叶永强
(江苏省丹阳市水利局陵口水利管理服务站 江苏省丹阳市 212300)
众所周知,城镇河道生态护坡将有效地减少河道的水质污染,维护好人与生态环境平衡,并创造出良好的栖息环境,建设好生态护坡是河道水利工程发展的必然趋势。
通常说,河道生态护坡的概念描述是指河道的护坡,综合运用了工程力学、生态学、土壤学、植物学、美学等多学科的基本知识,对河道的斜坡、边坡进行了支护,从而形成了工程与植物融合生成的护坡系统,构建起透气、透水、拥有植物生命的生态防护平台,这样的施工技术就是生态护坡。一般情况下,生态护坡包括了乔木、灌木、草本植物、鱼巢、水底植物、动物的沿滩地、迎水边坡、支坡、坡脚以及近岸水体共同组成的立体的生态系统。
河道生态护坡完全满足河道体系的防护标准,也满足了河道系统中,可以自行恢复生态平衡的系统工程,在改造自然、服务社会过程中实现了生态保护,形成了尊重自然,和谐共生的生态格局,是社会进步的重要体现。
河道生态护坡一般是通过植被草、水力喷播植草、土工材料绿化网、水泥生态种植基、植被型生态混凝土等混凝土连锁块结合植被草方法建设的,这样的护坡可以大量减少水质污染,实现河道自然环境与周围景观相适应,所以说生态护坡是河道护坡水利工程发展必然趋势[1]。
在对城镇河道生态护坡进行设计和建设中,必须充分地考虑自然生态及周围景观地因素,要遵循水利工程结构的稳定性及安全性,自然和谐生态,因地便利的原则,使河道生态护坡水利工程具有比较充分的融合性及可行性:
(1)水利工程结构稳定性与安全性。河道生态护坡地作用主要是避免水土流失及防洪泄洪地,其稳定性安全性是第一位地。
(2)自然和谐生态。良好的自然生态环境是生态文明建设的主要内容;而水利工程护坡的生态和谐健康是指在确保护坡安全稳定的基础上,可以有效地减少工程对天然河岸的人为影响,确保河岸线的完整性。
(3)因地便利要求。水利工程要与周围地域环境相一致,工程的设计和建设要突出地域特点。例如:在对城市护岸进行设计过程中,必须充分体现出所在城镇的区域特点,包括重视其传统文化、乡风民俗,还要与提升城镇生态品位、回归大自然相衔接,不断延长当地地历史文化,突出地域文化主要特征,将区域地文化底蕴体现在景观之中,创造出具有当地个性的城镇生态护坡[2]。
在河道护坡建设中,传统的河道护坡主要是现浇混凝土护坡、浆砌或干砌块石护坡以及预制混凝土块体护坡等形式,侧重于河道岸坡的稳定性,行洪排涝的功能,没有认真地考虑到对周围自然环境和生态环境的影响,所以在防止水土流失、防洪排涝、保持岸坡的结构稳定性等方面效果不错,但不足之处主要是这些工程的造价较高,在水下施工、工程维护等方面困难较大。在传统的混凝土护坡建设施工中都会不同程度地使用一些如抗冻剂、早强剂、膨胀剂等化学添加剂,缺少生态自净能力,造成对河道水质、水环境不同程度的影响。
近年来河道生态护坡以其与周围自然环境良好的适应性、结构稳定性明显优势,得到了广泛应用,其施工技术有了比较明显的进步,可以与环境融合共生,不仅完全可以满足行洪排涝、减少河道的水土流失等功能,而且更加具有亲和力,体现出自然生机和活力,工程的设计与施工可以与周围景观相协调一致,比如通过植物根系对边坡的“锚固”起到稳定边坡结构的作用,河道生态护坡具有良好的抗冲刷性和结构稳定性。河道的生态护坡还具有一定的开放性功能,可以有效地保护河道生态系统的生物多样性,减少了影响河道生物栖息环境;同时河道的生态护坡材料大多是以环保材料为主,多数为天然材料,对环境污染小、影响少。
目前现有的河道生态护坡也存在不足:比如大多数护坡工程在设计中会忽略了对动物及微生物的影响,忽略了河道生态护坡动态发展过程,忽略了营造河道边坡系统的生物多样性作为主要价值取向,在今后的工程设计和建设中尽可能去完善。
(1)单纯植被护坡。纯植物护坡,一般会选用根系发达的植物来进行固水、固土,植物与护坡浑然天成,施工效果较好。选用这种护坡,需要借助于合适的播种技术,选定植被种子后,先将经过特殊处理的植被种子与水进行充分混合,以喷播的作业方式,将混合液喷射到需要播种的护坡坡面上,待植物成长至稳定期后就可以起到护坡的作用。与其他施工方法比较,速度快、效率高、受外界环境影响小,甚至可以做到全天候施工。但有两点要注意:①选取合适的植被,要与所在地域的大环境相匹配;②施工时要防止暴雨对坡面的冲刷,冲走植被的种子。
(2)土工材料固土种植:①土工网垫固土种植,利用高分子材料做成的网垫与土工材料一起平铺在护坡坡面,进行固化,再将砂土、植被种子进行混合,将混合体均匀地喷入网垫中,含植被种子的混合体利用网垫与坡面的空间自行生根发芽,并且可以将根扎入坡面的土壤之中,形成了植被、网垫、土壤的牢固结合,提高了生态护坡的稳定性和抗冲刷力。②土木单元固土种植,事先利用聚乙烯材料沿着坡面进行拼接,形成了巨大的蜂窝结构的大操作平台,再将植被种子混合土壤对每一个蜂窝结构的小单元进行填涂,然后进行大单元的洒水湿润,以此达到坡面的防护效果。
(3)植被护坡与混凝土施工结合方法。施工方准备数量相当的多孔混凝土预制件,沿着护坡坡面进行安装固定,对坡面再进行表层土处理,形成稳固的多孔混凝土坡面。选定合适的植被,在表层土上进行种植,洒水湿润,当然,也可以不洒水。一定时间后,植被就能在表层土上生根发芽,并且根须穿过空隙深植进坡面,实现了混凝土、坡面与绿色植被的高度融合,提高了边坡稳固性,增加保护植被功能的效果,还达到了抵抗冲刷的目的。
(4)三维网护坡技术。选用合适的抗拉能力、抗剪能力和固土能力不同的层网,分为抗拉纤维层和固土网包两个部分,一般来说是薄层应用于下边坡,厚层则应用于上边坡,中间包裹着土壤和植被的种子,与护坡坡面自然地融合在一起。经过一段时间,土工合成材料三维层网与绿色植物根系、坡面就直接结合,在坡面实现生态植被自身防护体系,具有良好的抗冲刷效果,增强了护坡边坡的安全性、稳定性。
城镇河道生态护坡工程的优越性明显,其经济性、适用性和质量效果都符合工程预期,而且耦合了中央提出地生态文明发展理念,推广应用价值突出。当然对生态护坡的不足之处,我们必须加大科研投入,精准研究,开展系列的适用技术攻关,将河道生态护坡功能与水利工程功能、工程的安全功能一并考虑,使护坡工程与周围环境融为一体,造福人类。