生态航道驳岸系统设计方法及工程应用实例研究

2014-09-24 05:42于雪冬
城市建设理论研究 2014年25期
关键词:航道生态应用

于雪冬

摘要:在分析传统航道整治工程护坡技术的基础上,充分运用航道整治工程中实践经验和理论,提出生态护坡的理念,给出了生态护坡的设计要点及结构,结合航道工程实例,探讨建设生态航道护坡结构的新方法,为建设生态性、环保性航道、走资源节约、环境友好型的交通发展道路提供了较好的参考。

关键词:生态;航道;应用

中图分类号:F205文献标识码: A

随着我国社会主义经济建设的不断推进,学技术水平的不断提升,生态护岸的理念和技术也逐渐的被航道工程投入到应用中。于是在航道治理中提出了建设绿色生态航道的新理念。此理念即在生态安全与和谐理念指导下,以河道治理为目的,通过生态河床和生态护岸等生态工程的技术手段,形成自然生态和谐、安全稳定性高的非自然原生型河道,以此来实现河道生态系统的持续健康发展。

1.生态护坡的概念

生态护坡融现代水利工程学、环境科学、生态学、生物科学、美学于一体,以“保护、创造生物良好的生存环境和自然景观”为前提,在实现护岸传统的同时,充分考虑生态效果,把护岸改造成水体和土体、水体和生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态。

2.生态原则

生态护坡设计应与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响达到最小。这种协调意味着设计应以尊重物种多样性,减少对资源的剥夺,保持营养和水循环,维持植物生境和动物栖息地的质量,有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。主要包含以下三个方面:

2.1当地原则

设计应因地制宜,在对当地自然环境充分了解的基础上,进行与当地自然环境相和谐的设计。包括:尊重传统文化和乡土知识;适应场所自然过程,设计时要将这些带有场所特征的自然因素考虑进去,从而维护场所的健康;根据当地实际情况,尽量使用当地材料、植物和建材,使生态护坡与当地自然条件相和谐。

2.2保护与节约自然资源原则

对于自然生态系统的物流和能流,生态设计强调的解决之道有4条:保护不可再生资源,不是万不得已,不得使用;尽可能减少能源、土地、水、生物资源的使用,提高使用效率;利用原有材料,包括植被、土壤、砖石等服务于新的功能,可以大大节约资源和能源的耗费;尽量让护坡处于良性循环中,从而使资源可以再生。

2.3回归自然原则。

自然生态系统为维持人类生存和满足其需要提供各种条件和过程,这就是所谓的生态系统的服务。

着重体现在:自然界没有废物,每一个健康生态系统,都有完善的食物链和营养级,所以生态设计应使系统处于健康状态。

边缘效应,在两个或多个不同的生态系统边缘带,有更活跃的能流和物流,具有丰富的物种和更高的生产力,也是生物群落最丰富、生态效益最高的地段,河道岸坡作为水体生态与陆地生态之间的边缘带,在设计时应充分考虑其边缘效应。

生物多样性,保持有效数量的动植物种群,保护各种类型及多种演替阶段的生态系统,尊重各种生态过程及自然的干扰,包括自然火灾过程、旱雨季的交替规律以及洪水的季节性泛滥。

3.生态护坡种类

3.1植被护坡

通过在岸坡种植植被,起到固土护岸的作用。这一技术主要是利用植被根系网络固结土壤的作用,提高坡面表层的抗剪能力以及对渗透水压力的抵抗能力,增强迎水坡面的抗蚀性,减少坡面土壤流失;利用植物的地上部分形成坡面的软覆盖,减少坡面的裸露面积,增强对降雨溅蚀的抵御能力。该技术常用于中小河流和湖泊港湾处,河道岸坡及道路路坡的保护,有向多层次和多样化发展的趋势。

3.2植被加筋护坡

通过土工网、生态混凝土现浇网格、种植槽或使用预制件、土工织物或编制袋(纤维袋)填土等方式,对植被进行加筋,增强岸坡抗侵蚀的能力,起到更好的防护功能。适用于大中型河流,水流条件较大的情况。

3.3钢丝网石笼垫护坡

钢丝网石笼垫是一种新型结构型式,主要适用于护底和护坡,其实质为充填满块石的规则的矩形钢丝笼单元体,由双绞合六边钢丝网格构成,在钢丝笼中装填块石后,封闭盖板,就形成一个大型的、具备一定柔韧性和整体性的工程模块,用来取代常用的块石抛投,以利于岸坡的稳定。

4.航道应用工程实例

4.1工程概况

苏南运河镇江陵口段土质条件特殊,历来是险工段,由于航运发展,船舶量急增,船舶大型化,由航线双线发展为四线,致使陵口段预制混凝土护坡毁坏严重,护坡多处土体被冲刷掏空,坍塌严重。

重新规划整治后,断面结构形式采用复式断面设计,两级护岸采用直立式护岸和斜坡式护岸相结合,二级斜坡采用生态袋护岸,护岸全长8500延米,约25500㎡。

4.2生态袋挡墙护坡技术

①构件要素组成

生态袋:生态袋是由聚丙烯纤维或聚酯纤维等土工合成材料制成,具有高强度,耐腐蚀,不降解,抗UV,稳固性好等特点。使用寿命70年以上,具有100%回收率。生态袋具有目标性透水不透土的过滤功能,既能防止填充物(土壤和营养成分混合物)流失,又能实现水分在土壤中的正常交流。

排水联结扣:联结扣把无数个生态填充袋联接在一起,形成稳定的三角内摩擦紧密内锁结构。其倒钩棘爪最大限度的将生态袋紧密相连,始终与袋体保持垂直紧贴,对构建稳固的边坡起到了重要的作用。

扎口带:扎口带是一种自锁式黑色带,具有抗紫外线及抗拉性强的特点,对保证工程安全稳定起到了不容忽视的作用。

加筋格栅:加筋格栅在构筑较陡的回填土边坡时,排水联结扣把加筋格栅和抗紫外生态袋进行联结,同时对外露袋体墙面进行分层反包,对工程的坚固和稳定起到重要作用。

②特点

生态袋墙是一项新型引进专利应用技术,是现代生态理念,工艺新,难度较大;墙后回填土压实要求高;土工格栅周围土体没有达到设计标准的压实度,土工格栅加固效果将受到较大的影响;近乎垂直面绿化喷播施工及后期养护难度较大,二级护岸结构型式为斜坡式生态袋体墙身,墙面垂直高度3.0m,后仰角15°,近乎垂直面,植被根系保水困难,绿化喷播施工及后期养护难度较大,同时还要防止灌木根系对袋体墙身的破坏。

4.3绿化喷播

①气候特征

本工程位于丹阳市陵口镇,地处长江下游南岸,近几年冬季偏暖,夏季偏热,春季雨水多,秋季雨水少,全年日照偏少。年平均气温16.5℃,冬季平均气温5.9℃,最低气温≤0℃的日数共26天,极端最低气温-4.6℃,冬季降水量153.4mm,春季降水量407mm,每年10~1月份相对干旱,在实施过程中要把握梅雨季节的时间和雨量,要充分认识此地区的最低温度和出现的时间。

②草本喷播和植物栽植布局方式

生态墙面液压喷播:根据现场实际情况,对生态墙完成的施工面进行喷草绿化,施工次序为:生态墙面处理、藤本灌木点播、运料配比、墙面液压喷播、盖无纺布、墙体顶部进行灌木栽植、水肥管理、适当进行补植和间苗、生长季节的水肥管理及病虫害防治等。

5.结语

生态环境是人类赖以生存的根本,优良的生态环境也是可持续发展的前提,所以,良好的生态环境是人类社会不断发展重要前提保证,因此对于生态护岸技术的提出对于保持生态平衡具有重要的意义。正是由于生态护岸在航道整治工程中始终能够采用天然的材料,这样对于航道的生态环境起到了良好的调节和改善的作用,不仅发挥天然材料的性能,更有效地改善传统型护岸对航道生态环境所带来的负面效果,还能够有效的改善生活的质量,提高人们居住的环境状况,对于我国建设环境友好型社会起到了有重要的促进作用。

参考文献:

[1]李冬,潘美元.生态护坡技术在长江航道工程中的应用[J].中国水运,2013(07)

[2]程铁军,张俊,李善奇,肖衎.生态护岸在航道整治工程中的应用[J].水运工程,2012(10)

[3]彭超,徐洲平.生态袋挡墙护坡技术在运河航道整治工程中的应用[J].水利规划与设计,2010(05)

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