水利工程中河道生態(tài)護坡施工技術(shù)探討

在水利工程領(lǐng)域，隨著生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進，河道生態(tài)護坡技術(shù)逐漸成為現(xiàn)代水利建設(shè)的重要組成部分。傳統(tǒng)的硬質(zhì)護坡結(jié)構(gòu)已無法滿足生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需求，容易導(dǎo)致水土流失、河岸退化以及生物棲息地破壞等問題。作為一種綠色環(huán)保的水利工程技術(shù)，河道生態(tài)護坡通過植物、植物網(wǎng)和混凝土材料的綜合應(yīng)用，能夠有效恢復(fù)和保護河道生態(tài)環(huán)境，促進生物多樣性保護，同時增強岸坡的穩(wěn)定性和抗沖刷能力。近年來，隨著植物護坡、植被網(wǎng)聯(lián)合護坡和植被系統(tǒng)與混凝土材料聯(lián)合護坡技術(shù)的不斷發(fā)展，其在河道防護和生態(tài)修復(fù)中的應(yīng)用取得顯著進展。

1 工程概況

本工程位于湖北省某灌區(qū)，針對該灌區(qū)的耕地面積、設(shè)計灌溉面積和現(xiàn)狀有效灌溉面積進行全面的復(fù)核和分析。依據(jù)灌區(qū)現(xiàn)場調(diào)查成果、全國第三次土地調(diào)查數(shù)據(jù)、湖北省第一次全國水利普查灌區(qū)專項普查成果、各縣市2020年統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)及遙感影像資料的解析成果，結(jié)合地形、氣候、土壤等多方面因素，完成對灌區(qū)耕地面積的詳細核實。最終統(tǒng)計結(jié)果表明，灌區(qū)總耕地面積為5.4萬畝，設(shè)計灌溉面積為5.4萬畝，現(xiàn)狀有效灌溉面積為3.78萬畝。現(xiàn)狀有效灌溉面積的減少，主要受水源供應(yīng)、管網(wǎng)建設(shè)以及氣候變化等因素的影響。因此，為提升灌區(qū)水利設(shè)施的使用效率，進一步優(yōu)化灌溉資源配置，需實施多項水利工程技術(shù)措施，包括水源調(diào)度、灌溉系統(tǒng)改造、管網(wǎng)更新等，以提高有效灌溉面積并確保水資源的可持續(xù)利用。此外，通過遙感影像與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式進行動態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)比對，確保灌區(qū)耕地與灌溉面積的精準核算，為后續(xù)的水利規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)，滑石沖灌區(qū)范圍如圖1所示。

2生態(tài)護坡技術(shù)

2.1 植物護坡

植物護坡的核心優(yōu)勢在于其綜合生態(tài)效益，通過植物根系的固土作用及植物覆蓋層對水土的保護作用，能夠減少人工結(jié)構(gòu)對自然景觀的干擾，同時為水生動植物提供棲息地，提升生物多樣性。在實際工程應(yīng)用中，植物護坡不僅采用草本植物，還結(jié)合灌木和喬木等多種植物類型，以適應(yīng)不同的河道環(huán)境。植物護坡的選擇需考慮土壤類型、氣候條件以及水流速度等因素，確保其在河道生態(tài)系統(tǒng)中的長期穩(wěn)定性和有效性[1]。例如，在河道植物護坡工程中，以選用香樟、金銀花等適應(yīng)性強的植被為主，結(jié)合人工降水和灌溉系統(tǒng)，成功實現(xiàn)河道岸坡的綠化和固土功能，顯著降低河道岸坡的沖刷率，尤其在洪水期表現(xiàn)出優(yōu)良的抗沖刷能力。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，植物護坡區(qū)域的土壤侵蝕速率降低約35% ，且該區(qū)域的生物多樣性顯著增加，部分區(qū)域的植被覆蓋率超過 90% 。此外，植物護坡還通過改善地表水質(zhì)來促進水體的自我凈化，為河道的生態(tài)恢復(fù)和可持續(xù)管理奠定基礎(chǔ)。

2.2植被系統(tǒng)與混凝土材料聯(lián)合護坡

在河道生態(tài)護坡技術(shù)中，混凝土塊鋪設(shè)作為基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，通過在坡面上均勻布置預(yù)制孔洞混凝土塊，為坡面提供穩(wěn)定的支撐作用。這些混凝土塊不僅能有效承受水流的沖擊力，還能夠防止土壤流失，形成堅固的表面基礎(chǔ)。為進一步增強坡面的生態(tài)功能，混凝土塊表面會填充適量的種植土，為植物根系的生長提供必需的營養(yǎng)基礎(chǔ)，確保植物能夠在此環(huán)境中茁壯成長，發(fā)揮其固土作用。通過將植物種植于填充土中，建立自我恢復(fù)和穩(wěn)定的植被系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅有助于提高坡面的穩(wěn)定性，防止滑坡和水土流失，還能通過植物的自然生態(tài)作用促進區(qū)域生物多樣性的恢復(fù)與維持。植物的根系通過固土、吸水與養(yǎng)分循環(huán)，進一步增強坡面的抗沖刷能力，逐步實現(xiàn)與自然環(huán)境的和諧共存。生態(tài)護坡如圖2所示。

圖2生態(tài)護坡示意圖

3水利工程中的河道生態(tài)護坡施工技術(shù)

3.1 基礎(chǔ)清理

在水利工程中，河道生態(tài)護坡施工的基礎(chǔ)清理階段是確保后續(xù)施工質(zhì)量和效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要自的是通過清理河道岸坡表面和底部的雜物、浮土及其他不利因素，為生態(tài)護坡的實施提供穩(wěn)定、堅實的基礎(chǔ)條件。基礎(chǔ)清理工作不僅包括對人工垃圾、植物殘枝、石塊和堆積物的移除，還需去除表層的疏松土壤和不符合施工要求的土層，確保整個施工區(qū)域的土質(zhì)條件適宜植物生長與生態(tài)修復(fù)。特別是在洪水期后，河道岸坡往往積存大量泥沙、碎石及其他雜物，這些物質(zhì)若未清理干凈，將直接影響植物根系的扎根能力以及植被網(wǎng)或混凝土塊的穩(wěn)定性，從而影響整體護坡效果。基礎(chǔ)清理的深度和細致程度通常由項目的具體環(huán)境條件、坡面穩(wěn)定性需求以及后續(xù)施工方案來決定[2]。例如，在湖北省某灌區(qū)水利工程中，為確保植物護坡系統(tǒng)的效果，施工方對坡面進行深度清理，清除表層 30cm 的松散土壤，并通過機械設(shè)備將表面碎石和泥沙徹底去除，同時對坡面的傾斜度進行調(diào)整，確保坡面不超過 30^° ，從而利于植物種植和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。

3.2 擋墻施工技術(shù)

擋墻的主要功能是通過人工結(jié)構(gòu)對河道岸坡進行加固和支撐，從而提供額外的抗沖刷能力。擋墻施工涉及多個技術(shù)環(huán)節(jié)，包括基礎(chǔ)開挖、結(jié)構(gòu)澆筑、排水系統(tǒng)布設(shè)、施工質(zhì)量檢測及綠化植被覆蓋等。基礎(chǔ)開挖是擋墻施工的首要步驟，要求在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的同時，對周圍環(huán)境進行合理的土方處理，確保后續(xù)施工的順利進行。在工程實施中，基礎(chǔ)開挖的深度根據(jù)現(xiàn)場實際情況和設(shè)計要求確定，通常為 1.5～2m ，以確保擋墻能夠深入地下，形成穩(wěn)固的基礎(chǔ)支撐。擋墻結(jié)構(gòu)的澆筑是施工過程的核心環(huán)節(jié)，采用高強度混凝土進行澆筑，通過精確的施工技術(shù)確保擋墻的抗壓強度和耐久性，以滿足水流沖擊和環(huán)境變化的要求。在這一過程中，通常需要使用約 300m³ 的混凝土，施工周期為 30d 。期間施工人員需要保持較高的集中度和工作效率，確保擋墻的澆筑質(zhì)量達到設(shè)計標準。此外，排水系統(tǒng)的布設(shè)是確保擋墻長期穩(wěn)定性的重要措施，通過合理配置排水管道，防止水分在擋墻背面積聚，從而減少墻體的水壓力，防止墻體的滲透和破壞。排水系統(tǒng)的布設(shè)通常需 50m³ 的材料，施工周期為10d，施工人員數(shù)量保持在15人左右。施工質(zhì)量檢測是保證擋墻施工質(zhì)量的必要環(huán)節(jié)，通過專業(yè)檢測手段對結(jié)構(gòu)強度、抗?jié)B性能等進行嚴格檢測，確保工程質(zhì)量符合標準，施工周期通常為5d，涉及約10名專業(yè)人員。

3.3自然環(huán)形河道護岸施工技術(shù)

自然環(huán)形河道護岸施工技術(shù)是通過模仿自然河道岸坡形態(tài)與生態(tài)功能來實現(xiàn)河道生態(tài)保護與修復(fù)的工程技術(shù)，其核心在于優(yōu)化河道流態(tài)與岸坡穩(wěn)定性，并利用自然界的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力減輕人工結(jié)構(gòu)對河道環(huán)境的干擾。該技術(shù)強調(diào)保護和恢復(fù)河道自然特征，盡量保留和利用原生態(tài)的地形地貌，采用靈活的施工技術(shù)，以滿足水利工程中的生態(tài)功能與景觀要求。在施工過程中，河道岸坡的形態(tài)調(diào)整是基礎(chǔ)步驟，通過自然環(huán)形設(shè)計，使河道邊坡與水流形成流線型相結(jié)合的形態(tài)，進而增強水流的流動性和穩(wěn)定性，同時減少岸坡因水流沖刷造成的侵蝕。通過這種設(shè)計，河道流態(tài)變得更加穩(wěn)定，水流與岸坡之間的相互作用有助于增強水土保持功能[3]。在實際應(yīng)用中，以湖北省某水利工程為例，在進行自然環(huán)形河道護岸施工時，項目組首先對原河道進行詳細的水流動力學(xué)分析，依據(jù)水流速度、水位變化及水文特征，設(shè)計合理的岸坡坡度與曲線形態(tài)，確保水流能夠順暢通過，同時減輕水流對岸坡的沖刷壓力。

3.4植草護坡技術(shù)

植草護坡技術(shù)的核心在于合理選擇和配置適應(yīng)性強的植物種類，這些植物不僅能在惡劣的水文氣候條件下生長，還能通過其根系固土和對水分的調(diào)節(jié)作用，提升河道的生態(tài)功能。植草護坡技術(shù)常常結(jié)合土工布、植被網(wǎng)等生態(tài)工程材料，通過草種播撒與土壤覆蓋相結(jié)合的方式，保證植物在河道岸坡上的有效生長，從而達到穩(wěn)定土壤和保護水土的目的。在實施過程中，植草護坡技術(shù)要求精準控制植物種類的選擇，以確保其適應(yīng)性與生態(tài)效益的最大化，常見的草種包括蘆葦、狗尾草、紫花苜蓿等。這些草本植物具有良好的抗沖刷性能和強大的根系固土能力，能夠在短時間內(nèi)有效固守河道岸坡，改善岸坡的水土保持功能。此外，植草護坡技術(shù)不僅可以改善岸坡的物理穩(wěn)定性，還能在生態(tài)上為水生生物提供棲息環(huán)境，增強生物多樣性[4]

4結(jié)語

河道生態(tài)護坡技術(shù)在水利工程應(yīng)用中具有重要意義，特別是在生態(tài)環(huán)境保護、岸坡穩(wěn)定性和水土保持等方面。通過采用植物護坡、植被網(wǎng)聯(lián)合護坡、植草護坡等多種生態(tài)護坡技術(shù)，能夠有效提高河道的生態(tài)功能，減少水流對岸坡的沖刷力，促進生態(tài)恢復(fù)和生物多樣性的提升。同時，結(jié)合混凝土塊、擋墻施工技術(shù)和自然環(huán)形河道護岸技術(shù)等傳統(tǒng)和現(xiàn)代施工方法，河道生態(tài)護坡能夠為水利工程提供更加穩(wěn)定和可持續(xù)的解決方案。

參考文獻：

［1］翟壯壯，丁同舟.水利工程中的河道生態(tài)護坡施工技術(shù)應(yīng)用要點分析[J].水上安全，2024（1）：173-175.

［2］施黎泉.水利工程中的河道生態(tài)護坡施工技術(shù)探討[J].珠江水運，2024（19）：73-75.

［3］趙佳作.水利工程中的河道生態(tài)護坡施工技術(shù)研究[J].云南水力發(fā)電，2024，40（2）：126-129.

［4］井翔翔.水利工程中的河道生態(tài)護坡施工技術(shù)應(yīng)用研究［J].工程技術(shù)研究，2024，9（13）：87-89.