生態襯砌技術在國土綜合整治領域的研發與應用

周艷平 繆麗

【摘要】在我國現階段的國土綜合整治領域之中，農田灌溉渠道是重要的組成部分。農田的灌溉渠道擔負著農田水利輸送的重要灌溉職能，但是在充分發揮水利灌溉功能的同時，大量混凝土材料的應用也給當地生態環境帶來了一定的負面影響，如當地生態環境惡化、環境承載能力降低以及生物多樣性下降等等。長沙市長沙縣金井鎮澗山村以混凝土生態襯砌渠道建設、原生態植被覆蓋等方式進行了生態襯砌改造，在充分保證灌溉渠道輸水功能的同時，也保持了渠道周邊區域生態環境的改善，實現了發展與環境保護的雙贏模式。

【關鍵詞】生態襯砌;國土綜合整治;研發與應用

1、引言

渠道襯砌技術是一項重要且有效的農村水利灌溉節水技術措施，襯砌技術的運用一方面可以提升渠道的自身水利輸送能力，另一方面也可以有效減少渠道灌溉過程中的滲漏情況，提升渠道灌溉效率。在傳統的渠道襯砌技術運用過程中，較為常見的技術措施是將渠道三面全部以光滑的平面進行鋪設，這樣全部光滑襯砌的施工方式可以有效提升水資源的利用率，并提升節水效果減少渠道輸水過程中的滲漏現象，但是這樣的施工方式并沒有對當地環境的生態進行充分的保護，這一類的襯砌施工作業雖然具有外表美觀、運行維護成本低廉以及可靠性強等特點，但是一定程度上也帶來了渠道周邊地區生態環境惡化，生物多樣性下降等問題。本文以長沙市長沙縣金井鎮澗山村土地綜合整治項目為例，介紹生態襯砌技術的應用情況。

2、工程概況

長沙市長沙縣金井鎮澗山村土地綜合整治項目，開始于2013年，是湖南省首個生態保護型土地整治項目試點工程。在這片土地的生態治理過程之中，采用了生態襯砌技術。其具體做法為：首先，在農田灌溉水渠內部設置生態型“卡扣磚”，靠榫接的方式組合，不需要砂漿粘連。與此同時，這類襯砌的結構并不是普通的瓷磚構成，而是在每塊磚有兩個圓孔，孔洞里長出野草。整個渠道坡面有成千上萬的圓孔，為自然植物的生產提供了充分的生長空間和發育場所。其次，在溝渠灌溉過程中沿著灌溉水渠的流向，設置了許許多多的生物池，供生態環境內部的小動物進行棲息。生物池的設定一般相對低洼和隱蔽。生態土地綜合整治不但給當地居民帶來了生活條件的改善，也為經濟健康發展提供了先例。

3、生態襯砌技術應用的優勢和必要性

考慮到傳統的渠道襯砌方式對渠道灌溉區域周邊的生態影響，現階段多采用生態襯砌方式進行護坡。生態襯砌技術在保持原有場地范圍內的生態環境、保護生物原有棲息場所以及建立綠色景觀有著積極的意義，同時生態技術在水體自凈化能力以及保持渠道灌溉范圍內的生物多樣性有著重要的正面作用。在綠色經濟發展模式和可持續發展模式愈來成為發展的主導模式的今天，農田灌溉系統的建立不單單發揮著水利輸送的功能，更承擔著生產力與生態環境相協調的重要作用，而生態襯砌技術在協調生產能力與生態環境之間有著無可比擬的優勢。因此在新時期的經濟發展模式之下，如何協調灌溉渠道的正常水利輸送功能、防滲漏能力、景觀美觀性以及生態環境的多樣性是新發展模式之下生態襯砌技術所要關注的問題。

4、長沙縣金井鎮澗山村渠道生態襯砌形式

4.1渠道襯砌的生態處理

生態襯砌同一般襯砌技術在施工過程中最大的不同點在于給予了當地生物和生態環境足夠的生存空間。在生態技術運用的過程之中，在首先保證輸水渠道自身輸水能力的水利功能的同時，也最大程度的給予了生態環境自由生長的空間， 其具體做法包括：澗山村在土地整治中，優先選用了盡量不適用水泥砂漿進行粘結的生態型護坡瓷磚，靠榫接的方式組合，不需要砂漿粘連。同時，每一個生態磚塊的表面均設置有兩個圓形孔洞，孔洞內部空間供植被進行自由生長和發育。? 無數個生態磚塊組合起來就是一面生態墻面，整個渠道坡面有成千上萬的圓孔，看上去就像是人體透氣的毛孔。與此同時，在渠道內部的可用空間內，尤其是在渠道的下部空間，溝渠里每隔一段時間設置“生物池”。這些生物池雖然看起來簡簡單單，但是這些簡單地水泥格子的設置，給予了當地生態環境中的生物以必要的生存空間，從而有利于當地生態系統多樣性的保持。除此之外，澗山村土地整治時建立了農田排水凈化體系。數百畝農田的漬水和尾水通過幾級溝渠匯入“生態 凈化池”，最后注入旁邊的金井河。生態凈化池里種植有狐尾藻、石菖蒲、千屈菜，這是一個純天然的污水處理廠，能明顯降低水體中氮磷含量。

4.2植生型防滲砌塊的運用

在傳統的渠道輸水過程中，部分地區一直采用傳統的襯砌模式，雖然在一定程度上考慮了生態保護，但傳統的三面襯砌還是對農田生態環境造成了一定的影響。造成這種生態環境保護與農田水利灌溉系統之間的矛盾主要來源于諸多灌區內部地形條件的限制，因此，在進行生態襯砌技術的運用過程中，一方面要對渠道灌溉過程中的滲漏所引起的不必要水資源浪費現象進行防范，必要性還可以設置不透水性襯砌形式。另一方面也應當在保證渠道的輸水率、安全性和結構穩定性的前提下，盡可能的為當地生態環境的保護和改善做出貢獻，從而維持灌溉渠道區域內的生態系統完整性和自凈化能力。在解決生態系統多樣性同輸水效率之間的矛盾問題中，植生型防滲砌塊技術有著很好地應用價值。植生型防滲砌塊技術的核心要點在于，在進行襯砌的過程中使用特定的空心磚進行襯砌搭建，從而在襯砌磚塊內部留出一部分的空間供各類耐水植物進行發育，在設置的形式上有梅花形或六邊形等形式，這樣的生態襯砌模式不受水位變化的影響，具有較強的適應能力。同時，能夠在保證灌溉系統正常功能發揮的前提之下，構建一個利于植物生長的系統，反過來，植被的不斷生長，根系的不斷發育也會給灌溉區域的水土保持帶來積極作用，大幅度提升渠道區域內的水體穩定性和抗沖刷能力，最終實現安全性、穩定性、生態多樣性以及水利運輸性的和諧統一。

4.3原生植被的防護形式運用

原生植被防護形式是指在灌溉渠道建設以及襯砌搭設的過程中，盡量對渠道灌溉區域范圍內的兩岸原有植被以及其他自然生產的植物種類進行合理的保護，避免由于外來因素的干擾過多，從而對原生植被和其他水體植物的生態自凈化能力產生不利影響。這一類原生植被防護形式一般設置在渠道內水體流速較為緩慢的地帶，由于水流流速相對較慢，因此對渠道內壁的沖刷作用不明顯，也就對襯砌的要求不那么高，甚至在原有土體條件較好的地帶可以不設置人工襯砌或者較少設置襯砌護坡，而直接運用蘆葦、樹木根系以及草地等原生植被進行岸坡防護。這一類親水性植物除了在渠道內壁發揮保土作用，同時也為渠道周邊的護坡地區營造了一個相對較為豐富的自然生態環境。原生植被防護形式的具體作用主要體現在：第一，對雨水沖刷以及水流作用下的水土流失現象進行良好的抑制;第二，遲滯作用，植物龐大的根系可以有效減緩水流流速，從而降低對河岸土壤的沖刷作用;第三，滲入作用。原生植被一般根系較為發達，直接進入土層較深范圍之內，可以有效增加雨水入滲，涵養水源。第四，凈化作用。原生植被與土壤環境以及生態環境內部的微生物構成一個微型生態系統，這一生態系統對渠道內的污染物質進行一定的吸附作用和凈化作用。第五，生態棲息場所。良好的原生植被覆蓋，不但為渠道內的水土環境改善有利，同時也為諸多生物提供了良好的棲息場所，從而增加了生物多樣性。

4.4長沙縣金井鎮澗山村綜合治理效果

現階段，長沙市長沙縣金井鎮澗山村的青蛙、魚蝦、蛇等生物多樣性明顯增加，生物數量顯著增多，曾經很久沒有出現過的蛙聲蟲鳴現如今此起彼伏。高標準的農田讓土地質量和利用效率都提高不少，土地整治給農業、農村帶來了實實在在的變化，促進了人與自然的和諧相處與和諧共生。

結語：

生態襯砌技術是符合當今可持續發展模式要求的新型灌溉渠道襯砌模式，生態襯砌技術在我國國土綜合整治領域的不斷推廣也應用，對于保持當地的生物多樣性、提升渠道自凈化能力以及有效改善當地生態環境有著無可比擬的重要作用，也同我國綠色發展的新模式理念相契合。本文對長沙市長沙縣金井鎮澗山村的土地綜合治理案例進行了分析，針對其在生態襯砌技術中的具體方法進行了簡單介紹，以供其他類似工程參考。

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作者簡介：

周艷平（1983.4-），男，漢族，湖南嘉禾人，本科，工程師，從事國土綜合整治相關的工程項目設計、生態保復修復、生態工程技術等相關工作;

繆麗（1986.1-），女，漢族，湖南華容人，研究生，工程師，從事國土綜合整治相關的工程項目設計、生態保復修復、生態工程技術等相關工作。