廣西玉林水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院 537000
摘要:近年來,隨著水利工程的大力開展,人們在充分利用河流并使社會(huì)繁榮興旺之后,面對的卻是河流污染、洪水泛濫的危機(jī),改善河道生態(tài)環(huán)境已迫在眉睫,而河道護(hù)坡的治理是生態(tài)河道建設(shè)的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:生態(tài)護(hù)坡;中小河流;治理;應(yīng)用
前言:中小河道治理是當(dāng)前水利工程建設(shè)中一項(xiàng)重大而艱巨的任務(wù),因地制宜地進(jìn)行河道生態(tài)護(hù)坡是至關(guān)重要的,生態(tài)護(hù)坡技術(shù)涉及土工、水利、生態(tài)、環(huán)境、生物等眾多因素。在河道護(hù)坡上,不能一味地要求“綠”,生態(tài)護(hù)坡技術(shù)要和傳統(tǒng)護(hù)坡相結(jié)合,合理選用當(dāng)?shù)刂参锊拍苋〉妙A(yù)期效果,逐步構(gòu)建自然生態(tài)優(yōu)美的河流,達(dá)到“以人為本,人水和諧”的目標(biāo)。
1、生態(tài)護(hù)坡種類與應(yīng)用方式
生態(tài)護(hù)坡在實(shí)際的河道治理工程中應(yīng)用較為廣泛,一般根據(jù)實(shí)際的水文情況以及總投資計(jì)劃來進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)用方式選擇。在具體的構(gòu)建過程與應(yīng)用方式層面主要可以分為如下幾種:
第一,草皮護(hù)坡。此種應(yīng)用方式無論是從施工方面還是從應(yīng)用成本而言均是最為簡單的,也是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的一種方式。
在具體的應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)主要通過三個(gè)步驟來進(jìn)行:首先,是需要根據(jù)河流治理方式與途徑修筑坡度適宜的護(hù)坡體系,其角度范圍在30°~50°之間,具體情形根據(jù)河道的實(shí)際條件而定;其次,在護(hù)坡的基礎(chǔ)上鋪筑表層植被土壤,一般采用噴施的方式來進(jìn)行,部分工程中采用草皮草籽混合噴施或者直接鋪設(shè)草皮的方式來進(jìn)行;最后,對草皮進(jìn)行定期的維護(hù)與修剪。此種方式利用了草皮發(fā)達(dá)的根部系統(tǒng)與生命力,構(gòu)建長期且穩(wěn)定的生態(tài)護(hù)坡,能夠有效的改善流域生態(tài)環(huán)境、避免水土流失、增添沿岸景觀。
第二,網(wǎng)墊護(hù)坡。此種護(hù)坡方式主要是利用人工添加的方式對護(hù)坡上人為設(shè)置網(wǎng)格,并采用在網(wǎng)格內(nèi)種植植物的方式來進(jìn)行護(hù)坡的生態(tài)改造。此種改造方式主要根據(jù)不同的河流沖刷強(qiáng)度來進(jìn)行確定的,與上文探討的草皮護(hù)坡相比具有更大的適應(yīng)性。尤其是在汛期,此種生態(tài)護(hù)坡模式不容易因水位的上漲而遭到破壞,可重復(fù)使用,實(shí)用性較好。在具體的施工過程中根據(jù)網(wǎng)格材料的不同又可以分為土工網(wǎng)墊護(hù)坡、混凝土框格護(hù)坡、中空預(yù)制塊護(hù)坡、混凝土澆筑護(hù)坡等多種方式。土工網(wǎng)墊護(hù)坡主要是指利用聚乙烯材料制成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)相對表面積較大,能夠?yàn)橹脖坏纳L提供充足的空間,同時(shí)其施工成本較低,且植被之間的聯(lián)系與傳統(tǒng)根系聯(lián)系相比更為緊密。但是網(wǎng)格強(qiáng)度角度對于汛期水流沖刷的適應(yīng)性較差?;炷量蚋褚约爸锌疹A(yù)制塊護(hù)坡施工難度較高,尤其是中空預(yù)制塊護(hù)坡結(jié)構(gòu),施工周期長,人力資源成本投入較大。但是,上述的兩種方式能夠?yàn)橹脖惶峁└鼮槔慰康闹误w系,有助于后續(xù)的生態(tài)護(hù)坡維護(hù)。生態(tài)混凝土澆筑護(hù)坡施工成本較高,但是由于其采用現(xiàn)場澆筑的方式來進(jìn)行施工,能夠有效的降低人力資源的投入,同時(shí)由于其在混凝土內(nèi)添加了特殊骨料,使得植物能夠直接在其上生長,并為植被提供良好的通氣與滲水環(huán)境,與上述的其他護(hù)坡形式相比具有更大的擴(kuò)展空間。此外,網(wǎng)墊護(hù)坡模式屬于建筑工程范疇,具有規(guī)劃科學(xué)、鋪設(shè)靈活等特性,對于護(hù)坡的景觀功能以及休閑功能的實(shí)現(xiàn)具有積極意義。
第三,生態(tài)箱(袋)護(hù)坡。此種生態(tài)護(hù)坡形式與網(wǎng)格相比,其采用箱體的形式對護(hù)坡植被進(jìn)行固定。其主要的功能是通過箱體的靈活性能夠隨時(shí)的拆卸與搬運(yùn),并能夠通過自我繁殖的方式形成長久的經(jīng)濟(jì)效益。在具體的施工過程中通過相應(yīng)材料對箱體進(jìn)行布置,其中應(yīng)主要以透氣性與滲水性為主導(dǎo),在護(hù)坡的施工過程中合理的規(guī)劃生態(tài)箱(袋)的布局來形成不同的效果。此外,此種生態(tài)護(hù)坡施工方式還能夠通過不同網(wǎng)箱內(nèi)的植物搭配來使得生態(tài)護(hù)坡具有生態(tài)多樣性的特性,在植物的生長周期內(nèi)還可以通過移栽等方式產(chǎn)生更多的網(wǎng)箱適宜于多次施工或者長期逐步施工的河流治理工程。在生態(tài)箱(袋)的生態(tài)護(hù)坡施工過程中可以按照不同的箱體材料分為土工格式、生態(tài)格式、生態(tài)袋等多種形式。
2、生態(tài)護(hù)坡應(yīng)用模式的選擇
河道護(hù)坡模式的選擇要綜合考慮水流沖刷、岸坡地形、生態(tài)景觀要求和工程投資等因素,經(jīng)充分比選后再確定。首先從防沖、邊坡穩(wěn)定要求出發(fā),草皮護(hù)坡、土工網(wǎng)墊護(hù)坡性能較弱,適用于沖刷較小、邊坡平緩的護(hù)坡,生態(tài)混凝土護(hù)坡、生態(tài)格網(wǎng)護(hù)坡、生態(tài)袋護(hù)坡的防沖、邊坡穩(wěn)定性能較強(qiáng),能用于沖刷較強(qiáng)、邊坡較陡的護(hù)坡。生態(tài)景觀方面,草皮護(hù)坡、土工網(wǎng)墊護(hù)坡等綠化效果較好,而中空預(yù)制塊護(hù)坡坡面硬化率較高,綠化效果相對差些。工程投資方面,草皮護(hù)坡、土工網(wǎng)墊護(hù)坡造價(jià)較低,生態(tài)袋護(hù)坡造價(jià)較高。河道護(hù)坡既要避免“硬化、白化、渠化”,也要防止生態(tài)護(hù)坡的濫用。有些地方對生態(tài)護(hù)坡認(rèn)識(shí)片面,在河道治理工程中過分強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境,不管什么部位一律采用生態(tài)護(hù)坡。在迎流頂沖等沖刷嚴(yán)重的險(xiǎn)工險(xiǎn)段采用生態(tài)護(hù)坡,不僅投資浪費(fèi),而且?guī)砉こ贪踩[患。
此外,生態(tài)護(hù)坡的建設(shè)應(yīng)該與沿岸周邊的生態(tài)環(huán)境建設(shè)相匹配,如在城市規(guī)劃的過程中沿河風(fēng)景帶規(guī)劃較為完善,則生態(tài)護(hù)坡可以從美觀的角度出發(fā)采用生態(tài)箱的方式進(jìn)行施工,一方面增加了生態(tài)的多樣性與穩(wěn)定性;另一方面也可以通過不同植被的配合帶給人們更多的視覺審美沖擊。而當(dāng)河流治理目的較為單一,且屬于非過境城市河流時(shí),則可以從經(jīng)濟(jì)效益的角度來選擇成本更為低廉的草皮生態(tài)護(hù)坡施工方式來進(jìn)行。
3、生態(tài)護(hù)坡綜合效益分析
3.1河流生態(tài)效益
河流是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,傳統(tǒng)護(hù)坡將整個(gè)河道岸坡的表面封閉起來,使土壤生態(tài)與水體生態(tài)之間無法進(jìn)行物質(zhì)交換,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性被破壞,造成水質(zhì)惡化、生物種群劇減。而生態(tài)護(hù)坡在滿足防洪要求的前提下,重新建立自然生態(tài)系統(tǒng),促進(jìn)了水的滲透和良性循環(huán),提高了水體的自然凈化能力,抑制和降低了水質(zhì)的惡化程度。
3.2凈水效益
生物凈化是水體自凈的主要方式,其中好氧生物的降解功能起到了主要作用。未污染的河流都有一定濃度的溶解氧,好氧生物需要溶解氧對有機(jī)污染物進(jìn)行自凈過程,一旦所需的氧得不到及時(shí)地補(bǔ)充,生物自凈即停止,水質(zhì)就要惡化,最嚴(yán)重的將導(dǎo)致魚蝦絕跡。而生態(tài)護(hù)坡水位變動(dòng)區(qū)的水生植物,不僅能從水中吸收氮、磷,還能有效降低BOD、COD等水污染含量指標(biāo),如高羊茅因?yàn)橛邪l(fā)達(dá)的根系與較大的根比表面積,吸收氮、磷的能力強(qiáng),對污染水源有很大的凈化作用,定流速定水利量的情況下,高羊茅對5項(xiàng)污染指標(biāo)的去除率能達(dá)到31%。
3.3防洪排澇效益
常見的混凝土河堤是一個(gè)封閉系統(tǒng),水體與土壤因其阻隔作用無法進(jìn)行滲透交換,喪失了自然河堤固有的調(diào)蓄水量作用。生態(tài)護(hù)坡的護(hù)坡植被具有很強(qiáng)的保水作用,當(dāng)洪水來臨時(shí),坡面植被對洪水進(jìn)行有效地滲透儲(chǔ)存。同時(shí),存在于岸坡土壤中的大量生物使土壤擁有較高的孔隙率。豐水期,水向岸坡滲透儲(chǔ)存;枯水期,蓄水反滲入河或者蒸發(fā),起到了滯洪補(bǔ)枯作用。
4、總結(jié)
本文以生態(tài)護(hù)坡為研究對象,首先闡述了其施工建設(shè)在中小河流治理過程中的目的與意義,為生態(tài)護(hù)坡的建設(shè)提供了理論基礎(chǔ);其次,從建設(shè)與施工方式的角度出發(fā),討論了現(xiàn)階段主要的三種構(gòu)建模式,并對其具體的應(yīng)用與應(yīng)用條件及范圍進(jìn)行了具體的闡述,為后續(xù)的實(shí)際施工提供了可靠的依據(jù),也對現(xiàn)有的生態(tài)護(hù)坡應(yīng)用體系進(jìn)行了系統(tǒng)的回顧;最后,對具體的生態(tài)護(hù)坡施工選擇依據(jù)以及主要影響因素進(jìn)行了分析,為后續(xù)的實(shí)際施工應(yīng)用與選擇提供實(shí)踐指導(dǎo)。
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