基于生物基質的河道護岸生態修復技術應用初探

王 佳

(遼寧省水文局，沈陽 110000)

0 引 言

近些年來，基于生物基質的河道生態修復技術在許多地區得到推廣和應用[1-5]。通過應用表明，該項技術可解決傳統河道防洪不能考慮生態效應的局限，通過設置植物孔隙來達到河道生態修復效果[6]?；谏锘|的河道生態修復技術關鍵在于其技術指標，尤其是骨料配比方案，對其生態孔隙率以及強度影響程度較大[7]。當前,一些學者展開生物基質材料指標的試驗研究[8-15]，但這些研究成果大都未能對其骨料層的材料指標進行分析，存在一定的局限，為此，文章重點對生物基質骨料層的材料特征指標進行分析，從而對該項技術在河道生態修復技術的推廣和應用提供重要的參考意義。

1 試驗方案

1.1 骨料層指標試驗方案

在生態護岸基礎上，對其框格梁進行骨料的鋪設，骨料層采用統一直徑標號進行鋪設，水泥標號為42.5，采用外加劑和水進行120min的機械攪拌后，在30min中內進行澆筑試驗。

1.2 土壤養分試驗分析

骨料層需要鋪設生態植物，其土壤養分對于骨料層的生態植物影響較大，為此對試驗土壤的養分進行試驗，試驗結果如表1所示。

1.3 試驗方法

基礎骨料層采用裝載機和攪拌機在試驗現場進行澆筑及攪拌，機械結合人工輔助方式對基質進行現場填充和混拌。采用人工方式對作物種子以及無紡布進行鋪設和播種。

表1 試驗區土壤養分試驗結果

2 分析結果

2.1 骨料層抗壓強度試驗結果

對骨料層不同配比方案下進行抗壓強度試驗，骨料層不同配比方案下的抗壓強度試驗結果，見表2。

表2 骨料層不同配比方案下的抗壓強度試驗結果

生物基質的骨料層采用外加劑后期抗壓強度得到顯著增強，由于外加劑的調和作用使得其抗壓強度得到不同程度的提升。從試驗結果可看出，采用外加劑后當水泥用量較低時期抗壓強度依舊可滿足強度要求。不同骨料層配比方案下的強度有所區別，在實際應用時，需要對不同骨料層的配比方案進行綜合確定。

2.2 不同水泥配比方案下的強度試驗結果

對不同水泥配比方案下骨料層的抗壓強度影響進行試驗，骨料層不同水泥方案下的抗壓強度試驗結果，見表3。

表3 骨料層不同水泥方案下的抗壓強度試驗結果

續表3 骨料層不同水泥方案下的抗壓強度試驗結果

在相同配比方案下，骨料層的水泥用量與抗壓強度具有較好的相關性，其抗壓強度隨水泥配比的提高而相應提升。但水泥用量的增加也將提高工程造價，因此子需要對其水泥配比進行優化分析，提高生物基質骨料層的性價比。骨料層的孔隙率受水泥用量影響也較為明顯，呈現顯著的負相關性。當水泥配比用量介于350-450g/cm3時，其孔隙率可>30%。不同水泥配比方案下的孔隙率差異度較大。

2.3 骨料層抗凍性能試驗結果

對不同凍融循環次數下的生物基質骨料層的抗凍性能進行試驗分析，試驗分析的骨料層配比為0.36，不同凍融循環次數下的抗凍性能試驗結果，見表4。

表4 不同凍融循環次數下的抗凍性能試驗結果

骨料層隨著凍融次數的增加其抗凍性能有所降低，質量和強度損失率都相應增加。當凍融循環次數>99次以后，骨料層的質量和強度損失率遞增幅度加大。在北方寒區進行生物基質技術的應用時，需要按照抗凍等級的標準進行設計，建議可采用的礦物摻合料來增加骨料層的活性，從而提升骨料層的抗凍性能。

3 試驗結論

1)采用外加劑后當水泥用量較低時期抗壓強度依舊可滿足強度要求。不同骨料層配比方案下的強度有所區別，在實際應用時，需要對不同骨料層的配比方案進行綜合確定。

2)當水泥配比用量介于350-450g/cm3時，其孔隙率可>30%，不同水泥配比方案下的孔隙率差異度較大。

3)在北方寒區進行生物基質技術的應用時，需要按照抗凍等級的標準進行設計，建議可采用的礦物摻合料來增加骨料層的活性，從而提升骨料層的抗凍性能。