生态护坡措施在水利工程中应用的功能及特点研究

肖向宏

中山市南朗镇城市更新和建设服务中心 广东中山 528400

现代化建设进程不断加快的社会发展背景下，水利工程既是现代社会的重要基础性设施，同时也与国民经济的发展有着重要的意义。而防洪防汛工作也主要依赖于水利工程的不断完善与建设，因此在当前的社会建设中，水利工程具有着应用的优势，同时也有着建设的必要性。我国也不断加大水利工程建设的投入，在当前的水利工程建设项目不断增多背景下，水利工程也在积极探究提高建设质量的方式方法。生态护坡作为近年来常见的水利工程建设技术既可以起到防洪防汛的作用，同时也有着生态环保的优势，与当前环境友好型社会建设相统一的同时，也顺应了国家经济可持续发展的时代要求。生态护坡措施作为水利工程建设背景下，应用的时间较短的技术手段，对其应用功能及特点进行研究与分析可以促进水利工程的可持续发展与进一步建设。

1 生态护坡

水利工程项目会通过多种多样的手段来进行岸坡防护工程。生态护坡是在当前技术发展背景下，以水利工程建设技术不断更新背景下发展起来的新型护坡方法。其虽然也是安坡防护措施的一种，但其既有着传统的河道体系防护作用，同时也有着维护生态平衡的系统功能。

在我国传统水利工程建设背景下，护坡防护主要采取硬化护砌工程措施，利用石材、混凝土等材料，以护砌结构来维护工程的稳定。而在该种传统的护坡防护措施应用背景下虽然维护了水利工程的稳定性，但忽视了水利工程生态环境的建设，既破坏了环境的整体和谐，同时也影响了工程区的生物正常的生长。

因此在社会建设质量不断提升的发展背景下，我国也在积极探究生态型突破技术，生态型突破技术作为遵循生态系统发展规律的防护手段，既能起到传统岸坡防护具有的稳定作用，同时也能考虑到生态环境建设的要求。在我国环境保护型社会建设背景下，生态护坡成为水利工程建设过程中逐渐采用并推广的岸坡防护技术，当前水利工程中所应用的生态护坡主要采用了学科交叉的知识体系结构，通过应用技术的创新与发展，在水利环境、生物、科学等多学科知识语言里的融合背景下，以植被为基础，通过植被与工程材料的结合既能起到传统安坡防护的工程稳定作用，同时也能具有一定的生态功能，以生态恢复、抗滑动等多重效果的完善，既减少了周边环境所存在的水土流失问题，同时也提高了生物栖息地的质量，为生物多样性的发展奠定了基础，也进一步改善了人居环境，促进了水利工程建设区域内的环境可持续发展[1]。

2 生态护坡的功能

与传统的安坡防护技术不同，生态护坡既有着工程稳定的功能，同时也有着防止水土流失，生态系统建设等多样化的作用，而从具体的水利工程生态护坡技术的应用实践来看，生态护坡主要有着以下几个方面的功能。

首先生态护坡有着固岸的功能。生态护坡主要依赖着植物的生长来保护水利工程建设环境下的生态平衡。而生态护坡所利用的植物可以通过根系深入岸坡的形式来形成相对较为稳定的岩土层结构，避免由于水利工程建设而存在的土体松散问题，既提高整体岸坡的抗滑力，同时也起到护坡固土的作用。生态护坡在经营的过程中也会被应用于斜坡的地理环境下，而在植物覆盖的斜坡上相互缠绕的根系可以通过具有一定强度根网的形成，既将松散的土体团结为整体，同时也通过更深层次的补充稳定来增加水利工程建设环境下的土体稳定性。

而在水利工程建设过程中，边坡的稳固与土体的条件密切相关，与坡体的水压力也密切相关，为了更加高效的起到固定边坡的作用，生态护坡所利用的植物根系可以在植物光合作用背景下起到吸收水分及水分蒸腾的作用，既提高土体的抗剪强度，同时也通过坡体空隙水压力的降低来增加整体岸坡的稳定性。

其次生态护坡可以控制面源污染，水利工程应用过程中存在着建设完成之后受到外部环境污染的实际问题，而河流两侧植被缓冲带的设置可以起到控制面源污染的作用。土壤与植物的综合过滤既可以在多方面作用于已形成的污染物质，起到净化水体，优化河流水质的作用[2]。

之后在水利工程生态护坡的应用背景下，生态护坡作为陆生生物的主要栖息地，可以通过参与生态循环系统的模式来为生物提供食物来源，而生态护坡作为整个生态系统的重要组成部分，既于传统的强制性护坡手段存在一定的差异，同时也可以通过生态护坡参与生态循环系统的形式，提高整体的环境建设有效性。而面对水利工程建设过程中所存在的水土流失问题，生态护坡可以通过保持水土减少水土流失的方式，以参与生态循环系统非强制性手段的应用来实现对于主体的固定，在依靠植物根系的背景下，既避免水土流失同时抑制地表径流。

最后生态护坡在其应用过程中，植被的存在可以有效地缓解雨滴的下落速度。而雨滴对于地面整体的冲刷力在经植被缓冲之后也可以减低其冲击力，水利工程建设应用过程中，降水会对水利工程的应用既起到一定的负面影响，而为了避免降水对水利工程产生一定的危害性，降水量较大区域生态护坡的的存在可以通过植被的利用来避免降水对于河岸结构的破坏，植被阻拦雨滴的形式也可以直接降低降水对于地面的影响，在缓和的降水方式下尽可能降低雨滴对于地面的冲击力也避免由于降雨水而引发的土地飞溅现象。

3 生态护坡的特点

虽然在当前水利工程领域普遍应用了生态护坡的方法，但根据水利工程条件的不同，生态护坡的应用也有着一定的差异性。当前水利工程生态护坡的手段也有着多样化的选择，而水利工程在其建设背景下对于生态护坡手段的选择也要以实际的水利工程建设，以河堤水岸条件为基础，在分析水文地质条件的背景下选择合适的生态护坡手段，保障其应用效果的同时也发挥生态护坡的最大价值。

3.1 生态混凝土护坡

生态混凝土护坡主要采取河道两侧铺设混凝土框架的模式来完成整体的护坡操作。混凝土框架可以为生态混凝土护坡搭建出具体的应用范围，而框架中无砂混凝土的添加可以通过内部较大孔隙的保留来为草本植物提供生长空间。从生态护坡的实践操作而言，生态的护坡要强调完整生态系统的构成，而生态混凝土护坡主要是通过混凝土框架内无砂混凝土的添加来为草本植物与混凝土完整生态系统的构建奠定基础，无砂混凝土既可以提供草本植物生长的空间，同时也有着较好的固土效果。

当前在生态混凝土护坡的时实践背景下，所应用到的生态混凝土既有土工格室层也有有机土客层两种方式。土工格室层主要指的是混凝土本身为细骨料，可以为草本植物的生长提供较大的孔隙，以草本植物与混凝土完整生态的形成来促进整体生态护坡的构建有效性。

而有机土客层主要是通过添加剂的加入，在多种添加剂的融合基础上以添加剂与人种土相互接触的形式来促进生态环境稳定网状结构的形成。通常而言，从生态的角度，草本植物在生长环节会持续性的向下进行根系生长，而草本植物根系与基层土壤的接触可以固定整体生态护坡的坡面稳定，以土层结构的固定来促进三维立体网的形成，有着更强结构稳定性的同时也促进了水利工程生态护坡有效性的提高[3]。

而就第2种有机土客层生态混凝土护坡的构建而言，该种添加剂的使用可以提高草本植物的生物活性，以微生物的添加来促进草本植物的生长，既提高整体护坡生命力的同时也使整体的生态护坡保持较好的活力，促进草本植物正常生长，也促进生态护坡生态系统的构建。微生物作为生物界特殊的存在，既可以加快落叶树枝的分解速度，同时也能分解土壤中的污染物质，因此混凝土护坡在其构建过程中既有着较强的适用性，同时也能保持较好的生态护坡构建效果。但在利用该种生态混凝土护坡方法时要考虑到混凝土护坡的使用条件，混凝土护坡对于坡体角度有着较高的要求，不超过75度的坡体可以使用混凝土护坡的形式，而超过75度则需要根据当地的水文地质条件，选择其他类型的生态护坡手段。

3.2 自嵌式挡墙

自嵌式挡墙是生态护坡所使用的常见手段，自嵌式挡墙是在传统挡土墙设置基础上，通过新型生态结构的构建，以复合结构的形成，既保障生态系统的形成，同时也维护争取水利工程的稳定性。在自嵌式挡墙的具体操作过程中，其主要有挡土块体、填土和加筋带三个部分组成，自嵌式挡墙的负荷结构可以使整体的坡体具有一定的稳定性，自嵌式挡墙作为依赖于传统挡土墙所形成的新型生态护坡，传统稳定性较差的特点被自嵌式挡墙复合性结构所消解，而自嵌式挡墙的复合性结构也使得该种突破方式不易受到外界环境的侵蚀，表现出了更强稳定性的同时也表现出了更强的可靠性。

为了进一步提高自嵌式挡墙的应用效果，从结构特点分析，自嵌式挡墙可以发现挡土块体、填土和加筋带作为其中的主要成分是整个自嵌式挡墙的基础，而墙体水面过滤层的设置也可以为墙体提供出色的自行排水能力，在水利工程的实际应用环节，自嵌式挡墙的结构特征解决了传统的挡土墙稳定性较差的问题，而自嵌式挡墙特有的污染物吸收和环境净化问题，也使得该种生态护坡形式构成了一定的生态自然平衡性

自嵌式挡墙可以通过多种孔洞结构的设置来为植物的生长提供空间，而植物根系生长过程中，其根系的不断强化可以增强自嵌式挡墙的整体稳定性。植物生长孔与墙体内部错位结构的构建可以在自嵌式挡墙内部形成若干通道和孔洞，既为生态平衡中的各个生物提供生长的环境，同时随着鱼类的增多，自嵌式挡墙也能促进其他水生植物的进一步发展，既避免水体在生长过程中存在的负营养化问题，同时也能保障水质的纯净度，为其他微生物以及生物的成长提供空间。

由于生态系统对于氮磷化合物有着一定的处理需求之前，自嵌式挡墙系统的构建既可以进化水体，同时也能抑制水污染现象，而自嵌式挡墙的实用性特征，也使得自嵌式挡墙在当前水利工程中有着较多的应用空间。在具体的应用环节，面对坡体整体高度较大的情况下则要根据当时的实际地质条件来分析自嵌式挡墙应用的必要性[4]。

3.3 生态联锁式护坡

内容生态联锁式护坡也是有着较好护坡效果和生态功能的。生态护坡手段既有着护坡和生态的功能，同时也从美观角度具有一定的景观价值。而在当前水利工程建设环境下，生态联锁式护坡是具有着较好经济效益与社会价值的生态护坡形式，生态联锁式护坡使用到了预制混凝土砖块，这种特质的砖块有着特殊的联锁式结构。砖块之间的连接功能可以使整体的生态联锁式具有出色的耐冲刷性能，而砖块连接后中间位置连接孔的形成也可以为植物的生长提供的条件。

一般情况下生态联锁式护坡会在包装连接孔中种植根系发达的草本植物，而草本植物在不断的生长，不断的根系延展下，整个生态联锁式护坡形式的耐久性稳定性也会得到提高与增长。前文提到生态联锁式护坡，既有着护坡与生态功能，同时也有着景观的价值。也正因如此，在当前水利工程建设中，虽然生态联锁式护坡有着较好的应用效果，但其更加侧重生态效果的本质特征，使得生态联锁式护坡具有着局限性的适用范围。景观效果的存在影响了生态联锁护坡的抗冲刷能力，而对于水利工程高流速河道的较强冲刷力而言，生态联锁式护坡并不适用于该种应用背景，其仅仅适用于平原区域的低流速河道，而生态联锁护坡景观价值较高的特色，会带动周边河道两侧大规模植物带的形成，该种特殊的观赏以及景观价值是其他生态护坡形式所不具备的特殊优势[5]。

4 结语

生态护坡技术作为水利工程中应用广泛的护坡形式，与传统护坡方法相比，其既有着维护稳定性的功能，同时也有着保持生态平衡的特殊价值。而为了促进生态护坡技术在水利工程中的不断应用，水利工程在其建设背景下要通过对于水文地质条件的分析，以有效的手段来选择合理的生物护坡技术，既确保生物护坡应用的有效性，同时也为水利工程稳定性的提高奠定基础。