河道生态护岸工程技术研究

发表时间:2020/9/15   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:吴红秀 张驰
[导读] 摘要:生态护岸可分为天然原型、人工自然型和自然与工程相互作用型。
        湖北水总水利水电建设股份有限公司  430000
        摘要:生态护岸可分为天然原型、人工自然型和自然与工程相互作用型。一般采用人工生态护岸技术、生态护岸地基处理和植被生态混凝土护坡,综合治理河道。简要介绍了河流综合治理的常用工艺,提出了不同部位的环境修复方案。
        关键词:河道生态;护岸工程;技术;研究
        导言
        近年来,由于人们和政府对城市(特别是大城市)水环境问题的重视,国外生态护坡理论和技术的引进,以及生态水系治理带来的巨大经济效益和社会效益,我国的流域治理已经开始开展河道生态改造。例如,北京奥林匹克公园的水系建设就是一个比较成功的例子。采用天然护岸方式,主要采用植物、木桩、石块等作为护岸结构。水、土、植物的共生创造了一个完整的生态系统,体现了人与自然和谐共处的绿色奥运理念。广东省中山市綦江公园栈桥式生态护岸,在实现大水位差变化的同时,可以达到亲水性和自然友好性的效果。国外对生态护坡技术的研究起步较早。早在10年前,日本就提出了“亲水”的概念,并实施了“创造多种自然河流的计划”。在本方案实施过程中,采用多种自然河道整治方法对河道进行整治,主要护岸类型为植物护岸、天然护岸石木护岸。欧洲许多国家在护岸工程设计中特别注重沿岸的景观效果和生态系统,尽量采用自然状态下的河流和海岸形态,避免以建筑物的形式破坏自然生态系统的平衡。荷兰早年提出“为河流提供更多空间”的口号。认为河岸和堤防是河流自然系统的重要组成部分,是河水向陆地的转化,反之亦然。两者决不应孤立。为了有效保护河岸岸坡生态环境,瑞士和德国相继提出了一些生态护岸技术。目前,美国最常用的技术是“土壤生物工程”护岸技术,它是从最原始的木柴树枝保护措施延伸而来的。经过多年的研究,已经形成了一套比较完善的理论和施工方法,并在大量工程中得到了广泛的应用。
        1生态河道总体布置
        生态河道整治应充分体现“安全、生态、自然、和谐”的设计理念,维护河流生态系统平衡,创造环境优美、宜居、易游的自然生态河道,营造人与自然和谐相处的水空间,实现“江畅、水清、岸绿、景美”的治理目标。因此,生态河道建设应遵循以下基本要求:
        1)确保防洪安全。河道整治的首要任务是防洪治水。要合理确定河道整治范围和标准,根据河道现状进行总体方案布置,复核泄洪断面规模,然后进行生态护岸、堤防和景观设计,提高重点河段的防洪能力中小型河流。
        2)尊重自然规律。广东省、市、县河道整治断面大多属于曲流河道,一般具有平面形状相对稳定、冲淤变化小的特点。在设计中,河道整治要结合河流原有的自然属性,尽量保持河流原貌不受破坏,保证河流及周边生态系统不受破坏。
        3)强调综合利用。在生态河道治理中,不仅要考虑防洪、排涝、供水效益,还要结合河流特点和当地发展要求,考虑景观、生态、环境、旅游等方面的长远效益。治理方案应综合考虑各功能的要求,协调各功能之间的关系,确保河流综合效益最大化。
        4)注意生态环境。河道整治应尽量保护河道自然景观,保护湿地、滩涂等生态环境,保留水生动植物栖息地,保持河道与两岸的横向连通性,对河道进行硬化、白化、渠化,使水陆紧密相连,形成完整的生态系统。
        2在河道治理中对生态护岸工程的应用
        2.1植被护坡
        在护坡方面,能有效控制水土流失,增强土壤稳定性和加固效果,对净化水质、恢复河流生态起到重要作用。在植被护坡过程中,最重要的是植被的选择。其中,乡土树木植被根系较发达,能更深入地到达河岸土层的深度,进而固定土壤。

虽然草本植物根茎深度较浅,但加固效果明显,草根与边坡土可形成复合材料。当整个表层土壤表面覆盖草皮植被时,可避免雨水和地表水流对坡面造成的水土流失,有效抑制地表径流。另外,与其他工程措施相比,植被护坡工程造价相对较低。但在实际应用过程中,还存在一些缺陷和不足,主要表现在以下三个方面:一是如果河岸防护的抗洪要求比较高,植被护坡的效果不是很显著,如果冲刷流量较大,边坡稳定性仍会受到影响,一般需要将冲刷速度控制在2m/s范围内;二是工程初期,植被护坡力度相对较差。随着植被的逐渐生长,根系进入深层土壤后,护坡效果会增强,短期内效果不明显;三是植被护坡的作用有一定局限性,一般植物的根系深度大多在1.5m以内,不能起到有效的作用在更深的河岸。
        2.2生态混凝土护岸
        生态混凝土是指一种具有特殊级配的胶凝材料和集料。它的强度比较高,而且由于它是多孔连续结构,所以它的透气性和透水性都比较好。植物能在混凝土中正常生长,进一步增强了整体结构的稳定性。盐碱能与其他复合材料反应,为植物生长提供养分。同时,混凝土的净水能力大于小孔径混凝土。此外,微生物可以在多孔结构中生长良好,形成生物膜,更好地完成对水中污染物的降解。
        2.3生态格网护岸
        生态网格是指将钢丝网机械加工成各种形状的网格,然后根据工程要求拼接成挂网、网垫和网箱,然后用碎石等材料填充网格。它们之间形成整体后,抗冲蚀性和稳定性都比较强。生态电网所用材料多为Al-Zn-RE合金镀层钢丝或低碳镀锌钢丝,具有较高的耐磨性、耐蚀性和高强度。水体可以从缺口自然流出,与土壤实现有机交换,为微生物和水生生物提供生存环境,实现生态建设和恢复,具有较强的自净能力。同时,网格可以自由组合,可以很好地满足各种景观要求,结构造型设计的灵活性也比较强。而且,生态网架施工方便,通过建造透水性好的网箱直接施工护岸和挡土墙,可有效降低地下水位,降低岸坡下及墙后地下水压力。此外,成本相对较低,特别是在软基处理费用也大大降低。
        2.4生态袋护岸技术
        生态袋技术是一种可渗透、不透水的材料。为柔性护岸结构。具有耐零温、耐高温、耐腐蚀等特点。这是一种新的河道治理方法。其优点是可以根据边坡形状和地形的特点灵活变化,特别是在一些特殊地形下,生态袋护岸技术的工程效果更为显著,在实际施工过程中,可以采用当地材料,不需要大型施工机械,施工简单,抗震性能好,变形能力大,与其他工程相比,具有明显的优势。但在施工过程中,会出现一些问题,比如生态袋容易变形,严重的话,边坡甚至会坍塌。因此,我们在选择生态袋时需要多加注意。应选用高抗老化性能、高韧性、高强度、高透气性、低透气性的生态袋。
        结束语
        本文提出的新型生态护岸结构由雷诺垫层和高性能生态基材组成。刚性部分采用高性能生态基质(含种子)代替干块石覆盖,是一种新型的刚柔生态护岸形式。这种护岸具有良好的抗冲性能和良好的边坡稳定性。
        参考文献:
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