基于生物基质的河道护岸生态修复技术应用初探

王 佳

(辽宁省水文局，沈阳 110000)

0 引 言

近些年来，基于生物基质的河道生态修复技术在许多地区得到推广和应用[1-5]。通过应用表明，该项技术可解决传统河道防洪不能考虑生态效应的局限，通过设置植物孔隙来达到河道生态修复效果[6]。基于生物基质的河道生态修复技术关键在于其技术指标，尤其是骨料配比方案，对其生态孔隙率以及强度影响程度较大[7]。当前,一些学者展开生物基质材料指标的试验研究[8-15]，但这些研究成果大都未能对其骨料层的材料指标进行分析，存在一定的局限，为此，文章重点对生物基质骨料层的材料特征指标进行分析，从而对该项技术在河道生态修复技术的推广和应用提供重要的参考意义。

1 试验方案

1.1 骨料层指标试验方案

在生态护岸基础上，对其框格梁进行骨料的铺设，骨料层采用统一直径标号进行铺设，水泥标号为42.5，采用外加剂和水进行120min的机械搅拌后，在30min中内进行浇筑试验。

1.2 土壤养分试验分析

骨料层需要铺设生态植物，其土壤养分对于骨料层的生态植物影响较大，为此对试验土壤的养分进行试验，试验结果如表1所示。

1.3 试验方法

基础骨料层采用装载机和搅拌机在试验现场进行浇筑及搅拌，机械结合人工辅助方式对基质进行现场填充和混拌。采用人工方式对作物种子以及无纺布进行铺设和播种。

表1 试验区土壤养分试验结果

2 分析结果

2.1 骨料层抗压强度试验结果

对骨料层不同配比方案下进行抗压强度试验，骨料层不同配比方案下的抗压强度试验结果，见表2。

表2 骨料层不同配比方案下的抗压强度试验结果

生物基质的骨料层采用外加剂后期抗压强度得到显著增强，由于外加剂的调和作用使得其抗压强度得到不同程度的提升。从试验结果可看出，采用外加剂后当水泥用量较低时期抗压强度依旧可满足强度要求。不同骨料层配比方案下的强度有所区别，在实际应用时，需要对不同骨料层的配比方案进行综合确定。

2.2 不同水泥配比方案下的强度试验结果

对不同水泥配比方案下骨料层的抗压强度影响进行试验，骨料层不同水泥方案下的抗压强度试验结果，见表3。

表3 骨料层不同水泥方案下的抗压强度试验结果

续表3 骨料层不同水泥方案下的抗压强度试验结果

在相同配比方案下，骨料层的水泥用量与抗压强度具有较好的相关性，其抗压强度随水泥配比的提高而相应提升。但水泥用量的增加也将提高工程造价，因此子需要对其水泥配比进行优化分析，提高生物基质骨料层的性价比。骨料层的孔隙率受水泥用量影响也较为明显，呈现显著的负相关性。当水泥配比用量介于350-450g/cm3时，其孔隙率可>30%。不同水泥配比方案下的孔隙率差异度较大。

2.3 骨料层抗冻性能试验结果

对不同冻融循环次数下的生物基质骨料层的抗冻性能进行试验分析，试验分析的骨料层配比为0.36，不同冻融循环次数下的抗冻性能试验结果，见表4。

表4 不同冻融循环次数下的抗冻性能试验结果

骨料层随着冻融次数的增加其抗冻性能有所降低，质量和强度损失率都相应增加。当冻融循环次数>99次以后，骨料层的质量和强度损失率递增幅度加大。在北方寒区进行生物基质技术的应用时，需要按照抗冻等级的标准进行设计，建议可采用的矿物掺合料来增加骨料层的活性，从而提升骨料层的抗冻性能。

3 试验结论

1)采用外加剂后当水泥用量较低时期抗压强度依旧可满足强度要求。不同骨料层配比方案下的强度有所区别，在实际应用时，需要对不同骨料层的配比方案进行综合确定。

2)当水泥配比用量介于350-450g/cm3时，其孔隙率可>30%，不同水泥配比方案下的孔隙率差异度较大。

3)在北方寒区进行生物基质技术的应用时，需要按照抗冻等级的标准进行设计，建议可采用的矿物掺合料来增加骨料层的活性，从而提升骨料层的抗冻性能。