郝偉榮
(武安市水利局河道工程管理處,河北 武安 056300)
河道護坡是確保河堤穩(wěn)固,河道暢通的關鍵。傳統(tǒng)的河堤護坡工程在設計時主要從河道水流量、行洪速度、水土保持等方面進行考慮,因而多采用比較穩(wěn)定和堅固的土石方結構,缺乏對河道生態(tài)環(huán)境影響的重視。在環(huán)境保護問題日益突出的今天,傳統(tǒng)的河道護坡形式已難以適應生態(tài)環(huán)境保護的需要,混凝土、砌漿塊石等剛性硬質(zhì)材料護坡嚴重破壞了河道自身的生態(tài)平衡。一方面,傳統(tǒng)護坡材料在水化反應中會對水質(zhì)產(chǎn)生影響;同時,封閉的護坡結構也不利于河道水體中各種生物的存活,使水體的自凈能力遭到破壞。在城市建設與生態(tài)保護并重的理念下,注重自然環(huán)境與景觀相適應的生態(tài)護坡技術開始在城市河道工程中得到廣泛應用。河道生態(tài)護坡技術使河道保護與生態(tài)環(huán)境更為和諧相融,在保持河道正常使用功能的前提下,使周邊環(huán)境也恢復到往日的碧草茵茵、魚躍蟲鳴,為人們增加了休閑娛樂、親水游玩的好去處。
河道的基本作用是防洪、排水。過去在河道工程設計中,人們比較重視河道的使用功能,河道護坡結構具有較高的強度和穩(wěn)固性,但忽視了河道的生態(tài)保護,因此,傳統(tǒng)的河道結構形式對生態(tài)環(huán)境有很大的影響。一是遮擋了沿河的環(huán)境景觀。土石結構的護坡雖然保證了河道的穩(wěn)固,但也遮擋了沿河的景觀環(huán)境,碧水漣漪、花紅草綠的河岸景觀也被擋墻遮蔽不見蹤影,河道護坡成為了河流與景觀環(huán)境的阻隔;二是對生態(tài)環(huán)境的影響。封閉的土石結構護坡無法為植物和各種微生物生長提供適宜的條件,河流的自凈能力遭到破壞。堅硬的護坡結構阻礙了生物的生存和繁衍,整個河流的生態(tài)系統(tǒng)也因此而被人為斷開,失去原有的平衡。三是對人類生活的影響。混凝土擋墻減少了人們與河水之間的親近接觸,使人們失去了沿河嬉戲的場所,人類生產(chǎn)生活中對河水的利用也受到一定程度的影響。
生態(tài)護坡不同于傳統(tǒng)的護坡形式,它是以人造工程與自然生態(tài)的協(xié)調(diào)融合為原則,將人工材料與植被有機結合。在保證河道結構強度和排水、泄洪等基本功能的前提下,減少對河道周邊生態(tài)的破壞,改善河道生態(tài)環(huán)境。生態(tài)護坡主要是以植被草、植被型生態(tài)混凝土、水力噴播植草等方法,盡量使河道恢復原有的生態(tài)效應,使自然景觀與環(huán)境相適應。針對河道的使用和生態(tài)保護要求,生態(tài)護坡設計應遵循以下原則:
河道護坡浸泡在河水環(huán)境下,長年累月的受到河水的沖刷和侵蝕作用。為了維持其正常的使用功能,要求河道護坡結構必須具有足夠的安全性和穩(wěn)定性,這也是設計時需要首先考慮的內(nèi)容。
河道護坡屬于人造構筑物,施工中會不可避免地對周邊生態(tài)產(chǎn)生影響。設計時應盡量減少對天然河道的人為改造和對周邊植被的破壞,在保證護坡安全的前提下,通過植草造木等措施維護生態(tài)和諧。
生態(tài)護坡技術的應用要與河道周邊原有的地域環(huán)境相協(xié)調(diào),盡量采取與周邊地形地貌、植被生長相適應的改造措施。比如在北方地區(qū),可在河道護坡上種植喜水的蘆葦?shù)戎参?;在城?zhèn)河道護坡設計時可在人工構筑物中加入一些本地的鄉(xiāng)土文化元素,營造出適合當?shù)刈匀粭l件,能夠體現(xiàn)當?shù)匚幕瘹庀⒌纳鷳B(tài)護坡。
在河道邊坡坡度不大,侵蝕不嚴重的情況下,可采用一種比較簡易的生態(tài)護坡形式??稍谧o坡上直接種植一些喜水植物,對河堤護坡進行保護,利用植物發(fā)達的根系穩(wěn)固堤岸。為進一步增強堤岸防洪和抗沖刷能力,還可在坡腳采用漿砌石塊、木樁等進行護底加固,并在其上填土和種植植被,構成喬灌草相結合的護坡形式。
土工格室護坡是由高分子聚合材料經(jīng)焊接而形成的一種高強度三維網(wǎng)格結構,在每個網(wǎng)格結構內(nèi)填充土料并栽植草皮植物后形成的護坡,屬于復合生態(tài)護坡的一種。土工格室張開并鉚固后可形成獨立封閉的小室,在格室內(nèi)填入適合草籽生長的優(yōu)質(zhì)泥土,草皮植物根系可以從孔中穿入,相互結合并將格室固結在土壤中。在格室土體上加蓋無紡土工布,可起到隔離和穩(wěn)固坡面土體的作用并有利于反濾排水。此種土工格室護坡非常整齊美觀,可起到護坡加固和景觀美化的作用。
該種護坡形式是指在坡面構建一個由地上和地下兩部分,由人工網(wǎng)墊和根系植物共同組成的邊坡防護系統(tǒng)。人工網(wǎng)墊材質(zhì)疏松,可填充沙粒和土壤,將表層土壤和草籽限制在立體網(wǎng)格中間,避免草籽被水流沖走,提高草籽植被的成活率。植物根系可從網(wǎng)墊中穿出扎于泥土中,從而形成由植物、網(wǎng)墊、泥土組成的牢固的復合整體,有效提高土體的抗剪強度和抗沖刷力,此種護坡形式可廣泛應用于河流堤岸的背水面。
巖石邊坡植生基質(zhì)生態(tài)防護又稱為PMS 技術,是在裸露巖石坡面上利用錨桿、土工網(wǎng)、植生基質(zhì)組成的護坡形式??蔀橹参锷L提供良好的立地條件,使具有生態(tài)破壞隱患和已經(jīng)遭到破壞的坡面得到防護和修復。施工時按照設計厚度將植生基質(zhì)噴涂到巖石坡面上,在封閉巖石坡面的同時,植物的生長會逐漸使錨桿、土工網(wǎng)等施工構件與植物根系形成整體的網(wǎng)絡結構,達到綠化和穩(wěn)定坡面的目的。