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        生態(tài)河堤在河道治理工程中的應(yīng)用

        2022-07-07 11:27:58陳長生
        大科技 2022年27期
        關(guān)鍵詞:植物混凝土生態(tài)

        陳長生

        (四川中鑫建業(yè)建設(shè)工程有限公司,四川 成都 610000)

        0 引言

        隨著人們維護(hù)生態(tài)環(huán)境的理念逐步增強(qiáng),對河道的要求已不僅是具有泄洪、排澇、蓄水等基本功能,也需要滿足景觀、旅游等生態(tài)功能。河道治理工程不但會影響人們的生活,還會影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加強(qiáng)河道治理的管理工作能夠有效控制成本,讓工程質(zhì)量和使用安全都得到保障,充分發(fā)揮河道的作用。為了適應(yīng)新形勢下人民群眾對生態(tài)環(huán)境的需要,生態(tài)河堤應(yīng)運(yùn)而生。其可以通過運(yùn)用綠色生物與土木工程,對河道坡面予以有效防護(hù)處理等方式,優(yōu)化當(dāng)?shù)睾拥赖乃Y源質(zhì)量。生態(tài)河堤的規(guī)劃應(yīng)用是如今河道整治工作的大勢所趨,積極構(gòu)建良好的生態(tài)河堤工程對于清水綠岸的河道生態(tài)環(huán)境具有極高的現(xiàn)實(shí)價值。

        1 水利工程河道生態(tài)河堤簡述

        隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的出臺,越來越多的行業(yè)在發(fā)展自身產(chǎn)業(yè)的同時,會注重應(yīng)用相關(guān)先進(jìn)科學(xué)技術(shù),加強(qiáng)對自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。通過對行業(yè)生產(chǎn)流程的優(yōu)化升級,促進(jìn)提高行業(yè)整體生產(chǎn)流程的環(huán)保程度,促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。水利工程項(xiàng)目是一個城市的民生建設(shè),要對其進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能,為人們提供更優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境[1]。

        河道生態(tài)河堤是指以滿足護(hù)坡功能為前提條件,最大限度應(yīng)用自然護(hù)坡的方式。生態(tài)河堤使河道護(hù)坡與自然環(huán)境融為一體,極大地提升了河道護(hù)坡的觀賞性。河道生態(tài)河堤技術(shù)在我國水利工程施工中應(yīng)用廣泛,比較常見的類型有鋪設(shè)植被、植物固土、土工材料、網(wǎng)格、土工材料與草皮結(jié)合5 種生態(tài)河堤類型,要想科學(xué)合理地應(yīng)用護(hù)坡技術(shù),發(fā)揮其最大的生態(tài)價值,就需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員對河道周圍環(huán)境進(jìn)行深入的勘察。目前,我國河道護(hù)坡設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)還有進(jìn)步的空間,在實(shí)際工作當(dāng)中,要充分考慮到河道護(hù)坡的特點(diǎn)并對其進(jìn)行優(yōu)化升級,以確保施工的質(zhì)量,從而進(jìn)一步推動我國水利建設(shè)工程發(fā)展。

        2 河道治理中生態(tài)河堤工程作用

        2.1 防洪抗旱

        在保證下游農(nóng)田灌溉的基礎(chǔ)上,防洪抗旱是水利工程的首要職責(zé)。通過生態(tài)河堤工程,可以大大提高水利工程的防洪能力。在具體的施工環(huán)節(jié)中,要緊密結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件、降雨等實(shí)際情況,選擇合適的植被和護(hù)坡施工技術(shù)。借助護(hù)坡植被最大限度蓄洪,減少汛期洪峰水量,延緩下游洪水效應(yīng),以便于起到良好的防洪和固坡作用;此外,在干旱年份,通過將生態(tài)河堤植被預(yù)先儲存的大量水資源排放入河流中,可以很好地補(bǔ)充河水。如此來看,生態(tài)河堤工程一方面可以延緩干旱年份河流陷入干涸的情況,另一方面,也可以為下游農(nóng)田灌溉提供必要的水資源。

        2.2 減少環(huán)境污染

        在過去的發(fā)展階段,一些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作沒有考慮到環(huán)境保護(hù)問題,導(dǎo)致地區(qū)受到了不同程度的污染。幸運(yùn)的是,大部分污染并不嚴(yán)重。近年來隨著一些相關(guān)治理項(xiàng)目的實(shí)施,許多環(huán)境污染得到了有效的抑制和緩解。為了減少生產(chǎn)活動造成的污染,許多項(xiàng)目都采用了生態(tài)環(huán)保技術(shù)。水利工程中的河流生態(tài)河堤技術(shù)是一項(xiàng)見效快、可持續(xù)性強(qiáng)、具有極佳的生態(tài)環(huán)保功能的技術(shù)。

        2.3 改善周邊自然環(huán)境

        水利工程不僅能防洪減災(zāi),還能維持周圍的生態(tài)平衡。因此,無論是施工工藝的選擇還是具體的施工過程,生態(tài)河堤工程都應(yīng)注重通過邊坡防護(hù)工程恢復(fù)和改善周邊生態(tài)環(huán)境。在施工過程中,選擇適合當(dāng)?shù)厣L的植被,可以更好地連接河流系統(tǒng)和周邊生態(tài)系統(tǒng),改善自然生態(tài)環(huán)境[2]。

        3 河道治理中生態(tài)河堤應(yīng)用原則

        在生態(tài)河堤的建設(shè)和使用中,要堅(jiān)持因地制宜的原則,利用生態(tài)河堤確保河流、水體周圍動植物具有正常的棲息環(huán)境。應(yīng)高效設(shè)計(jì)并應(yīng)用河流生態(tài)河堤,建設(shè)水利工程自然生態(tài),最大限度發(fā)揮其防洪排洪功能用。目前,我國地理?xiàng)l件復(fù)雜,水利工程建設(shè)受到外部因素的影響,生態(tài)河堤施工技術(shù)還處于發(fā)展的初級階段。根據(jù)工程實(shí)踐,結(jié)合環(huán)境條件和施工要求,河流生態(tài)河堤的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)遵循以下5 項(xiàng)原則。

        (1)在河流生態(tài)河堤的設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)根據(jù)河流生態(tài)信息、歷年天氣變化信息、河流周圍動植物生長狀況、生物多樣性等,在保證植物生存和對環(huán)境影響小的前提下,考慮植被的設(shè)計(jì)、種植的實(shí)際可行性和施工便捷性。

        (2)通過植被種植和養(yǎng)護(hù),增加護(hù)坡的觀賞性,減少水土流失。河流生態(tài)河堤的施工主要使用天然材料,需要考慮到工程施工材料在自然條件下受到的長期影響,通過生態(tài)與工程建設(shè)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)護(hù)坡維護(hù),降低施工成本。

        (3)充分掌握了解河流水文條件和歷史水位信息,結(jié)合植被特點(diǎn),優(yōu)化最佳植物種類,確保后期生存[3]。

        (4)河流護(hù)坡的主要功能是引導(dǎo)河流,抵御河流的影響,這也是河流具有防洪功能的原因。河流生態(tài)河堤植物還需要承擔(dān)平衡地表水與地下水的重任。

        (5)在兼顧生態(tài)效應(yīng)和景觀效應(yīng)的前提下,選擇不同的河流生態(tài)河堤技術(shù)進(jìn)行一體化施工,如剛性結(jié)構(gòu)與柔性材料相結(jié)合等。

        4 生態(tài)河堤技術(shù)實(shí)施措施

        河流護(hù)坡生態(tài)工程是一項(xiàng)環(huán)境生態(tài)建設(shè)工程。在意識到生態(tài)環(huán)境的重要性的今天,河流邊坡防護(hù)的質(zhì)量越來越受到人們的關(guān)注。在生態(tài)建設(shè)過程中,需要采用相應(yīng)的方式來提高效率。在技術(shù)選型的過程中,選擇與河流生態(tài)護(hù)坡相適應(yīng)的施工技術(shù),可以減少河流施工及后續(xù)使用過程中對環(huán)境造成的破壞和污染。

        河道生態(tài)護(hù)坡工程作為水利工程的重要組成部分,對改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、改善水土流失現(xiàn)狀、維持植被景觀等方面起到了重要的作用,特別是在構(gòu)建生態(tài)文明城市的背景下,生態(tài)護(hù)坡工程顯得尤為重要。在對水利工程河道進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡工程改造的過程中,不論是護(hù)坡施工技術(shù)的選擇,還是植被的種植,都要綜合考量施工現(xiàn)場的水文、地質(zhì)、土壤等要素,在此基礎(chǔ)上選擇合適的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)和植被,只有這樣才能夠達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的作用[4]。

        4.1 生態(tài)混凝土護(hù)坡

        生態(tài)混凝土護(hù)坡是指將混凝土框架預(yù)設(shè)于河道兩側(cè),再將無砂混凝土添加至框架當(dāng)中,以此達(dá)到護(hù)坡的效果。相比于傳統(tǒng)護(hù)坡所采用的混凝土,生態(tài)混凝土護(hù)坡中的無砂混凝土最為突出的優(yōu)勢就是內(nèi)部空隙較大,這些空隙為植被的生長提供了空間,使得整體固土效果得以保證的同時,植被與混凝土可以共同構(gòu)建一個完整的生態(tài)系統(tǒng),如圖1 所示。

        圖1 生態(tài)混凝土護(hù)坡

        生態(tài)混凝土根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為:土木格室層和有機(jī)客土層。前者所采用的是細(xì)骨料混凝土,通過噴播植草技術(shù)可以為植被的生長提供充足的空間。后者的主要組成部分是活性添加劑、草炭、保水劑和石料,能夠直接接觸到原有土層。當(dāng)植物被植入生態(tài)混凝土后,植物的根系會不斷向下延伸,直至接觸到原有土壤再繼續(xù)生長,從而形成一個完整的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),以保護(hù)整個河道的坡面。并且,整個網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)還會隨著植被根系不斷得到完善,最終形成具備極強(qiáng)穩(wěn)定性的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

        其中,活性添加劑的作用是進(jìn)一步提升植被的生物活性,微生物是活性添加劑的主要組成,它不僅可以促進(jìn)植被的繁殖生長,還可以控制河道水中的鹽堿性,從而保證生態(tài)混凝土結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的活性,為植被生長提供充分的生存條件和環(huán)境[5]。

        除此之外,部分微生物還可以促進(jìn)落葉樹樹枝等分解速度進(jìn)一步加快,加快存在于水土中的污染物的分解,凈化了水體和水質(zhì)。適用性較強(qiáng)是生態(tài)混凝土護(hù)坡最為突出的優(yōu)勢,因此其可以應(yīng)用于不同環(huán)境、不同氣候、不同地質(zhì)情況下的不同河道,但需要注意的是,此技術(shù)要求坡體角度理論上不能大于75°。

        4.2 自然原型河道生態(tài)河堤

        基于自然原型河道生態(tài)進(jìn)行護(hù)坡施工,對河道生態(tài)環(huán)境的平衡可以起到促進(jìn)作用,同時還能夠促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。在實(shí)際施工過程中要注意以下兩點(diǎn):①要以河道護(hù)坡施工技術(shù)的要求作為指導(dǎo),充分利用能夠適應(yīng)河道環(huán)境生長的水生植物,進(jìn)一步優(yōu)化和完善施工設(shè)計(jì)。由于原有的水生植物可以凈化河道內(nèi)的水質(zhì),提高河道內(nèi)水域的質(zhì)量,因此,植被適應(yīng)性和凈化功能性也是選擇植被時的重要依據(jù)。優(yōu)先選用可以生存于河道環(huán)境且凈化能力較強(qiáng)的植物,不僅可以美化河道,提高其觀賞性,還可以維持原有河道自然生態(tài)環(huán)境的平衡。②以自然原型河道為基礎(chǔ)的生態(tài)河堤施工技術(shù)能夠提升堤岸的穩(wěn)固性。施工人員在選用具體的植物的過程當(dāng)中,要盡可能地對喬木灌木進(jìn)行混搭,注意科學(xué)合理的布局和配置不同類型的植物,將其獨(dú)特的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,以提升堤岸的穩(wěn)固性。與此同時,要充分考慮植物根系生長的情況,選擇根系較為龐大的植物可以減少水土流失[6]。

        4.3 植物固土型生態(tài)河堤

        植物固土型生態(tài)河堤的主要技術(shù)原理是以植物龐大的根系來降低水土流失的程度,提高土質(zhì)的穩(wěn)固性。河道治理工程生態(tài)河堤施工過程中,為避免河道自然生態(tài)環(huán)境遭受破壞,相關(guān)工作人員必須要將植物固土型生態(tài)河堤施工的重要作用充分發(fā)揮出來,對河道周圍的土壤狀態(tài)進(jìn)行改善,從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。植物的選擇也是植物固土型生態(tài)河堤施工中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

        (1)要對施工當(dāng)?shù)鼐唧w的氣候、水文、地質(zhì)、土壤等因素進(jìn)行全面綜合的考慮,基于此選擇根系比較龐大的原生植物。

        (2)對于不同種類的植物在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)情況要進(jìn)行詳盡地分析,以此判斷技術(shù)方案的可行性。另外,還要考慮到植物的種植、生長、維護(hù)和保養(yǎng)的成本,分析河道周圍自然生態(tài)環(huán)境的搭配度和整體的景觀美化。

        (3)將生態(tài)箱或者生態(tài)帶放置于河道邊坡上再種植相關(guān)的植物,以進(jìn)一步提升河道邊坡的穩(wěn)固性[7]。

        4.4 生態(tài)格網(wǎng)

        生態(tài)格網(wǎng)是由多根鋼絲編織而成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),將此結(jié)構(gòu)組成籠箱,再把碎石等材料填充其中。生態(tài)網(wǎng)格以結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的角度來看,最為突出的優(yōu)勢就是具備抗腐蝕性,而且其使用年限比較長,對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全影響比較小。生態(tài)格網(wǎng)在實(shí)際的施工過程當(dāng)中,通常會將樹脂膜敷于鋼絲表面,以進(jìn)一步強(qiáng)化其抗腐蝕性,同時使其具有鋼絲的阻銹、防靜電、耐老化及耐高壓等多種優(yōu)點(diǎn)。這也使得生態(tài)格網(wǎng)具有比較強(qiáng)的適應(yīng)能力,甚至在海洋和高污染環(huán)境當(dāng)中也能充分發(fā)揮其自身的作用。

        此外,生態(tài)格網(wǎng)一般會直接放置于需要治理的位置,并將石料等材料填充其中,形成一套完整的兼具透水性和整體性的網(wǎng)狀防護(hù)結(jié)構(gòu)。生態(tài)格網(wǎng)在生態(tài)功能的角度來看,可以為水生動植物和微生物提供充足且舒適的生存空間,相比于其他類型的河道生態(tài)河堤結(jié)構(gòu),不僅可以維持河道水環(huán)境的生態(tài)平衡,還進(jìn)一步加強(qiáng)了水域的自我凈化能力,在最大程度上地實(shí)現(xiàn)了水利建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展生態(tài)目標(biāo)。而且,生態(tài)格網(wǎng)中填充的石料等材料基本上都是散體,具有非常多的空隙,可以達(dá)到河道與河岸水分交換及調(diào)節(jié)河流的目的,因此,生態(tài)格網(wǎng)兼具調(diào)節(jié)水分、穩(wěn)固堤岸、恢復(fù)植被等功能。此外,生態(tài)格網(wǎng)施工簡單便捷,可以通過就地取材完成施工,這是其他河道生態(tài)河堤結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)的[8]。

        5 結(jié)語

        綜上所述,在河道治理工程施工過程中,難免會產(chǎn)生一定的問題,因此有關(guān)人員必須要及時分析并解決問題。目前,我國河道治理生態(tài)河堤理論和施工技術(shù)還有進(jìn)步和提升的空間,在實(shí)際工作當(dāng)中,要充分考慮河道治理中護(hù)坡的特點(diǎn),并對其進(jìn)行優(yōu)化升級,以確保施工的質(zhì)量和效果,進(jìn)一步推動我國河道治理工程的治理效果。

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