佟宇明,焦紹光,邢志軍
(1.依蘭縣水土保持監(jiān)督站,黑龍江依蘭154800;2.密山市集賢灌區(qū)水利水??傉井敱阪?zhèn)分站,黑龍江密山158300;
3.密山市青年灌區(qū)水利水??傉竞推椒终?,黑龍江密山158300)
我省的水庫大壩一般為土質(zhì)性壩體,需對大壩背坡(背水面)進行工程護坡。傳統(tǒng)的護坡形式有碎石護坡、干砌塊石護坡、漿砌石護坡、混凝土預制板護坡等,僅從滿足大壩的安全性進行設計和施工,未考慮生態(tài)環(huán)境因素。隨著我國的社會不斷發(fā)展和經(jīng)濟水平提高,人們生態(tài)環(huán)境意識進一步增強,減少水利工程對原生態(tài)的影響,改善和治理生態(tài)環(huán)境,成為水利工程建設的重要課題。筆者根據(jù)對水庫大壩生態(tài)型護坡的分析和研究,提出以下成果,供參考。
大壩背坡生態(tài)型護坡是指在壩坡上鋪設植物根系或種植植物,利用植物根系的固結(jié)和莖、葉的覆蓋作用等對大壩表面防護的植物性措施。大壩背坡護坡的功能主要是防止雨水沖刷、風力侵蝕、牲畜踐踏等對壩體表面的剝蝕性破壞,不承受側(cè)向土壓力和抗滑、阻裂等作用。植物淺根的加筋作用和深根的錨固作用所發(fā)揮的機械效應,可增加土壤的抗侵蝕能力和抗滑作用。根據(jù)水土保持相關(guān)監(jiān)測計算,護坡植物實施后 2~3 a發(fā)揮作用,壩面表土流失量為 0.12~0.15 mm/a,屬輕微流失,小于允許流失量。生態(tài)型護坡無建筑材料鋪設、襯砌,可減輕壩體護坡荷載400~750 kg/m2,有利于壩體的滑動穩(wěn)定。與傳統(tǒng)護坡相比可節(jié)省工程投資30%~50%,且取材方便,技術(shù)簡單,容易施工。壩坡上的草本植物和灌木的根系以側(cè)向生長為主,主根深入壩體的深度一般在1.0 m以內(nèi),植物枯死后,根系腐爛造成的孔隙不會給壩體留下大的安全隱患。所以,大壩背坡生態(tài)型護坡是可行的。
實施護坡前,要做出完整的護坡設計,植物部分要達到林業(yè)、草原和水土保持相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定;建筑材料部分要達到水利工程相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定。
生態(tài)型護坡可以用草、灌木單獨護坡,也可以草、灌木結(jié)合。浸潤線以上壩坡易采用草、灌木結(jié)合形式,提高護坡的綜合防護作用;浸潤線以下壩坡易采用草單獨護坡,避免灌木枯死后根系在壩體內(nèi)留下的空洞和孔隙減少滲徑長度,影響大壩安全。壩腳要按壩體穩(wěn)定要求設置固坡、反濾體、減壓溝等工程措施;壩坡上要根據(jù)相關(guān)規(guī)范設置排水系統(tǒng)工程設施。
護坡植物應選擇生長速度快,適應貧脊土壤、根系發(fā)達、經(jīng)濟價值好的草本植物或小型灌木植物。適宜護坡的草種有堿蒿草、蘆葦、老芒麥、小葉樟等,護坡灌木有紫穗槐、沙棘、胡枝子、杞柳、粉枝柳、細葉蒿柳等,也可以選擇用于城市綠化、美化的草種、花灌木種苗和草皮等。
1)種草。種草可采用播種和鋪設草皮兩種方法。①播種草籽。平行壩頂(垂直壩坡)條播或穴播,條播行距(坡面) 0.25~0.5 m;穴播穴距為0.25~0.5 m,呈品字型分布。播種時要保證覆土厚度,適度壓實,防止雨水沖刷流失草籽。②鋪設草皮。保證草皮厚度,鋪設時用象皮錘砸實,保證草皮在壩面上迅速扎根、成活。
2)栽種灌木。栽種灌木可以采用苗栽、插條和播種三種方法。①苗栽灌木。株行距(坡面)1.0 m×1.0 m,呈品字型栽植,要保證栽植深度,有利于植物扎根、成活。②插條栽植。株行距(坡面)0.5 m×0.5 m,呈品字型栽植,要保證插入土中深度,并踩實。③采用胡枝子護坡時,條播或穴播均可,條播行距(坡面)0.5 m;穴播穴距0.25~0.5 m,品字型分布,種子經(jīng)破殼處理后于4月25日前播種,避免出苗不齊和當年生長期不足,木質(zhì)化不完全而產(chǎn)生凍害。
護坡植物栽種時要澆透水,保證苗、種成活,后期管理中適時澆水,保證護坡植物的正常生長。定期檢查,及時清除枯死灌木,處理根系腐爛造成的孔洞。栽植后第二年,對灌木平茬,促進枝條數(shù)量快速增加。有經(jīng)濟效益的草和灌木,要以不影響植物的生長和萌發(fā)為限度適度收割。坡面四周可栽植5~10行株行距(坡面)0.5 m×0.5 m的沙棘,防止牲畜進入壩坡踐踏和毀壞護坡植物。
水庫大壩植物生態(tài)型護坡在我省屬新型項目,有較好的發(fā)展前景,對節(jié)約建筑材料資源和節(jié)省工程投資都有較大的應用價值。根據(jù)我省現(xiàn)有水庫數(shù)量估算,大壩植物生態(tài)型護坡可增加林草植被面積2.33萬hm2,對促進我省的生態(tài)型水利工程建設起到較大的作用,使水利工程與自然生態(tài)環(huán)境更加和諧。
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