張濤 單文強
摘 要:與傳統(tǒng)護坡形式相比,生態(tài)護坡既可以促進新水的循環(huán)流通,保障河道生態(tài)系統(tǒng)平衡,又可以保證河道坡岸的安全性。同時,生態(tài)護坡還具有技術單一,施工簡便,綠化景觀協(xié)調性好等優(yōu)勢特點,在河道治理工程中有極高的應用價值。為此,全面探究生態(tài)護坡形式在河道治理中的應用尤為重要。
關鍵詞:生態(tài)護坡;河道治理;綠化景觀
合理利用生態(tài)護坡技術,可以使河道岸坡與周圍生態(tài)系統(tǒng)保持協(xié)調性,改善生態(tài)環(huán)境品質,美化城市環(huán)境。在河道治理中采用生態(tài)護坡技術,對于經濟建設與生態(tài)文明建設的協(xié)同進步具有重要意義。本文將論述魯蘭河治理的基本概況及生態(tài)護坡的實際作用,進而在此基礎上,探究生態(tài)護坡在河道治理中的應用形式。
1魯蘭河治理的基本概況
1.1工程概況
魯蘭河位于新沭河的南部,隴海鐵路北,源出于馬陵山,羽山;石安河開挖以后,截去上游支流,僅有石安河以下的埝河及范埠河等主要支流匯入,東在富安附近入薔薇河。魯蘭河是沭南地區(qū)的主要排洪河道,全長39.48km,其中,東??h境內長27.10km,連云港市海州區(qū)境內長12.38km,集水面積309.15km2,其中石安河以下10m以上的為142km2,還承接石安河分別從埝河閘及范埠閘下泄的部分洪水。從1952年開始,曾對魯蘭河進行多次治理,1978年~1979年第一期規(guī)模較大,即按設計完成了從富安橋至張橋閘20km的土方和部分主要建筑物配套工程;1992年冬完成魯蘭河第二期工程,主要項目是對張橋閘至上灣壩段10km的土方疏浚和相應的建筑物配套工程,此次開挖河道河底寬為30~60m,河底高程為0~1m,邊坡1:3,堤防標準頂寬8m,外坡比1:2,內坡比1:3,頂高程12.0~9.0m。至今已多年未疏浚,現狀河道水土流失嚴重,河床淤積、過水斷面縮小、輸水能力衰減。
魯蘭河總長39.48km,其中,上、中游段位于東??h境內,全長27.10km。上游段(埝河閘~上灣壩閘)長8.95km,中游段(上灣壩閘~高橋河口)長18.15km。
上游段河道中泓底寬0.90~10.75m,底高程約13.71~7.25m,河底綜合比降7.240/000。上游段河道左側灘面寬0.00~10.08m,灘面高程19.62~9.05m;河道右側灘面寬0.00~5.68m,灘面高程19.88~9.03m;左堤堤頂高程19.62~9.95m,右堤堤頂高程19.88~10.31m。上游段現狀河道不規(guī)則,雜亂不堪,河槽彎曲狹窄,河堤坦化嚴重,有3.2km河道無堤防。
中游段河道中泓底寬9.16~56.80m,底高程約-4.01~6.70m,河底綜合比降5.90/000。河道左側灘面寬83.31~271.35m,灘面高程3.90~8.62m;河道右側灘面6.73~229.68m,灘面高程3.90~9.35m。左堤堤頂高程11.73~8.46m,堤頂寬度9.04~2.46m,右堤堤頂高程11.67~8.70m,堤頂寬度19.70~3.01m,中游段現狀堤防多數完好。
范埠河屬魯蘭河支流,南起石安河范埠閘,北至埝河,全長7.36km,匯水面積為36.3km2,主要功能為防洪、排澇和引水灌溉。中泓底寬1.35~5.60m,底高程約11.63~6.68m,河底綜合比降6.720/000。上游段河道左側灘面寬1.18~4.08m,灘面高程19.30~9.20m;河道右側灘面寬0.19~3.83m,灘面高程21.70~9.85m;左堤堤頂高程19.30~10.13m,右堤堤頂高程21.70~10.35m,有1.8km河道現狀無堤防,其余堤防多數完好。
魯蘭河流域區(qū)內除澇面積約46.37萬畝,保護人口約39.24萬人,隨著近年來,魯蘭河沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)經濟的持續(xù)快速發(fā)展,魯蘭河河道除澇標準偏低、排水不暢等問題日益凸現,在一定程度上制約了沿線社會經濟的進一步發(fā)展。而且魯蘭河沿線建筑物較多,修建年代久遠、多為圬工結構,站身損毀,泵房破損、漏雨,機電啟閉設備陳舊、效率低,閘門多為砼閘門、漏水,排架、工作橋老化嚴重,露筋銹蝕且無工作房,啟閉機螺桿彎曲、無法正常啟閉,閘頂高程不足,不能起到防洪保安作用,嚴重影響灌溉、排澇效益的正常發(fā)揮。為提高魯蘭河防洪、排澇標準,適應區(qū)域社會經濟發(fā)展,實施連云港市魯蘭河治理工程已勢在必行。
1.2主要建設內容
治理河道長32km,加固堤防12.01km。河道防護6處,其中魯蘭河河道防護3處,范埠河3處。拆建、改造、新建建筑物工程27座。新建防汛道路33.22km。
1.3工程投資及工期
本工程概算投資13853萬元,省級以上補助投資9697萬元。工程建設工期為18個月。
2生態(tài)護坡的基本功能
河道治理是順應經濟社會與生態(tài)社會發(fā)展的必然選擇。河道治理要順從河道生態(tài)系統(tǒng)的客觀演變規(guī)律,穩(wěn)定水流流態(tài),改善河道邊界條件,保障生態(tài)平衡[1]。
河道治理包括多種工程措施,如提防工程、護岸工程、疏浚工程等。各種工程措施的應用目的不同。提防工程的主要目的是修筑堤防,提升水位限容量,阻擋洪水;護岸工程的主要目的是增強坡岸的抗沖刷能力,避免坡岸在持續(xù)強降雨天氣下出現垮塌;疏浚工程的目的是疏通河道,促進新水循環(huán),改善水質。
生態(tài)護坡集地質學、生態(tài)學及工程力學等多學科于一體。生態(tài)護坡技術是一項工程與植物相結合的護坡技術。在坡岸種植綠化植物,利用植物根系的自然生長,達到穩(wěn)固土壤的目的,防止水土流失,增強坡岸的安全性。
生態(tài)護坡的功能集中體現在如下三方面:其一,護坡。植物根系的垂直生長,可以穩(wěn)固土壤結構,進一步增強坡岸的安全性。植物深根的垂直生長可以穿透坡面表層的松散土層,錨固到深層的穩(wěn)定巖土層,起到預應力錨固的作用。
其二,水土保持。植物可以減緩暴雨洪水對坡岸的沖擊,防止水土流失。在持續(xù)強降雨天氣,坡岸的地表徑流大幅度增加,坡岸的承載壓力也不斷增大。一旦地表水體壓力超過坡岸的承載負荷限度,就會導致水土流失,甚至是滑坡。一方面,坡岸上種植的綠色植物可以蒸騰和吸收坡體表面水分,減輕坡岸的水體壓力,提高坡岸的抗剪強度與承載能力[2]。另一方面,若降水量較少,在地表徑流落到坡體前就能夠被植物截留,或者蒸發(fā)到大氣中,削弱地表徑流對坡岸的沖擊。
其三,改善生態(tài)環(huán)境,維持生物物種多樣性。岸坡植被既可以過濾泥沙,凈化水土,改善水質,又可以為生物物種提供適宜的棲息地。此外,岸坡植被還可以降低噪音分貝,控制土壤沙化,溶解有機污染物,調節(jié)空氣溫濕度。
3生態(tài)護坡技術在河道治理中應用形式
針對生態(tài)護坡技術的應用而言,具體可以從土工材料法與草皮種植結合、植物固土、生態(tài)混凝土護坡、生態(tài)箱(袋)護坡技術等幾方面進行,下面本文就將對此進行詳細論述。
3.1土工材料法與草皮種植結合方法
3.1.1土工材料方法
在護坡施工中,較為常見的土工材料法就是噴塑金屬網工格柵法。整個岸坡由金屬網、碎石、種植型土壤組成。其中,金屬網以鍍鋅鐵絲網和噴塑鐵絲網為主。需要格外強調的是,由于金屬網長期安置在潮濕環(huán)境中,所以鍍鋅鐵絲網極易遭受腐蝕。相較而言,噴塑鐵絲網的使用壽命更長。噴塑鐵絲網與碎石混合,既可以調節(jié)水流速度,又可以增加植物根系的抗沖擊力。總而言之,在河道治理的護坡工程中,采用土工材料法,可以為水生動植物提供良好的生存環(huán)境,保障河道生態(tài)系統(tǒng)平衡[3]。
3.1.2草皮種植結合方法
在護坡工程中,草皮種植結合法以土工網墊層固土種植基和土工格固土種植基兩種形式為主。土工網墊層由聚乙烯、聚丙烯等有機高分子材料構成,同時,在種植型土壤中播撒草籽,形成完整的復合種植基。由于各地區(qū)坡岸的地理位置與土壤環(huán)境不同,土工網墊層形式也各不相同。常見的土工網墊層包括平行網和多層網兩種形式。
在土工網格中填充種植型土壤,摻雜適量的砂礫土改善土壤條件,可以促進草皮的正常生長。通常情況下,多采用人工作業(yè)的方式對土工網墊層進行鋪設,且在播撒草籽時,噴灑適量的水分,以增加草籽出芽率??偠灾佋O土工格,種植草皮,可以增強岸坡的摩擦阻力,維護岸坡的安全性。
3.2植物固土方法
植物固土方法,是指在岸坡上種植根系發(fā)達的植物,植物根系在生長過程中會垂直深入到深層土壤中,達到錨固土層的作用。采用植物固土法,既可以加固土壤,預防水土流失,又可以美化環(huán)境,凈化空氣,滿足人們的環(huán)保生活需求以及城市生態(tài)文明建設需求。
河道護坡工程中常用的固土植物主要包括紫穗槐、迎春、紫葉矮櫻、三裂繡線菊、麥冬、石竹、凌霄、地錦、常春藤等。由于南北方的氣候條件差異較大,所以有必要秉承因地制宜的基本原則,根據區(qū)域的氣候環(huán)境特點,選擇適宜的固土植物。
3.3生態(tài)混凝土護坡技術
生態(tài)混凝土護坡技術,是指通過嚴選施工材料與施工工藝,制造結構特殊,功能完善的混凝土岸坡,達到豐富景觀層次,凈化水質,完善生態(tài)系統(tǒng)的目的。按照功能性差異,可以將生態(tài)混凝土劃分為生物相容型和環(huán)境友好型兩大類。生物相容型生態(tài)混凝土是指能夠與動植物和諧共存,美化環(huán)境,保障生態(tài)系統(tǒng)平衡的混凝土。生物相容型生態(tài)混凝土也可以簡稱為生物混凝土。
環(huán)境友好型生態(tài)混凝土是指生產、使用以及解體等各個過程,可以顯著減輕生態(tài)環(huán)境負荷的混凝土。通常來說,環(huán)境友好型生態(tài)混凝土多用于改善河道綠化環(huán)境。此類型生態(tài)混凝土在護坡施工中的應用流程如下:按照一定的比例進行配制,在施工現場開展攪拌、澆筑與養(yǎng)護工作。在已經成型的混凝土結構表面上覆蓋一層土壤,當植物根系穿透混凝土結構,錨固到深層土壤中時,形成植生型生態(tài)混凝土護坡體系。需要格外強調的是,無論是生物相容型生態(tài)混凝土,還是環(huán)境友好型生態(tài)混凝土,對混凝土的強度都具有一定的要求。
在河道岸坡施工過程中,采用生態(tài)混凝土護坡技術,這既可以保護堤岸邊坡,又可以增強坡岸的排水能力。這主要是因為生態(tài)混凝土具有良好的透水性與排水性。此外,生態(tài)混凝土還具有一定的過濾能力與抵抗能力,能夠維持整個河道岸坡的安全穩(wěn)定性。生態(tài)混凝土具有連續(xù)孔隙,可以在植物生長的關鍵周期提供充足的水分和空氣。同時,孔隙也為微生物的繁殖提供了良好的場所,有助于提高水體的凈化能力??偠灾诤拥乐卫淼倪吰鹿こ讨?,采用生態(tài)混凝土護坡技術具有良好的效果,值得大范圍推廣應用。
3.4生態(tài)箱(袋)護坡技術
與土工網格護坡形式相比,生態(tài)箱護坡形式在諸多方面都體現出卓越的優(yōu)勢。生態(tài)箱護坡形式的主要功能是借助箱體的靈活移動,滿足自我繁殖需求,創(chuàng)造長久且穩(wěn)定的經濟效益與生態(tài)效益。在實際施工過程中,可通過對具有滲水性和透氣性的箱體進行合理布置,形成對應的效果。另外,采用生態(tài)箱護坡形式,還可以借助不同網箱內的不同類型植物的搭配,加強生物物種多樣性。在生態(tài)箱護坡施工過程中,按照箱體材料差異可分為土工格式、生態(tài)格式、生態(tài)袋式等多種形式。
4結束語
近年來,河道環(huán)境問題受到社會各界的高度重視,各地區(qū)也逐步加大河道治理方面的投入力度。在河道治理過程中,采用生態(tài)護坡技術可以保護河道生態(tài)環(huán)境,而且生態(tài)護坡結構還可以協(xié)調水生生物與陸生生物之間的關系,改善生態(tài)效能,加強護坡效果。再者,生態(tài)護坡還可以降低水土流失問題的出現幾率,保證河道岸坡的安全穩(wěn)定性。這對于改善城市生態(tài)環(huán)境,加快生態(tài)文明建設進程具有關鍵意義。
參考文獻:
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(江蘇省連云港市東海縣水務局魯蘭河堤防管理所,江蘇 東海 222300)