)一些休閑娛樂設(shè)施，充分發(fā)揮城市河流的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，滿足人們親水需求。

3、河道生態(tài)護(hù)坡施工技術(shù)的應(yīng)用策略

河道生態(tài)護(hù)坡在河流治理中起著重要作用，其能夠有效保護(hù)環(huán)境，防止水土流失。生態(tài)護(hù)坡主要采用植物生態(tài)技術(shù)，保證邊坡支護(hù)。必須結(jié)合環(huán)境要求做好河道生態(tài)護(hù)坡生態(tài)植被的設(shè)計和保護(hù)工作。河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的主要目的是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，穩(wěn)定河流發(fā)展，在河道治理中，施工單位應(yīng)注意降低施工和節(jié)水的影響，整合不同參數(shù)因素，提高護(hù)坡系統(tǒng)的穩(wěn)定性。施工單位應(yīng)根據(jù)區(qū)域情況，注意保護(hù)自然環(huán)境，在系統(tǒng)實(shí)施階段，應(yīng)避免河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)對生態(tài)環(huán)境造成影響。為了充分發(fā)揮河道生態(tài)護(hù)坡價值，建設(shè)單位必須建立一個穩(wěn)定的體系。在規(guī)劃河道生態(tài)護(hù)坡體系時，必須滿足防洪要求。建設(shè)單位必須考慮成本需求，合理選擇植被和樹種，不同植物和樹木對環(huán)境有著不同要求。為了保證河道生態(tài)護(hù)坡效果，施工單位必須營造與樹木特性相關(guān)的環(huán)境條件，在河道生態(tài)護(hù)坡設(shè)計階段，發(fā)揮渠道路堤作用，加強(qiáng)成本管理。在施工階段，避免對環(huán)境造成破壞，保證河道生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的美觀性[4]。施工前，施工單位可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對建筑環(huán)境水位進(jìn)行合理分析和評價，有效實(shí)施施工方案，充分利用親水植被，發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)作用。

3.1自然原型護(hù)坡施工技術(shù)

實(shí)施自然原型護(hù)坡施工技術(shù)對改善河流生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與平衡有著重要作用。在保證河流安全基礎(chǔ)上，結(jié)合河流保護(hù)相關(guān)要求，科學(xué)合理地應(yīng)用對河流生長適應(yīng)性強(qiáng)的水生植物。充分利用自然原型生物來清潔河流中污染物，有利于提高河流本身的清潔能力。在應(yīng)用該技術(shù)時，應(yīng)科學(xué)選擇植物品種，根據(jù)河流環(huán)境選擇合適的植物，并考慮植物的清潔功能。在選擇植物時，喬灌木應(yīng)混合協(xié)調(diào)，合理確定不同植物的空間布局，充分發(fā)揮喬灌木的生存效益。此外，在選擇植物時要充分考慮植物根系，巨大的植物根系可以減少土壤侵蝕，對改善河岸防洪具有重要意義。

在河道生態(tài)護(hù)坡工程中采用天然原型護(hù)坡技術(shù)，應(yīng)在不破壞原有天然河流的前提下，盡量在天然原型河流的基礎(chǔ)上進(jìn)行護(hù)坡施工。有效建立當(dāng)?shù)睾恿魃鷳B(tài)系統(tǒng)，確保區(qū)域協(xié)調(diào)，在建立自然原型護(hù)坡時，主管人員應(yīng)始終堅持環(huán)保理念，通過水生植物在河道安全場區(qū)的科學(xué)應(yīng)用，達(dá)到河道隔離效果，并根據(jù)具體標(biāo)準(zhǔn)和條件提高護(hù)坡能力。自然原型護(hù)坡保護(hù)中所應(yīng)用的喬木和灌木根系在維持土壤和水分方面起著重要作用。通過對喬灌木進(jìn)行有效的協(xié)同定位和合理的空間布局，能夠使自然原型護(hù)坡技術(shù)達(dá)到良好效果，從而具有更好的大壩防洪功能。

3.2天然鵝卵石散鋪?zhàn)o(hù)坡技術(shù)

上游山區(qū)型河道具有洪澇驟降、源短、預(yù)儲等典型特征，急流可概括為"一短、二快、四大"，即持續(xù)時間短、波動快、流量大、含沙量大、流量大、破壞力大，山區(qū)和河谷地區(qū)極易發(fā)生洪水侵蝕，造成河床淤積增加、岸坡陡塌、河道水位積聚、河道寬度不均、海岸線不穩(wěn)定、洪澇能力差問題，對沿海村鎮(zhèn)的安全構(gòu)成潛在威脅。

3.3貼坡式格賓網(wǎng)覆土護(hù)坡技術(shù)

貼坡式格賓網(wǎng)覆土護(hù)坡是一種新型技術(shù)，其主要是將蜂窩網(wǎng)格組裝成網(wǎng)箱，固定在內(nèi)置的混凝土廢料保護(hù)裝置上，用足夠厚度覆蓋，然后在土層上種植合適的植物，美化河岸。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：格賓網(wǎng)覆土具有良好的護(hù)坡生態(tài)效果;合適的植物種植在格賓網(wǎng)覆土上，加工產(chǎn)生適宜植物生長的養(yǎng)分豐富的土壤，從而達(dá)到區(qū)域植物循環(huán)的目的;其采用的防護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的抗拉強(qiáng)度，能承受地震引起的變形，在外力拉動下，安裝不同格賓網(wǎng)片的籠，并在外力作用下調(diào)整籠的穩(wěn)定性。格賓網(wǎng)作為一種新型的生態(tài)框架，具有較高的可塑性，可根據(jù)環(huán)境要求建立更適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)需求和審美要求的生態(tài)框架;貼坡式格賓網(wǎng)覆土護(hù)坡技術(shù)適應(yīng)自然發(fā)展規(guī)律，維護(hù)成本和管理難度相對較低;該技術(shù)設(shè)計過程簡單，大大降低了人工操作錯誤所產(chǎn)生的影響。

3.4綠化種植設(shè)計

有機(jī)植物保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)防止侵蝕的要求和不干擾安全洪水負(fù)荷的原則確定，并可根據(jù)田間或鄰近地區(qū)現(xiàn)有工程實(shí)施效果進(jìn)行類比分析確定。通過仔細(xì)考慮項(xiàng)目區(qū)植物資源以及氣候特征、物種特征和維護(hù)成本等因素，選擇合適的本地物種而不是外來物種。河岸上游必須種植根系發(fā)達(dá)、莖短、材料柔韌的喬木和灌木?？筛鶕?jù)路堤范圍、土壤、氣候條件、木材、植物材料等因素進(jìn)行選擇，在城市可達(dá)性范圍內(nèi)，應(yīng)綜合考慮河岸巖的穩(wěn)定性、改善城市河岸景觀的要求和植物的影響，合理選擇植物種類，對于需要重力的河流，可以使用漂浮植物和藤蔓進(jìn)行植物設(shè)計。

3.5鏤空護(hù)坡磚工藝

聯(lián)鎖磚護(hù)坡的特點(diǎn)是混凝土預(yù)制構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場的人工直接安裝，其工藝技術(shù)簡單且施工速度較快，通過對普通作業(yè)人員的簡單培訓(xùn)即可進(jìn)行施工鋪設(shè)。聯(lián)鎖磚護(hù)坡采取獨(dú)特的連鎖設(shè)計模式，聯(lián)鎖磚與附近相連的其他磚之間能夠較強(qiáng)聯(lián)鎖，這種鏈接方式適用于不同坡面的地基沉降，因此具有較好的整體性。水流沖擊下鋪設(shè)的聯(lián)鎖磚具有較好的穩(wěn)定性與整體性，開孔率在20%以上其透水性良好，因此在水壓力作用下可抵消其滲透作用力。另外，在聯(lián)鎖磚表面可覆蓋一定厚度的土壤供植被生長，從而有助于生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和防止水土流失。

結(jié)語：

河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)種類繁多，有必要對施工技術(shù)的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)，并對其施工工藝進(jìn)行詳細(xì)論述，提出提高河流生態(tài)護(hù)坡施工質(zhì)量的建議。隨著人們對生態(tài)環(huán)境要求的逐步提高，對城市水體和環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高，河道生態(tài)護(hù)坡不僅可以保護(hù)河流坡地，還可以優(yōu)化人們生活環(huán)境。

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