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水利工程中生态护岸设计探讨

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：梁高锋

[导读] 摘要：在经济发展过程中，人们也更加重视环境保护工作，我国再发展经济的过程中也要重视保护生态环境。

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        摘要：在经济发展过程中，人们也更加重视环境保护工作，我国再发展经济的过程中也要重视保护生态环境。水利工程可以为人们生产生活带来巨大的便利，近些年我国不断增加水利工程建设水量，但是水利工程建设过程中也会破坏周围的生态环境。本文针对生态护岸建设的现状及存在问题进行分析，以供参考！
        关键词：水利工程；生态护岸；设计
        生态环境是人类赖以生存的基础，是当前区域内一切生物和非生物的总和。因此生态环境也是其他动物和植物生存的基础，是人类社会发展、自然稳定的重要条件。虽然生态环境可以进行自我调节，在出现破坏之后会通过一段时间的调节之后达到新的稳态，但是这种调节并不是无限制的，只能在一定的范围之内发生。水利水电工程的建设虽然可以为人们的生产生活带来一定的便利，但是也很容易对原有的生态环境造成影响。
        一、生态护岸分类
        1、自然材料护岸
        （1）自然草木护岸
        利用水生植物的根、茎、叶在河岸形成防护地带来保护岸坡稳定。自然草木护岸的优点显而易见，利用植物吸收水中的氮、磷等有机物净化水体，同时为各种水生生物提供栖息地，当植物生长茂盛后亦可作为一道亮丽的风景线；而且工程量比较小，方法简单，造价低，维护费用低，主要适用于农村河道工程。其缺点主要有：护岸强度低，抗冲能力差，常水位以下植品种的选择难度大；在植物根系稳固前，护岸抗冲能力差。
        （2）人工竹、木桩（插柳）护岸
        人工竹、木桩（插柳）护岸是采用人工竹、木桩等已死的植物或柳桩为主要材料做成桩，将其打入地基中，形成近于垂直的护岸。人工竹、木桩（插柳）护岸优点主要有：材料为天然材料对环境没有影响；对生态系统的干扰小，人工竹、木桩可以作为生物的栖息地，待柳桩成活后变成天然活的护岸；材料易就地取材，施工方便，施工周期短。其缺点主要有：人工竹、木桩有使用年限，需更换；抗冲性能一般。
        （3）梢料护岸
        利用柔软的植物活枝条，编织成梢架、梢料等规则结构，内填碎石、砂砾等，将其沉入水中，上覆抛石形成护岸。梢料护岸的优点主要有：对生态影响小，材料易就地取材，施工方便，周期短，可利用拆除的混凝土护岸的大块材料作为抛石材料，小块材料作为填充材料，节省投资。其缺点主要有护岸强度较低、抗冲能力弱、后续需更换。
        2、砌石护岸
        （1）干砌石护岸
        干砌石护岸是利用当地天然石材，采用干砌的方式堆积而成的护岸结构。干砌石护岸的主要优点：材料就地取材，结构简单，施工方便，抗冲能力较强；砌石间空隙较大，为生物栖息繁衍提供场所。其缺点主要有：结构适应变形能力差，对基础的要求较高，耐久性一般。干砌石护岸可在石材间隙中种植植物，以美化堤岸。
        （2）浆砌石护岸
        浆砌石护岸是采用水泥砂浆、砌石砌筑而成的护岸墙。浆砌石护岸的主要优点：结构稳定，耐久性较高，抗冲能力强，可用于大江大河或流速较大的河道护岸；由于浆砌石护岸可垂直砌筑较高高度，可较大程度地增加河道过水断面积，在一定程度上节省了土地。主要缺点：由于护岸墙身为水泥砂浆和砌石的结合体，割裂了墙后土壤与墙前水土的联系，破坏了水体生物链，不具有“可渗透性”。因此，可采用水位变动区及常水位以下部分采用干砌，水位变动区以上部分采用浆砌的组合式护岸形式，在满足挡墙自身稳定的前提下，减少对生态系统的干扰。
        （3）抛石护岸
        对较大的河道在河道急弯段或水流顶冲的深槽部位，其护岸墙脚易冲刷，如不及时处理，往往会形成深坑，造成护岸墙塌陷，在这种部位可采用抛石护岸。抛石护岸主要优点：施工简便，造价低，对生态系统干扰小；由于其适应变形能力强，护岸的破坏发生缓慢，抛石体具有一定的自愈能力。其主要缺点：抛石体很难准确定位、精确性差，水下抛石到位率低。
        二、生态护岸建设现状及存在问题
        1、规划受限
        河道蓝线是河道建设的依据。

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作为城市规划的一部分，河道蓝线规划不可避免地会与其它规划发生冲突。由于河道效应的长期性及滞后性，河道建设完成后并不能马上发挥其所有的效果。在寸土寸金的城市，当水域与绿化、建筑、公共设施等各项用地指标发生矛盾时，当河道蓝线规划与城市控详规发生冲突时，河道往往是被迫妥协让步的那一方，经常会发生河道改道、河道缩短、河口缩窄等情况。规划的受限，为生态护岸的设计带来难度。
        2、理解片面
        生态护岸建设，是利用植物及植物与工程材料相结合的方法，在边坡上构建具有生态功能的护坡系统。有些人却片面地认为，没有任何结构材料的纯土坡才是生态护岸。土坡与植物的结合是河道的自然状态，若不进行人工干预建设，经过河水的长期冲刷后，会出现河坡坍塌、河底淤积、河口线外移等现象，不利用河道的防洪、调蓄，也不利于土地的合理化利用。只有在河坡上进行合理的建设，才能实现河道的可持续发展。
        3、意识薄弱
        生态护岸建设是一项长期工程，涉及面较广，不仅是相关工程技术人员和分管领导的职责，也和人民群众的观念意识密切相关。只有当周边居民的生态及环保意识足够，违章搭建，围垦种菜，乱扔垃圾等现象不再发生的时候，建成的工程才能发挥其应有的效益。
        三、生态护岸的设计思路分析
        1、设计原则
        （1）生态延续性原则。与传统的护岸对比分析可知，生态护岸拥有可延续性的特点，在实行设计规划之前，有关设计人员应该先实地考察，全方位掌握所在地区的河水流量以及水位的变化情况，以此来判定水位的波动范畴，对于存有差异的环境应该选用相匹配的植物，并且选用的植物一定不能对原有的生物带来不好的影响。在选用建设材料方面，应该选用拥有优质透水性与透气性的建材，以此来确保生态物种的存活率。
        （2）经济实用性的原则。在规划设计生态护岸时，不论是所选用的护岸形式还是建材，都应该在小风险、大收益的基础上来完成，应该全方位思考绿色环保以及经济实用等因素，经过思考各项因素来抉择出最适宜的方案。放眼于水利工程项目的总体来看，应该借助于河道生态系统所拥有的自我修复功能，来设计生态护岸项目的建设方案，以此来提升项目的总体建设效果，获取更多的经济收益。
        （3）安全稳固原则。所谓的生态护岸就是用于护岸的一种方式，因此务必要将有关的规划设计工作做全面，并且将各项设计标准维持在标准范畴中，以此来达成项目的稳固安全能力，让其可以经得住河水的冲击、冰冻等若干自然力量的负载，将其本身拥有的抗洪固岸的功用全部施展出来。与此同时，针对有些可能会被河水冲击、泥土撞击而致使岸坡失去稳固能力等情况，应该研究水木工程施工技术的各项参数值等，以此来保证项目的稳固安全。
        2、平面布置
        对于水利工程项目来说，在建设之前应该全方位思考所处地域的自然环境，河流的特点是应该重点思考的内容。在设计护岸期时，应该拿出最优质的平面设计方案，在方案内容中将河流的所有特点都体现出来，换言之，在维持河道中生态系统的稳固性的同时，来设计出最优秀的生态护岸设计方案。
        3断面设计
        （1）复合式断面。针对没有充裕空间的河道来说，在选用河道的断面结构时候，普遍选用的是复合式的结构。由于生态石笼拥有很强的可伸展性，同时箱体之间很容易承接，能够处理很大的高度差问题，当前这种断面结构得到了普遍的运用。
        （2）斜坡式断面。这种断面结构可以确保岸坡附近的生物完成天然的衔接，有益于稳固岸坡生态物种的稳固能力，是现阶段用于生态护岸的最适宜的断面结构。
        结束语：
        江河湖泊是水资源的重要载体，具有不可替代的资源功能、生态功能和经济功能。城市河湖是城市发展的基础，是城市水系统的重要组成部分。水系作为城市的生态载体，直接反映着城市人居环境的质量，影响着城市形象与地位。从当前堤防建设的实情来看，生态护岸的建设还处于一个起步阶段，土地的受限、理念的误区、材料的质量问题、投资经费的限制、长效管理的困难等情况还较普遍，我们还需要不懈的努力，生态护岸的建设才能得到发展。
        参考文献：
        [1]王春青．城市堤防工程设计问题及加固技术探讨［J］．科技创新与应用．2015（27）：197．
        [2]吴育君.基于有限元分析法的河道生态岸坡治理稳定性探析[J].黑龙江水利科技，2019，47（08）：74-77.