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生态护岸在山洪沟防洪治理工程中运用研究

2021-11-08郭峰永州市水利水电勘测设计院

珠江水运 2021年19期
关键词:干砌石砌石山洪

郭峰 永州市水利水电勘测设计院

相较于其他常规护岸,生态护岸主要使用生态材料修复沟河生态系统,比如木材、石笼、草皮等。通过在山洪沟防洪治理工程中运用生态护岸,不仅整体成本得到控制,还实现了河岸空间的自然化。因此,研究生态护岸的运用是必要的。

1.探讨山洪沟防洪治理工程中生态护岸的运用意义

我国幅员辽阔,地大物博,不少地区受自然环境和气候条件的影响,出现不同规格的山洪灾害。为有效应对严重的自然灾害,以往传统的山洪沟防洪治理工程中,主要使用的生态护岸材料为混凝土或是浆砌石,相较于生态环境保护,更加注重防洪安全和施工材料的经济性能。随着社会的不断发展,山洪沟防洪治理工程和生态护岸技术随之一同发展,硬质护坡弊端愈发明显,具体体现在:陆地与水体之间的通道被隔断,河流水体的自净功能遭到破坏,水体环境明显下降,甚至恶化,对当地生态系统平衡造成严重影响。

但是,生态护岸主要是将土工工程与植物进行有机结合,不仅具有防止河岸坍方的功能,还能够有效改善以往传统护岸的弊端,使土壤与河水能够相互渗透,增强河道自净能力。同时,通过护岸植物的选择与种植,还能够产生自然景观,一方面起到河道坡面防护作用,另一方面形成独特的自然景观,满足居民对自然景色的需求。其具体意义体现为:①山洪沟防洪治理工程中生态护岸的运用,能够在满足行洪排涝要求的基础上,减少甚至避免水土流失,提高岸坡稳定性;②作为开放式系统,能够与周围生态系统进行物质交换,构成良好的生态系统;③刚性结构较少,且适合陆生、水生以及水陆两生植物生存,实现对河流的自然整治。

2.研究山洪沟防洪治理工程中生态护岸的运用

2.1 布置护岸线

运用生态护岸时,相关工作人员应遵循顺其自然整治河道的原则开展工作,做好河道岸线梳理工作,尽量减少截弯取直,无论是河道的淤积河段还是局部卡口,都应该根据实际情况适当拓宽,做好疏挖工作,若是河道岸线某部分的岸坡存在垮塌河段,工作人员应尽量以原始岸线为基础进行护岸线的布置,一方面实现生态建设和恢复,另一方面恢复当地河道的原有形态。在实际布置过程中,工作人员应针对河道不通过河段的特点进行布置,做好地形实测工作,在对生态环境、当地原材料、植物植被等方面综合考虑后方可设计护岸工程。一般情况下,在多种护岸类型中干砌和浆砌相结合的生态挡墙和格宾挡墙应用最为广泛。

为使生态护岸作业能够充分发挥保护作用,需要根据具体的山洪沟防洪工程要求,重点保护洪涝灾害较为严重的地区。以油田河山洪沟为例,该工程在运用生态护岸时,主要分为溪美段、油田段、琵琶井段,重点保护洪涝灾害地区为溪美、锦堂美、油田。其中,通过考察各段的实际情况,溪美段、琵琶井段河岸周围主要为农田,外加土质结构较为松散,所以岸坡的稳定性和抗冲刷能力较弱,因此,主要使用干、浆相结合的生态挡墙型式。而油田段河岸周围主要是居住区,在注重生态恢复的同时,还需要协调人与自然之间的关系,不可对环境造成影响,所以使用新建格宾挡墙型式。

2.2 设计河道护岸

在设计河道护岸时,需要以具体的生态挡墙型式为基础进行设计。在对溪美段、琵琶井段河岸采用干砌石和浆砌石相结合的生态挡墙型式时,相关工作人员应根据干砌石和浆砌石具体特点进行设计。对于干砌石而言,由于其不具有较强的抗冲性能,所以对河流流速具有一定要求,流速通常在3m/s-4m/s之间,而浆砌石挡墙可适用于流速为6m/s的河段,但整体透水性较干砌石差。通过将两者进行有机整合,一方面能够适用于多种流速的河段,另一方面还能够提高当地现有资源的利用率。因此,在干砌石和浆砌石相结合的生态挡墙型式的运用下,可以将挡墙高度设计在4m-5.5m范围内,背水面坡度则是1∶0.5,为给动植物提供生存空间,便于不慎落水者攀爬上岸,迎水面则是阶梯式干砌石,每级阶梯的高度和宽度分别为0.5m和0.3m。具体如图1所示。

图1 干砌石和浆砌石相结合的生态挡墙型式结构图

若是在油田段河岸周围主要是居住区附近运用格宾挡墙型式时,应该按照以下内容进行设计。格宾挡墙与雷诺护垫相结合的生态挡墙型式,主要使用填充了块石和天然鹅卵石的矩形箱体结构发挥作用,此类结构为网状,编制媒介为镀锌钢丝。通过扎丝将护垫与挡墙进行紧密连接,整体挡墙结构具有一定柔性,孔隙率也较为理想,由于该挡墙结构为逐层堆砌而成的,所以,整体结构具有很强适应性,地基变形对其影响较小,相较于其他生态挡墙型式,断裂破坏的可能性较低。在挡墙发挥作用过程中,由于网箱具有较好的过滤性能,所以淤泥得以被其过滤,留在箱内,在该情况下,能够有效改善河流水质,为水体中的生物提供良好的生态环境,利于其生存与繁衍。此外,不同于其他生态挡墙,此类挡墙的网格制作于工厂,工程现场对其进行组装即可,不仅减少现场工作量,整体施工也较为简单、快捷,不会受到天气环境的较大影响,工程施工效率较高。在实际应用过程中,相关工作人员应先疏挖河道,尤其是存在较为严重淤积情况的河段河道,之后在岸坡设计格宾挡墙,挡墙高度最好在2m-3m之间,顶宽则为1m,之后以层层叠加的方式搭建钢丝石笼。最后,在墙背面进行土工布的设置,并选择砂砾料作为回填材料,使用雷诺护垫护脚于挡墙下放进行过平铺,从而增强挡墙的冲刷性能。

2.3 科学选择植物种类与种植方式

对于生态护岸而言,其主要是利用当地现有资源,比如石料、植物等,合理减少成本投入的同时,提高当地资源利用率,增强整个工程的经济效益、社会效益和生态效益。在此过程中,相关工作人员需要综合考虑植物种植技术的优点和缺点,科学选择种植方式。目前,较为常见的生态挡墙植物种植方案主要有三种,分别是插播、喷播种植和夹层种植。其种植技术和优缺点如表1所示。

表1 生态挡墙植物种植方式

在实际种植过程中,相关工作人员应遵循山洪沟防洪治理工程的原则,即“人水和谐、注重生态”,尽量使用当地绿色资源,保证植物存活率,并使河流与岸坡土体下的水正常交换,为水生植物的正常生长提供支持。同时,结合上述生物挡墙,还能够有效提高洪水期的抗洪需要,逐渐构建良性循环,不断增强当地的生态性能。

3.结论

综上所述,生态挡墙作为山洪沟防洪治理工程中的重要工程措施,能够有效恢复当地生态性能,增强防洪需要。因此,相关工作人员应全面勘察工程区域,以此为基础选择合适的挡墙结构和植物,从而使护岸处于良性循环,增强生态效益。

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