河道治理工程中生態護坡的設計與應用探究

李文淵

古浪縣古浪河系水利管理處 甘肅 武威 733100

生態護坡作為河道治理工程中重要的設計與應用手段之一，以其有效保護河岸、改善水質、增加生態功能等優勢而受到廣泛關注。生態護坡將傳統的護坡手段與生態修復原理相結合，通過合理選擇植被、優化坡面結構和開展植被管理，以實現河道生態系統的恢復和穩定。

1 河道治理工程概述

河道治理工程是指通過人工干預和管理手段，對河道進行改造、修復和保護，以達到改善水文環境、防洪減災、維護生態平衡等目的的工程項目。在進行河道治理工程之前，需要對目標河道進行全面的問題識別與調研，包括水文水資源調查、地質地貌狀況評估、生態環境評估等。這有助于了解河道的存在問題、主要障礙以及治理的可行性和方向。制定河道治理的整體規劃和設計方案，考慮到河流水力學特征、水位變化、洪水災害風險、生態系統保護等諸多因素。根據研究結果，制定出合理的改造方案和工程設計，包括水利設施、堤壩、護岸、植被恢復等措施。按照規劃和設計方案，對河道進行工程實施。這可能涉及到不同的工程任務，如清淤、河道疏浚、堤壩加固、護岸建設等。工程施工階段需要注重環境保護，確保施工過程不對河道周邊環境造成進一步破壞。河道治理工程完成后，需要進行設施的定期檢查和維護，保證河道系統的持續運行和效益。這包括河道清理、泥沙管理、水位調控等工作，以保持河道的流通能力和水系的水文生態平衡。對治理工程效果進行監測與評估，包括水文水質監測、生態監測等。通過對河道改造后的水文、水質、生物多樣性等指標進行長期的監測，評估河道治理工程的效果，發現問題并及時進行調整和改進。

2 河道治理工程中生態護坡設計的重要性

2.1 增加坡面的穩定性

生態護坡設計在河道治理工程中可以增加坡面的穩定性。生態護坡設計通過選擇合適的植被和根系結構，能夠有效地錨定土壤，防止其被水流沖刷和侵蝕。植被通過根系在土壤中形成復雜的根網，能夠增加土壤的抗沖擊能力和抗滑動能力，從而提高坡面的穩定性。生態護坡設計中的植被覆蓋能夠減緩水流的速度。當水流經過護坡時，植被能夠起到阻滯和消散水流動能的作用，使水流流速減緩，減少對坡面的沖擊力，從而降低了坡面的侵蝕和松動的風險。植被的根系結構有較強的吸水保持能力，能夠促進土壤水分的滲透和儲存。這樣一來，植被的根系能夠為坡面提供穩定的水源，減少土壤的干燥和膨脹，提高土壤的密實度和堅固性，從而增加坡面的穩定性。在某些區域，強風可能會引起河道周邊坡面的風蝕和風化。生態護坡設計中采用適宜的植被能夠降低風力的直接作用，形成屏障保護坡面不受風蝕和風化的侵害，進一步增強坡面的穩定性[1-2]。

2.2 有助于水土保持目標的實現

在河道治理工程中，生態護坡設計對于實現水土保持目標具有重要性。生態護坡設計通過植被的選擇和根系結構的配置，可以有效地保持土壤的穩定性。植被的根系能夠錨定土壤顆粒，減少土壤的侵蝕和沖刷。同時，植被還能夠阻擋雨水的直接沖擊，減少水流對土壤的沖刷和剝蝕，從而保持土壤的完整性和穩定性。生態護坡設計中的植被覆蓋能夠減少水土流失的風險。植被的根系和茂密的葉面結構有利于增加土壤的滲透性和保水性，從而減緩水流下滲和徑流的速度，防止水土流失。通過減少水土流失，可以保護土壤肥力，減少土壤侵蝕和沉積物對河道的污染，實現水土保持的目標。生態護坡設計中植被的選擇和布局有助于形成生物阻隔，有效阻止土壤的流失和侵蝕。植被的根系和茂密的枝葉可以阻擋水流的沖刷和侵蝕，保護土壤不被沖刷走，并減少外界因素對土壤的侵蝕作用。生態護坡設計通過保持土壤的穩定性和減少水土流失，有助于提升水質的保護。減少土壤侵蝕和沉積物的輸入可以減少水體中的泥沙含量，降低水體渾濁度，改善水質。良好的水土保持措施有助于減少養分和污染物的流失，減輕水體富營養化和污染的風險。

2.3 有助于恢復和維護生態系統的功能

在河道治理工程中，生態護坡設計對于恢復和維護生態系統的功能具有重要性。生態護坡設計通過選擇合適的植被種類和配置，可以為各類野生動植物提供適宜的棲息環境。植被的多樣性和棲息地的建設有助于提供食物、庇護所和繁殖地，促進生物多樣性的恢復和維護。生態護坡設計能夠為動植物提供重要的生態通道和廊道，促進物種的遷移和交流。生態護坡能夠連接不同生境之間，提供通行的通道，幫助物種適應環境的變化和尋找新的棲息地。生態護坡設計通過植被的綠化和景觀塑造，可以提升河道周邊環境的美觀性。豐富的植被和多樣的景觀元素可以創造宜人的生態環境，提高人們對河道的景觀價值和保護意識。通過恢復和維護生態系統的功能，生態護坡設計有助于提升河道周邊生態環境的質量、促進生物多樣性的保護、改善水質、促進生態過程的恢復和增強景觀美感。因此，生態護坡設計在河道治理工程中的重要性不僅僅體現在技術層面上，更是為了實現生態系統的可持續發展和人與自然的和諧共存[3-4]。

3 河道治理工程中生態護坡設計要點

3.1 調研和評估

在河道治理工程中，調研和評估是生態護坡設計的重要環節。通過調研和評估，可以了解河道周邊的自然環境、生態系統狀況和植被恢復的需求，為后續的設計和實施提供科學依據。對目標河道進行全面了解，包括河道長度、寬度、坡度、流量等基本特征，以及河岸土壤類型、河床情況等。還要考慮河道的水文過程、水位變化、洪水頻率等因素，這些信息將影響到生態護坡的設計策略。調查河道周邊的生態環境狀況，包括植被類型、植被覆蓋度、動植物物種組成、生物多樣性等。評估生態系統的健康狀況和恢復需求，了解植被恢復的限制和挑戰。對河道周邊土壤進行野外調查和實驗室分析，了解土壤的物理性質、化學性質和水文特性。關注土壤的質地、排水情況和養分狀況，為植被選擇和根系設計提供依據。通過水文和水動力學模型，分析河道的水流速度、水位變化和波動等水文特征。該分析將有助于確定植被選擇和植被配置的措施，以滿足不同水流條件下的生態護坡需求。對河道周邊的生境進行詳細調查，包括濕地、草地和林地等。同時，進行河道周邊動植物物種組成和分布的調查，了解目標區域中的重要保護物種和生態需求。考慮河道治理工程對當地社會經濟的影響，了解相關利益相關方和社區居民的需求和意見。這將有助于在生態護坡設計中平衡生態保護和社區發展的利益，并促進項目的可持續性。通過充分的調研和評估工作，可以為生態護坡設計提供準確的信息和科學的分析，確保設計符合當地環境特征和生態需求，提高生態護坡的效果和可持續性。

3.2 選擇適宜的植物種類

在河道治理工程中，選擇適宜的植物種類是生態護坡設計的關鍵步驟。合適的植物選擇可以提高護坡的穩定性，促進生態修復，增加生態功能。選擇能夠適應當地氣候、土壤和水資源條件的本地植物。這些植物經過長期的適應和演化，能夠更好地抵抗當地的氣候變化、洪水和植物病蟲害等。選擇具有較強根系結構和侵蝕抵抗能力的植物。這些植物的根系可以有效錨定土壤，減少水土流失和坡面侵蝕。同時，植物的根系能夠增加土壤的持水性和排水性能。選擇能夠抵御流速較大的水流沖擊的植物。這些植物應具備較強的水力抗壓能力，能夠在洪水沖擊下保持良好的生長狀態，減少植被的破壞和沖刷風險。考慮選擇具有保護和提升當地生物多樣性的植物。這些植物可以為當地野生動植物提供豐富的食物資源和棲息條件，幫助恢復和維護生態系統的功能。選擇具有較快生長速度的植物，能夠更快地形成穩定的根系網絡和茂密的枝葉。這有助于護坡植被的早期建立和根系的形成，提高護坡的穩定性和生態功能的實現。考慮不同植物種類之間的相互作用和生態位分布，進行合理組合和配置。通過植物的多樣性和群落的結構豐富性，促進生態系統的穩定性和功能的提升。在具體選擇植物種類時，需要綜合考慮上述因素，結合實際情況進行權衡和決策。此外，還可以借鑒當地的科研成果和案例經驗，咨詢相關專家和學者的建議，以確保選擇適宜的植物種類，提高生態護坡設計的效果和可持續性。

3.3 選擇符合工程需求的護坡結構

在河道治理工程中，選擇符合工程需求的護坡結構是生態護坡設計的重要考慮因素。合適的護坡結構可以保護植被，增強坡面穩定性，提高護坡工程的可持續性。在選擇護坡結構時要秉持以下原則。結構穩定性原則。選擇具有足夠強度和穩定性的護坡結構，能夠抵抗土壤侵蝕、坡面滑坡和水流沖刷等作用。考慮地質條件、坡度和土壤類型等因素，根據工程要求設計符合荷載和抗沖刷能力的護坡結構。適應性和可修復性原則。選擇具有一定適應性和可修復性的護坡結構。考慮到河道周邊環境的變化，選擇能夠靈活調整和修復的護坡結構，以便在需要時進行維護和改進。生態友好型原則。選擇對環境影響較小且與植被生態系統相協調的護坡結構。避免使用對環境產生負面影響的材料和工藝，選擇與植被生長和根系發展相適應的護坡結構。常見的護坡結構包括加固網、生物袋、生物護坡等，它們能夠在植被生長初期提供臨時支撐和保護，防止植被被沖刷，提供額外的穩定性。根據具體工程要求，需仔細評估各種護坡結構的適應性和性能，選擇最符合工程需求的護坡結構。在選擇護坡結構時，需要與設計師、工程師和專業人員進行合作，共同考慮工程要求和生態保護的需求，確保選擇與河道治理工程相適應的護坡結構，實現生態護坡設計的目標。

3.4 加強植被管理

在河道治理工程中，加強植被管理是生態護坡設計的重要環節。有效的植被管理可以提高植被的生長質量和護坡效果，保持護坡結構的穩定性和生態功能的實現。定期對護坡植被進行修剪和整理，控制植被的高度和茂密度，保持坡面的整潔和美觀性。修剪可以促進植被的分枝和生長，增加根系的密度和穩定性。定期清除護坡植被周圍的雜草和不良植物，減少競爭，為良好的植被生長提供充足的空間、養分和水分。定期進行病蟲害監測和防治，及時發現并采取措施控制可能對植被造成的疾病和害蟲。可以使用有機、生物安全的方法進行病蟲害防治，減少對環境的污染和植被的傷害。根據植被的養分需求和土壤分析結果，適時施肥和養護植被。合理的施肥可以提供植物所需的營養物質，促進植被的健康生長和根系發展。在需要時進行補植和植被更新，確保護坡植被的穩定性和生態功能的持續發揮。補植可以彌補植物死亡或凋亡造成的空缺，增加植被的密度和連續性。建立植被管理的監測機制，定期對護坡植被進行檢查和監測。注意觀察植被的生長狀態、健康狀況和根系發展情況，及時調整管理措施，提高植被的管理效果和護坡的穩定性[5]。

4 河道治理工程中生態護坡的具體應用及成效分析

某河道治理工程位于一片山區，由于長期的水流沖刷和土壤侵蝕，河岸陡峭且容易發生坡面滑坡。為了增強河岸的穩定性和改善生態環境，生態護坡被應用于該工程中。首先，在植物選擇上，結合當地氣候、土壤和水資源條件，選擇了一些本地適應性強、根系發達、對水流沖刷有較好抵抗力的植物，如歐石楠、巴西秋茄和阿爾泰云杉等。其次，在設計上，根據河道特性和工程要求，采用了多層次的植被配置。在河岸較陡峭的區域設置了加固網和生物袋結構，以提供初期的支撐和防護。然后，在加固網和生物袋上種植了抗沖蝕能力強、根系發達的植物，以增加根系的穩定性和土壤的抗沖刷能力。最后，在河岸平緩的區域設置了較稠密的植被，以增加根系的密度和土壤的保持性能。在工程實施后，通過定期的監測和評估，取得了以下成效。護坡穩定性提高。觀測結果顯示，生態護坡的結構穩定性較好，能有效抵抗水流沖刷和土壤侵蝕的作用，減少了坡面滑坡和坍塌的風險。植被覆蓋率增加。經過一段時間的生長和發展，植被逐漸覆蓋了整個護坡區域，植被覆蓋率明顯提高。這不僅美化了河道環境，還有效減少了水土流失和泥沙輸入，改善了河道水質。物種多樣性增加。生態護坡的設計使得河岸帶的生態環境得到恢復和改善，吸引了更多的動植物棲息和繁衍。調查顯示，河道周邊的物種多樣性明顯增加，成為當地生態系統的重要組成部分。社區滿意度提升。通過與當地社區居民的合作和參與，他們對生態護坡的效果表示滿意，并將其視為一項可持續發展的治理措施。居民們認可生態護坡的環境效益和社會效益，對整個河道治理工程給予了積極的評價。通過以上案例分析可見，生態護坡在河道治理工程中的應用能夠提高護坡的穩定性和生態效益，改善河道環境，增強社區的參與度和滿意度。

5 結語

綜上所述，生態護坡的設計與應用在河道治理工程中具有重要意義，對提升河道穩定性、改善生態環境和提高社區參與度具有積極影響。通過選擇適合的植物、合理的結構設計和科學的管理措施，生態護坡能夠實現河道生態系統的恢復和改善，提高植被覆蓋率、物種多樣性和水質。同時，注重社區的參與和滿意度，能夠促進項目的可持續性和社會影響。然而，實際操作中仍需根據具體情況進行綜合考慮和優化，同時加強監測和評估，以不斷改進設計和應用方案，實現河道治理工程的長久效益和可持續發展。