生态护坡技术在水利工程中的应用

李勇

摘 要：水利工程是基础设施建设的重要内容，不仅可以满足防洪、灌溉、发电等需求，还可以改善人们的生活质量。水利工程建设期间，要关注施工对河道生态环境的影响，采取科学的防治措施，维护河道生态环境。本文分析河道生态护坡的意义、关键要素及设计原则，深入探究生态护坡技术在水利工程中的应用情况，以供参考。

关键词：水利工程;生态护坡;河道

中图分类号：TV861文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）14-0043-03

Abstract： Water conservancy projects are an important part of infrastructure construction， which can not only meet the needs of flood control， irrigation， power generation， etc.， but also improve people's quality of life. During the construction of water conservancy projects， it is necessary to pay attention to the impact of construction on the ecological environment of the watercourse， and take scientific prevention and control measures to maintain the ecological environment of the watercourse. This paper analyzes the significance， key elements and design principles of ecological slope protection of watercourses， and deeply explores the application of ecological slope protection technology in water conservancy projects for reference.

Keywords： ecological slope protection;water conservancy project;watercourse

经济发展与环境保护联系密切，二者同等重要。因此，人们不仅要关注经济发展，还要重视环境保护。近年来，国家持续加大水利建设投入力度，在工程建设中更加关注生物生存环境和水环境保护。在水利工程建设中，人们要做好河道生态护坡施工。生态护坡工程不仅能实现防洪排涝效果，还具有生态景观价值。生态护坡能够连接其他生态系统，实现物质交换、动态平衡，进一步实现可持续发展。

1 河道生态护坡的功能

1.1 防洪功能

生态护坡技术的应用能够提升水利工程护坡建设水平。在水利工程中，生态护坡技术可以发挥调水、防洪等功能，应用价值较高。生态护坡工程可以根据水域系统变化特点，实时调整水文状态，维护水域系统的动态平衡[1]。生态护坡工程能够实现防洪效果，通过植物根系涵养水源，降低洪水侵蚀和冲刷能力。施工过程中，要合理選择植被种类，优选根系发达植物，满足河道护坡抗旱、固堤要求。

1.2 生态功能

相比传统护坡工程，生态护坡建设要求比较高，多体现在护坡防洪固堤、河道生态系统平衡、河道环境保护等方面。在建设生态护坡时，要注重保护生态环境，遵循植物生长规律，维护物种生态平衡，实现人与自然和谐发展。生态护坡施工时，要综合分析河道地形、地质、水资源和植被等因素，选择合适的植物品种，维护河道护坡植物生长状态，同时为动植物提供栖息场所，实现物种生态平衡。为了保护物种多样性，工程建设期间必须严格控制施工对环境的不良影响。

1.3 景观功能

长期以来，在生态护坡建设中，原材料的选择与应用都是重点，如草皮、林木种植等。要利用植物相互适应性，优化配置生态空间，营造出错落有致、美观的景观效果。生态护坡施工时，要深入分析护坡植物品种与特性，修复河道施工水域，维护自然景观。在选择护坡植物时，要掌握地区植物生长特性，重点选择外观、生长习性相互适应的植物，确保多种植物景观高度融合，达到植物配置的和谐统一[2]。

2 生态护坡的关键要素与设计原则

设计时，要遵循生态护坡特点，科学整治河道环境，提升护坡工程的价值。要按照设计要求，联合工程力学、生态学、土壤科学和植物学知识，优化边坡支护方案。生态护坡要素涉及防洪设计、植被生态保护和河道生态平衡，有利于完善生态环境体系。基于水力稳定、生态保护要求，河道环境治理时注重分析土建、水利因素，以免影响河道稳定性，保证护坡设计方案效果。要优化护坡设计，落实地域性、自然资源保护、回归自然等原则，设计期间，对设计方案的内容不断进行优化，最大限度地减少对生态环境的不良影响。要合理应用生态护坡技术，优化高稳定性生态系统，确保生态护坡系统满足防洪排水需求，发挥植物根系的自我维护、修复能力。

通过实践可知，生态护坡系统造价低廉，且生态环境美化度高。多数地区采用生态护坡技术治理河道，建立成熟的设计与施工体系。生态护坡技术发展时间短，问题多，因此要优化生态护坡方案设计，并明确以下要点[3]。第一，注重保护生态环境，合理选择植被，增强环境与植被的关联性，满足植被生存环境、特性的一致性要求。第二，优化生态护坡设计方案，推广应用堤防与渠道设施，同时控制造价。第三，优化设计混凝土施工方案，协调周边环境，不能只关注施工需求，还应当满足其他需求。第四，联合大数据技术，调查和分析河道水位变化因素，优化并调整树木和其他植被，确保设计方案的有效性与合理性。第五，在选择护坡生态系统植物时，应当考虑亲水性问题。

3 河道生态护坡技术分析

河道生态护坡技术有人工种草护坡、土工材料固土护坡、生态型混凝土护坡和植草砌块型护坡等类型。

3.1 人工种草护坡

河道生态护坡建设期间，人工种草护坡以人工播撒方式为主，应用到边坡坡体表面。要选择适宜的草系，确保草类根系发达，且具备良好的固土性能，避免水利工程边坡产生水土流失问题。将天然草皮铺设在坡面，以平铺草皮护坡措施为主，有效处理低缓边坡坡度，如图1所示。但是，若土堤迎水坡面行洪流速比较快，则无法应用人工种草护坡技术。

在河道生态护坡工程中，技术人员可以运用喷播方式，充分发挥人工种草护坡技术的优势。在先进技术的支持下，要合理控制原材料配合比，按照标准比例拌和土壤改良剂、黏着剂、肥料和草籽。以机械加压方式，将混合料喷射到坡面上。喷播可以提升作业效率，加快草籽发芽速度，确保出苗整齐度[4]。

3.2 土工材料固土护坡

建设河道生态护坡时，技术人员可以选用土工材料固土护坡技术，同时联合应用三维植被网、生态袋和植生毯等方法。土工材料固土护坡技术比较先进，以聚丙烯材料为施工材料，注重加工和处理材料，优先选用质地疏松且具备固土空间的网垫材料。操作期间，将护坡植物根系穿过网孔，以此确保植物正常生长。为了加强固土护坡效果，应当搭建三维植被网，结合地形优势，选择适宜的植被种类，建设立体化植被护坡。同时，要填土植草，实现固土护坡效果[5]。

3.3 生态型混凝土护坡

生态型混凝土护坡技术的应用可以增强河道坡体的稳固性。施工中先搭建混凝土框格，浇筑无砂混凝土，植物借助材料孔隙生长，与混凝土结构融合在一起，形成完整的生态系统。混凝土结构体系中，生态型混凝土护坡技术的应用特点显著，主要表现在三个方面。第一，注重生态型混凝土的应用，其包括有机客土层和土工格室层。其中，有机客土层涉及生物添加剂、石子、草炭和保水剂等。施工时需要将有机客土层、坡面原状土壤连接在一起。植物可以在生态型混凝土格室内部生长，根系深入土壤内，与坡面联系起来，形成竖向网状结构，使喷播层和坡体结合在一起。第二，生态型混凝土护坡施工时，添加剂的使用能够提升土壤活性，同时降低土壤碱性，增强土壤微环境活性。第三，应用网格生态护坡技术时，施工人员应当设置网格，同时选用砖石混凝土砌块、现浇混凝土结构材料。待网格形成后，填充腐殖土，以满足植物种植需求。在网格生态护坡中，植物生长活力较强，技术人员可以采用网格生态护坡，加强护坡施工效果。

3.4 植草砌块型护坡

应用植草砌块型护坡时，要注重材料性能与质量控制，包括多孔混凝土、保水材料的合理选择与应用。在建设植被型生态混凝土时，将缓释肥料、表层土添加到混凝土内。植被型生态混凝土骨架主要为多孔混凝土，因此护坡孔隙比较多，可以为植物提供生长空间，同时降低混凝土表面温度，满足植物生长需求。建设植草砌块型护坡，可以有效防治边坡问题，减少雨水冲刷影响，同时降低施工成本，该技术应用普及率高。

3.5 自嵌式挡墙护坡

自嵌式挡墙技术涉及加筋带、填土、挡土块体等施工内容。其采用复合结构，有效抵抗坡体动静荷载，加强坡体稳定性。当挡土墙稳定性不足、外部环境影响大时，可以采用自嵌式挡墙，消除不良影响，发挥出生态护坡效果。基于结构特点分析，在墙体背水面设置过滤层，配置同级配碎石，可以加强排水能力。自嵌式挡墙具备透水、透气优势，可以吸收污染物，净化环境，维护生态循环系统稳定。在自嵌式挡墙上设置孔洞结构并填充土壤，即可种植植物，有利于植物根系的生长，也有利于自嵌式挡墙稳固性的提升，如图2所示。

4 结语

随着社会经济的快速发展，人们的生态环境保护意识不断加强，环境保护受到前所未有的高度关注。水利工程建设期间，虽然传统护坡技术对边坡有加固效果，但施工对生态环境的破坏较大。为了提升水利工程质量，应当推广和应用生态护坡技术，同时总结技术经验与不足，结合水利工程实况，探索新型技术模式与方法，促进水利工程的生态化发展。

参考文献：

[1]肖阳，扆嘉利.水利工程中河道生态护坡施工技术探究[J].人民黄河，2020（2）：176-177.

[2]柴纯纯，徐得潜，张浏，等.基于模糊层次-主成分分析法的城市河道生态护坡综合评价[J].水土保持通报，2016（5）：167-171.

[3]史俊政，相志庆，朱岳庚.BSC生态护坡技术在城市河道整治中的应用：以九里河段综合整治工程为例[J].珠江水运，2021（7）：62-64.

[4]盧勇鹏，翁朝辉，覃莲超，等.浅谈联锁式植生块生态护坡在沮漳河河道护岸治理工程中的应用[J].水电与新能源，2021（1）：48-50.

[5]刘春华.基于河道护坡技术的水土保持治理效益评价：以辽宁大凌河流域为例[J].黑龙江水利科技，2017（2）：168-171.