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关于城市河道整治中的生态护坡技术分析

2009-07-28

中国新技术新产品 2009年13期
关键词:生态护坡城市河道

张 伟

摘要:本文分析了建设生态型河道的要求和特征,阐述了生态型河道建设的必然性,介绍了三维植被网护坡和植被型生态混凝土护坡技术在南京市河道整治中的应用,分析了这两种生态护坡技术的质量控制要点及在实际应用中应注意的问题。

关键词:城市河道;生态护坡;混凝土护坡

1 前言

所谓生态护坡,就是综合考虑“水安全、水环境、水资源、水景观”各方面的协调,在满足防洪、排涝等需求的同时,充分考虑生态效应,将河堤由过去的混凝土构筑物改造成适合生物生长的、水体和土体和植物(或生物)相互涵养的仿自然状态的护坡。

2 建设生态型河道的要求和特征

2.1 要求

生态型河道是符合防洪除涝安全要求的除害兴利工程。作为工程,安全始终是第1位的。生态型河道建设并不是要求我们刻意地追求某种形式,形成一个固定的模式,也不是一概地排斥硬质工程,而是要求我们从实际出发,因地制宜开展河道整治,在确保工程安全的前提下。力求形成河道形态的简洁朴素、自然通畅、水质改善、水体调活的局面。

2.2 特征

生态型河道应体现人与自然的和谐共处。生态型河道是亲水型的,在体现以人为本的同时,更加注重和提倡人与自然的和谐共处。这样可以避免水利工程建设中的盲目性和投资的随意性,特别是避免水利工程园林化的倾向。

体现生物多样性和本地化。事实上。水利工程的建设本身是对自然原生态的一种破坏,只是在整体上权衡利弊得失时这种破坏利大于弊而值得干。生态也不是一成不变,而是动态平衡的。因此,建设生态型河道时必须极大地关注恢复或重建陆域和水体的生物多样性形态,尽可能地减少一些不必要的硬质工程。河岸选择栽种的树种、草种尽可能用本地、土生土长、成活率高、便于管理的。即便是杂树杂草也不要紧。由此来充分体现河道整治的生态理念。

生态型河道的整治应该是渐进式的。无论生物多样性的重建,还是自我净化、自我修复能力的恢复,在河道整治中都不可能一蹴而就,而是一个逐步、渐进的过程。如果不注重生态而快速地实施环境水利工程,往往会导致自然环境的不和谐。

3 生态型河道建设的必然性

生态型河道建设,是水利建设发展到一种相对比较高级的形态的必然结果。水利建设发展历来是与农业生产发展密不可分,并为之服务。我国的农业经历了多个发展阶段。从低级的吃饭农业发展到温饱农业;由温饱型向综合发展的小康式的农业,又发展到种源、生态、装备的现代化农业。

水利也存在不同的发展阶段。从单纯为农业特别是粮棉生产服务的温饱型农田水利。发展到为农村经济全面发展服务的“小康型”农村水利,又发展到综合型的农村水利。每个发展阶段对水利建设与河道整治的目标和方式也是不一样的。

2O世纪的80年代以前,我们注重的是水利工程建设,而很少考虑水利工程与自然的协调,由于思维定势的作用,整治河道的方式似乎已经定格成为模式。改革开放以来,我国河道整治有了新的发展,但随之而来又出现了一个新的问题,追求豪华洋派,硬质工程比比皆是。投资规模日益庞大,河道整治出现了新的“硬伤”。于是,生态型河道建设成为社会关注的新问题。21世纪初我国提出了水利要从工程水利向资源水利转变,从传统水利向现代水利转变,资源型水利的河道,应当是生态的。生态型河道建设更多的强调水土保持生态建设的重要性,在水利建设中对河道整治做到江河不能断流,堤防不决口,河床不抬高,水质不恶化。注重生态河流具有自我修复能力。

生态型河道建设,是现代社会人类玛望回归自然、渴求人与自然和谐相处的迫切要求,是当前水景观建设的最简单直接、自然生动的客观反映,生态型河道本身就是一种景观。水景观建设是与城市的现代化相联系且密不可分的,是城乡一体化水利建设中体现水环境的重要方面。现代城市概念不再以高楼林立、交通便捷、经济发达、商业繁荣为唯一指标,应当体现生态、人文、活力。水是一座城市的历史,是生命之源,是资源、是财富、是生机、是文化、是景观,是城市文化底蕴和文明素质的象征。从一定意义上说。建设生态型河道,就是在建设体现人文关怀的充满生机和活力的城市和农村。

4 河道生态护坡的主要形式

近几年来,市政府加大了对河道整治的力度,也取得了相当显著的成果。目前天津市区河道采用的生态护岸主要有三维土工网垫植草护坡和无砂混凝土植草护坡等形式,实践证明它们既能满足河岸的护坡功能,又对保持和恢复河流的生态环境具有良好的效果。

4.1 三维植草固土网垫

三维土工网是一种类似于丝瓜瓤状的植草土工网,孔隙率>90% ,质地疏松、柔韧,在其孔隙中可填土壤、砂粒、细石和草种。铺设有三维土工网垫的岸坡在草皮没有长成之前,可以保护土地表面免受风雨的侵蚀,在播种初期还起到稳固草籽的作用。植草穿过网垫生长后,其根系深入土中,使植物、网垫、根系与土合为一体,形成牢固密贴于坡面的表皮,可有效地防止坡土被暴雨径流或水流冲刷破坏。实验表明,它能够抵御6m/s的短期流速,对历时2d的水流,也能经受4m/s的流速,并能使流速显著降低。由于采用了高分子材料PP和PE的降解型网垫,其化学性质稳定,二年后在土中可不留痕迹,对环境无污染,起到了复合护坡的作用。

4.2 植被型生态混凝土护坡

多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架,孔隙率>40%,表面等效孔径为2-3cm,孔隙自构件顶表面可蜿蜒通至地面。在堤防护坡工程中,受水位骤降的影响较小;在季节性寒冷地区,有利于排出和降低被保护土内含水量,减少冻害破坏。生态混凝土中加入的保水材料以有机质保水剂为主,并掺人无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分。表层土铺设于生态混凝土表面,形成植被发芽空问,提供植被发芽初期的养分,很多植被草都能在植被型生态混凝土上很好地生长。

5 生态护坡技术的质量控制要点

三维土工网植草护坡和绿化混凝土构件这两种生态护坡型式在天津市区河道护坡工程中都有应用,使用环境、堤岸坡度、土质条件、水流条件、绿化条件等基本类似。在工程施工过程的质量控制中有相近的控制要点,也有各自的特点,应对比这两种生态护坡材料的优、缺点,并制定有针对性的应用技术措施。

①生态护坡材料制作的质量控制

生态护坡材料首先要满足河道堤岸固坡、护岸、防塌陷的基本要求,在保证安全的基础上再考虑绿化适应性等方面的提高。对于天津冬季寒冷干燥的气候,要明确提出生态护坡材料抗压性和耐久性的设计标准,保证材料使用的质量和安全,在实践中提出万分之一的材料抽检制度,有效保证了工程中使用的生态护坡材料的质量。

②清基的质量控制

生态护坡材料的清基处理,不仅要满足传统的平整岸坡、清理杂物、底面水平等要求,为了利于植物生长,还要均匀铺撒有机复合肥料、肥土及保湿剂等,这将直接关系到工程建设的效果。

③土工织物铺设的质量控制

由于生态护坡材料孔隙较大,为防止水土流失,有必要在生态护坡材料下铺设一层可降解的土工织物,起到反滤的作用;铺设时应保证土工织物平整、无破损,搭接宽度符合设计和有关规定。

④土方回填的质量控制

生态护坡材料后背的土方回填质量直接关系到工程的质量和安全,回填标准应符合堤防工程的有关要求,必须进行击实试验,确定回填标准,并分层夯实,回填取样,确保工程质量。对于此点必须引起足够的重视。实践证明,回填不密实将引起护坡材料塌陷,进而引起岸坡水土流失,产生安全隐患。

⑤绿化的质量控制

岸坡绿化直接关系到治理的效果和河道生态环境的改善,是最能体现工程建设效果的关键工序。首先,选择的种植草种要适合河道环境条件,这需要在实践中不断摸索;其次对于目前国内的绿化混凝土构件,宜选用能平行地面蔓延生长的草种,以减少高强混凝土外框对绿化覆盖率的影响;再次,应保证绿化水源的优质和充足,这是促进植草生长的关键,也是建设河道生态环境的关键。

结束语:

生态护坡技术在生态河道的应用中还应注意以下问题:a.影响边坡稳定性的地质、地形、气候和水文条件等自然因素, 及合适的坡面加固技术。b.不同地区和地点的边坡乔灌草种的最佳组合,可能限制或促进植物工程物种存活的生物和物理因素,以建立稳定的坡面植物群落。

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