水利工程中河道生態護坡施工技術探究

周鳳歧 衡宇建設集團有限公司

近年來，隨著我國工程建設行業的不斷發展，環境生態在工程設計和建設施工過程中的影響越來越大。人們對于自然環境和自然生態的認識達到了一定水平，對于人類改造活動與自然之間的關系有了新的認識。水利工程項目的建設與滿足城市防洪、供電等要求密切相關，是保證人們的日常生產生活的重要建設內容。隨著城市人口的不斷增加，水利工程項目的建設規模也不斷增大。水利工程建設離不開河道、海岸等自然元素，工程建設的過程中對于河道及自然堤壩的破壞是無法避免的，且隨著工程建設規模的增加，這種破壞的程度也在增加。

一、河道生態護坡施工技術原則

在生態護坡的建設和使用中，要堅持因地制宜的原則，利用生態護坡促進河流、水體周圍動植物的正常棲息。高效設計應用河流生態護坡，建設水利工程自然生態，最大限度發揮防洪排洪作用。生態護坡施工技術的發展還處于初級階段。我國地理條件復雜，水利工程建設會受到外部因素的影響。根據工程實踐，結合環境條件和施工要求，河流生態護坡的設計和施工應遵循一定的原則。首先，在河流生態護坡的設計過程中，應根據河流生態信息、歷年天氣變化信息、河流周圍動植物生長狀況、生物多樣性等，在保證植物生存和對環境影響小的前提下，植被的設計和種植應考慮實際可行性和施工方便性。第二，通過植被種植和養護，增加護坡的觀賞性，同時可以減輕水土流失。通過生態和工程建設結合的思路進行設計，從側面實現護坡養護和建設的成本。河道生態護坡的建設選材，以自然材料為主，同時需要考慮工程施工材料在自然條件下的長期影響性。第三，對水文條件和河流的歷史水位信息充分掌握和了解，結合植被特性，優選最佳植物種類，保證后期可以成活。第四，河道護坡的主要作用是對河水的導流和抵抗河水沖擊。這也是河道具有防洪作用的原因。河道生態護坡中的植物還需要承擔地表水體與地下水之間的平衡作用。第五，在既要保證生態效果，也要滿足景觀效果的前提下，可以選擇不同的河道生態護坡技術進行融合施工，例如剛性結構和柔性材料結合等方式。

二、水利工程河道生態護坡技術的應用價值

（1）生態功能價值。河道生態護坡技術具有生態功能，將護坡和河道植被連接起來，構成了完整的河道生態系統。另外，生態護坡技術的應用還緩解了水利工程建設對水域生態系統造成的不良影響，提高了河道周圍植被的覆蓋率，促進了河道水域周圍的生態系統良好發展。（2）防洪抗旱功能價值。河道生態護坡技術還有著重要的防洪作用，這也是河道生態護坡施工技術最為主要的任務和作用。如果發生洪水，河道護坡中的植被根系可以充分地發揮出其存儲作用，存儲洪水，減少洪峰水量，減輕洪水的帶來的危害。如果在干旱季節，生態護坡中植被根部的存水作用，還可以緩解河道干枯的現象。（3）景觀功能價值。河道生態護坡技術的應用對河道周圍環境的協調具有很大的作用，所以，要根據現場的實際情況選擇符合其發展的植被品種，同時還要選擇合適的施工材料來實現河道生態系統和周圍生態系統的有效銜接，在提升河道周邊生態系統平衡發展的同時，還要保障周圍景觀具有觀賞性，弱化其中的人工痕跡，使自然的生態系統平衡發展。

三、我國河道護坡技術應用的現狀

（一）硬質護坡將不同程度地破壞文化和生態景觀

人類健康生活的基本前提是確保人與自然的和諧共處。雖然現代社會非常重視經濟發展，但高品質的生活環境也非常重要。中國堅持“綠水青山是金山銀山”的發展理念，更加注重生態環境與經濟的協調發展。然而，近年來，我國許多地區仍然存在嚴重的環境污染問題，導致人類生存環境越來越危險。

（二）難以發揮河道的水體功能

從以往的河道治理工作經驗來說，經過處理之后，安泊的問題雖然得到了一定的解決，不過給凈化功能帶來的影響也是不能忽視的，其影響著生物的生長，同時使得水體自凈能力弱化。究其原因，主要是使用了混凝土和砌塊。遇到強烈光照之后，極易出現很大的溫差。進而使得河道內水體溫度出現變化，影響著整個生態平衡的維持，那么河流水流保持高速時會使得植物被帶走，若存在的植物不斷減少，將會影響以草為生動物的生存。

（三）破壞水生環境

采用硬質護坡覆蓋整個河岸表面，嚴重破壞了原有水生、陸生動植物的生長環境，并且硬質邊坡阻斷了淺層地下水、河流、地表水之間的交流，因河岸的自然過濾、滲透功能的喪失河水變得更加渾濁。硬質邊坡對生態環境的破壞主要表現在：①采用水泥石、塊石等材料修筑河流岸坡時降低了河道的水源涵養和水質凈化功能，難以維持原有水生物種的生長，這進一步降低了河道的自凈能力，加劇了水體惡化；②河水受到陽光照射出現明顯的水文變化，不利于維持水系統平衡，特別是夏季高溫季節極易滋生病菌、蚊蠅等；③硬質岸坡會加快水流速度，將部分水生物沖走并致使生物多樣性減少，加之河岸缺少天然植被，嚴重破壞了野生動植物的生存環境。據統計，城市河道選用硬質襯砌后，其物種多樣性降低約60%，部分水生物種類也有明顯的減少。

四、河道生態護坡施工技術

（一）植被型生態混凝土護坡技術

用混凝土覆蓋河道邊坡是一種常見的護坡施工技術。護坡的主要材料是在混凝土中加入各種混合料，然后加入各種外加劑，如保水劑。增加護坡的保水性，有利于植物生長。利用混凝土的附著力，提高護坡與巖土的連接能力，提高護坡的抗沖擊能力。這種護坡施工方法增加了護坡的防水性，改善了土壤條件。它不僅可以提高植物的成活率，而且可以避免工程建設對土壤的影響。同時，有機材料與無機材料的混合可以在一定程度上固化水土，減少水土流失。植被生態護坡周圍需要種植大量植被，參考附近地區的實際情況。生態環境與邊坡防護技術的整合與發展是探索施工技術的目的。加強施工技術的創新和使用，使用生態磚進行護坡建設。生態磚可使用嵌固方式施工。植被生態混凝土護坡的施工中一般使用聯鎖式砌塊技術和鉸接式砌塊技術。聯鎖式砌塊技術的技術特點是增加生態磚的相互連接性，防止磚體的相對位移。鉸接式砌塊技術在施工的過程中需要特別注意繩索的使用，以形成連鎖式矩陣為目標，限制生態磚移動方向為對象，增加磚體與地面、坡面的貼合程度。貼合程度的提高，能夠有增加護坡的生態能力，也可以有效防止水土流失。

（二）植生型生態護坡

截至現今，植生型生態混凝土已被廣泛應用于許多河道治理工程。實質上，該護坡技術就是一種多孔混凝土，其主要組成成分有粗骨料、水泥、適量摻合料等。保水劑摻入后，該生態混凝土能夠有效融合有機與五級材料，在提供滿足植物生長所需水分的情況下，還可提升巖土與土壤間的黏聚力，切實提高土壤的抗沖力。植生型生態混凝土還具有較好的水土保持能力，在河道治理中合理利用該技術可以改良土壤理化性質，促進植被的生長，有效抑制土壤侵蝕，發揮保持水土的功能。在有效保護環境的同時，可恢復河流生態和林草植被生長條件，實現生態環境與河道治理的協調發展。將生態磚應用于河道治理工程，為了能夠充分利用該技術可以選用嵌固的施工方式，連鎖式砌塊技術實現了生態磚的有效鑲嵌，有效防止生態磚出現移動的情況。此外，可以利用繩索連接高強混凝土與鉸接式砌塊，由此構造矩陣鋪面式聯鎖護坡。在坡面與磚地面鋪設時要考慮生態要求，形成抗沖擊能力強、完整性好、地基適應力強的護坡。

（三）生態護坡建設結構的選擇

相比于傳統硬質護坡方式，生態護坡技術的優點較多，比如建設周期短、生態效果好等。具體來講，生態護坡技術可以有效減少混凝土、砂漿等原材料的應用量，為河道構建四季不同的綠色景觀，改善生態河道自然環境，為水生植物和陸生植物的健康生長創造有利條件。生態護坡技術可以節省大量的石塊和樹木，有助于控制河道整治的成本，提高河道治理的經濟性。此外，在后期的維護方面，生態護坡技術也能體現出諸多優勢。

（四）修復計劃與多元化生態

我國國土面積較大，區域之間的特征各異，許多地區的水土流失問題嚴重性不一，形成原因也不同。在對生態進行修復時，需要制定符合實際要求的，且與當地條件不相沖突的修復計劃。修復計劃是修復工作開展的依據，通過對歷史經驗教訓的總結和借鑒，制定科學合理的計劃。河道生態的修復計劃中一個主要的目標就是治理水土流失。以當前的水土流失情況為基準點，分析造成該問題的原因并采取有效措施。以土壤的實際參數為前提，選擇適宜良好生長的植物，成為當地的植物系統的參與者，維持生態系統的多元化。水利工程的經濟效益是基礎，在考慮安全、生態的基礎上需要同時考慮工程的建設成本，其中包括人力成本、材料成本和機械成本等。自然界自身的修復功能是客觀存在的，所以在水利工程的生態護坡建設時，要對其自身的生態修復系統有所了解，以此為參照最大程度上使人工修復系統與自然修復系統相適合，強化修復效果。

（五）三維植被網護坡

將土工網墊護坡與植被護坡有機結合的三維植被網護坡技術，不僅能夠充分發揮土工網護坡的優勢，取得良好的植被護坡效果，而且可以顯著提升河道防洪能力。近年來，在河道生態治理中三維植被網護坡逐漸達到廣泛的應用，該項技術可為植物創造適宜的生長空間，切實提升護坡的整體穩固性，具有經濟效益高、投資成本低、施工簡便等優點。該項技術與土工合成材料結合，可以為植物生長創造良好的空間，且植物根系可以發揮相應的防護功能，即利用植物根系提高護坡穩定性。此外，在不破壞原有土壤的情況下三維植被網護坡還可以建設生態植物護坡，提高土工合成材料生態效果和防洪固土的功能，結合植物生長空間以及植物類型建設成良性循環的生態系統。實際工程中應用三維植被網護坡技術時，要合理的選擇植物類型，盡量選用根系龐大、生命力頑強、適于當地環境條件的植被，由此更加積極的促進生態系統的良性運行。

（六）自然原形護岸

河道生態護坡工程中，采用了自然原形護岸施工作業方法。堅持生態治理的理念基于此方法能夠增強自然性，可以有效地提供施工的質量。實際作業中需要做好喬木和灌木的優化設計，最大程度上發揮光照優勢和空間力量。發揮原本的自然優勢，調節整個生態護坡的性能，增強洪水抵抗的能力。在編制生態護坡方案時需要對河道當下情況進行調查，掌握陽光照射與溫度變化等規律，對比分析各類護坡形式，選出具有能夠提高抗洪水平的方案，促使整個河道生態護坡質量得到優化。除此之外，自然原形護岸在實際應用中還體現出無污染和成本低等優勢，不過潛在有抗沖刷能力差的缺陷。為了保證技術應用價值得到最大的發揮和利用，要選擇合理的地方應用，優選根系發達的植物，作為工程施工的材料，應做好嚴格的把控。

五、結束語

綜上所述，河道生態護坡施工技術在水利工程中的應用不僅提高了水利工程的功能性，而且有利于維護水利工程河道周圍生態系統，增加河道周圍植物的觀賞價值。近年來，河道生態護坡技術得到了快速的發展，被廣泛地應用到了水利工程中，提高了河道岸坡的穩定性和景觀人文性，還治理了河道周圍的生態系統。但是，在河道生態護坡技術實際應用的過程中也會遇到不同的問題，需要以實際情況為基礎，有針對性地進行解決。