浅谈防洪工程的生态护坡
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浅谈防洪工程的生态护坡【摘要】防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施,将生态护坡功能与工程功能及安全功能同等考虑,选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式。
防洪工程生态护坡工程建设应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,使护坡工程与周围环境融为一体。
【关键词】防洪工程;生态;护坡生态护坡是综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护,形成由植物或工程和植物组成的综合护坡系统的护坡技术,其途径与手段是利用植披进行坡面保护和侵蚀控制。
目前,工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。
生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提,在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时,兼顾工程的环境效应和生物效应,以达到一种土体和生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态。
1.防洪工程生态护坡的发展方向人类在与江河长期斗争的实践中,探索出一些适应当地自然条件的河工建筑物模式。
堤防、河道防洪护坡工程也一样,同—河流的上游与下游、同一国家的北方与南方、发达国家与发展中国家都有所不同。
在不同的时代,人们对堤防河道护坡的认识和要求也不相同,生态护坡就是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下,而日益受到重视。
我国20世纪90年代初出现了生态护坡的概念。
1991年河道堤防管理部门开始注意到生态护坡。
进入21世纪,随着我国经济快速发展,生态与环境恶化日益加重,特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革,一些能减少水污染、与自然环境和景观相适应的新型护坡不断出现,对生态护坡的研究也不断深入。
目前,我国开始试验推广的几种生态护坡主要有:植被护坡、土工材料复合种植基护坡、植被型生态混凝土护坡和水泥生态种植基护坡。
我国生态护坡建设主要是模仿学习国外经验后自主开发产品,另外也部分引进国外先进产品。
正确地把握生态护坡生长习性,并选择适合本地自然条件的类型,需要明确生态护坡的本质和特点。
水利防洪工程中生态护坡技术要点的探讨摘要:随着国民经济的迅速发展,水利工程建设也在不断地向前推进。
在这个过程中,防洪工程的重要性也越来越突出,与之相对应的防洪护坡在生态环保、河流保护等方面有着非常重要的价值。
从国家生态建设的长期稳定性的角度来看,对防洪护坡展开全面、合理的建设具有一定的现实意义。
本文从水利防洪工程生态护坡的概念入手,详细探究了水利防洪工程中生态护坡技术的应用策略。
关键词:水利防洪工程;护坡建设;生态护坡;施工工艺前言:快速发展的城镇化是社会经济发展的重要支柱,对人民群众的生活水平和经济发展有着重要的影响。
水利工程的防洪工程主要包括筑堤、河道疏通和护坡三部分,在这三部分中,最重要的就是护坡工程。
护坡工程具有作业量比较大、施工麻烦等问题,但是护坡工程的价值非常重要,对于工程的整体建设而言,护坡工程做的好坏与否可以直接决定工程的完成效果良好与否。
因此,在现代水利工程建设中,强化边坡防护措施对生态发展和经济效益都有着不容忽视的影响。
一、生态护坡的相关概述生态护坡主要是利用植物的生长特性来进行坡面的保护。
生态护坡是在确保坡体强度、稳定性、耐久的基础上,考虑到水土资源的生态效益,实现一种土体与生物体互惠共生、适于植物生长的天然生态护坡。
生态护坡是一种开放的、不会影响到河流中的生物多样性、不会对河流中的生物生境造成太大的影响的工程。
生态护坡材料主要是绿色环保的,且大部分都是自然材质,不会对环境造成太大的污染。
在某种程度上,用作生物护坡的植物根系对坡体有一定的锚固加筋作用,可以有效地降低坡体孔隙中的水压力、减少雨水径流、预防水土流失、改善坡体环境等,起到了良好的护坡功能。
二、水利防洪工程中生态护坡技术的应用策略(一)联锁式水工砌块护坡技术的应用在水利防洪工程中,生态护坡的施工方式多种多样。
除了传统的铰接式生态护坡外,还包括联锁式生态护坡等。
联锁水工砌块护坡的优点比较突出,它可以反复使用,并且耐冲击、耐腐蚀,而且它的施工速度比较快,不仅维修方便,而且后期维修费用也比较低,所以它也被中国的水利防洪工程所广泛应用。
试分析防洪工程中的生态护坡摘要:本文从探讨大力发展防洪生态护坡的重要意义出发,详细阐述了防洪工程生态护坡的重要性和重要地位。
接着笔者又深入研究了防洪工程生态护坡的设计原则。
最后,针对今后防洪工程生态护坡如何发展问题,笔者做了观点性和理论性的论述分析。
关键词:防洪工程、生态护坡、设计原则、发展方向一、大力发展防洪工程生态护坡的重要意义在防洪工程中,河道护坡以及堤防都是基础性的设施,并且具有量大面广的特点,对于水利工程设计以及防洪建设来讲,通过技术的创新进行防洪、节约与生态工程的护坡方式是非常重要的课题。
人类在与江河长期的斗争中,研究出一些与当地自然条件相适应的河工建筑物模式。
堤防与河道防洪护坡工程也是相同的,同一河流的上游和下游,同一个国家的南方与北方,发达国家与非发达国家都是有区别的。
时代不同,人们在堤防河道护坡方面的认知也不一样,生态护坡是目前人们对水环境提出的更高的要求,人与自然的和谐发展越来越受到重视。
在二十世纪九十年代我们国家初步提出生态护坡的概念。
一九九一年河道堤防的管理部门也提高了对生态护坡的重视。
到了二十一世纪,我们国家的经济得到高速的发展,生态与环境的恶化越来越重,尤其是水污染特别的严重,使得新的治水理念得到变革,不断出现能减少水污染,与自然环境相适应的新型护坡,对于生态护坡也进行了深入的研究。
如今,我们国家在生态护坡方面的试验有以下几种:通过植被护坡,土工材料复合的种植基护坡,以及植被型生态混凝土护坡等。
我们国家的生态护坡建设有对国外经验的模仿,并且还引进了国外的先进产品。
对生态护坡的生长习性有了正确的把握,对生态护坡的特点与本质有了明确的确定。
第一,生态护坡与传统的护坡不是完全的对立,一些生态护坡是建立在传统的护坡基础上才发展起来的,虽然国内国外都在定义方面还没有统一,但是,与传统的护坡还是有了明显的区别。
自然生机是生态护坡传统护坡的最大特点,并且与周边的景观能保持协调。
生态护坡还具有开放性,对于生物的多样性起到保护的作用,对河道生物栖息的环境很少改变,环保材料是生态护坡材料中的主要材料,这种材料都是天然的材料,对环境没有太多的污染。
水利防洪工程中生态护坡建设摘要:随着科技与时代的迅速发展,现阶段水利防洪工程是城乡建设中的重要环节,时代在发展,人们的生活水平也随之得到了提高,对防洪工程施工技术也提出了更多的要求。
生态护坡建设可以有效的提高水利防护工程的防护功效,同时还可以保护河道生态环境的稳定性,从而给社会带来更多的经济效益以及社会效益。
关键词:水利防洪工程;生态护坡技术一、现有的生态护坡技术(一)植被护坡在河道岸坡旁边栽种根系发达的植物,利用植被根系的力学效应和水文效应来实现水土保持的功能,同时还可以制造人造景观。
(二)植被型生态混凝土护坡近年来,我国引进国外植被型生态混凝土生产技术,并在河道护坡中进行了应用这种混凝土由无砂的多空混凝土组成,并在上面添加保水材料,缓释肥料以及表层土,每种材料都有其功能在河道岸坡施工过程中,主要以生态混凝土预制块体进行施工,施工效率高。
(三)土工材料复合种植枝术三维植物网是植草固土的一种三维结构网垫,利用活性植物并结合土工合成材料,构造了一个质地疏松、柔韧,并且具有自身生长能力的生态护坡系统,这种护坡形式相比单纯植被护坡在抗冲刷效果方面提高了很多,由于其是用混凝土、石笼等做成的外框来增加坡面稳定性。
(四)三维网护坡技术三维植被网植草技术是一种利用土工合成材料等工程材料和植物结合,在坡面构建一个具有自身生长防护体系的固土防冲刷的植草技术。
它将一种带有突出网包的多层聚合物网固定在边坡上,在网包中客土植草,利用植物的生长;根系的形成实现根系加筋;茎叶防雨水冲刷土壤的目的;三维植被网从结构功能上分为抗拉纤维层和固土网包两个部分,根据上下边坡不同的物理特征,选用其抗拉能力、抗剪能力和固土能力的不同的层网使用,通常是薄层应用于下边坡,厚层应用于上边坡。
(五)厚层基材喷播技术厚层基材喷射工法就是通过在坡面喷附较厚一层类似于自然土壤的构造并且能够贮存水分和养分的植物生长所需的基层材料、伴随主要材料、黏结剂及纤维的种类的发展,又逐步形成种类繁多的厚层基材喷射工法。
关键词:水利防洪工程;生态护坡;建设对于水利防洪工程来说,生态化建设十分关键。
水利防洪工程生态护坡建设即为借助植被对坡面进行保护,以免流水对护坡造成危害和影响,属于一种综合性的生态化工程技术。
有效开展生态护坡建设不仅可以保护河道体系,还可以保障河道生态系统的平衡性。
1生态护坡建设概述生态护坡建设既可以提升水利防洪工程建设的有效性,还有着较强的生态作用,是维持社会健康发展的衍生品[1]。
在水利防洪工程建设过程中,生态护坡建设应对工艺方法、所需材料及结构等进行仔细研究,并将土石材料和绿色植被有效融合,在丰富工程结构性能的同时,还有助于维护生态平衡。
2水利防洪工程中生态护坡建设需遵循的原则2.1边坡稳定性原则在水利防洪工程中生态护坡建设需要遵循边坡稳定性原则,提高边坡的抗冲刷能力[2]。
水利防洪工程的表层一旦出现滑动或破坏,就会导致岸坡出现不稳定现象,甚至深层滑动。
因此,水利防洪工程中生态护坡建设应遵循边坡稳定性原则。
2.2生态性原则水利防洪生态护坡建设需要坚持生态性原则,实现建设与生态的融合与综合发展,有效降低对周围环境造成的不良影响。
在建设过程中要尊重生物,因为生物具有多样性的特征,要保障其营养供给与水循环。
另外,在施工阶段要保护好周边的自然资源,特别是不可再生资源,借助原有植被或土壤开发其新功能,达到节省资源的目标。
河道岸坡是水陆生态的边缘地区,在水利防洪生态护坡设计与建设阶段,要对其进行全面考虑。
2.3当地性原则在水利防洪生态护坡建设阶段始终要坚持当地性原则,结合当地实际情况进行设计和施工。
设计人员要全面考察当地的自然环境,然后再进行方案设计,使设计方案可以与自然环境相互协调,达到融合的目标[3]。
另外,在施工阶段应尽量选择当地材料,确保生态护坡可以与当地环境融合。
3水利防洪工程中生态护坡建设措施3.1植物护坡根系较为发达的的植物可以有效保持土壤中的养分和水分,具有水土保持功能。
使用根系发达的植物进行护坡固土,不仅可以固土保沙,还可以预防水土流失,促进生态环境健康发展。
简析水利防洪工程的生态护坡建设城市化进程加速,作为社会经济支撑的主要部分,对大众生活水平、经济增长具有重大意义。
水利工程的防洪建设分为河堤修筑、河道疏通、护坡工程。
其中护坡工程作为基础核心部分,具有作业量大、操作难度高、重要价值高的特点,对水利整体工程建设的功能实现、完整性具有明显影响,对工程实际运营稳定性、经济效益的提升具有积极作用。
为此,加强现代水利工程建设中的护坡处理,提高其核心地位建设,对生态发展、经济效益等均具有不可低估的作用。
1 生态护坡的概述社会快速发展带动了大众对生态环保的价值的重新认识,长远角度出发,加强河道护坡建设具有重大意义,是现代化生产、水利工程建设的关键部分。
水利项目中,从护坡建设角度出发,对施工材料、工艺方法、结构体系等均需要进行全面合理的研究控制管理,单一石材施工已经逐渐转变为绿色植被、土木材料结合的形式,工程结构具有丰富化、功能化、美观化的控制水平,生态价值、经济价值共同稳步增长。
国内生态护坡建设的理论基础强,但是实际经验尚不够丰富,需要不断借鉴国际先进工程的经验参考,为此,加强生态护坡理论知识的研究分析具有重大意义。
2 生态护坡的施工特点2.1 生态护坡与传统护坡的区别现代化生态护坡一般是建立在传统护坡理论基础之上进行的,前者尚未形成明确的概念、框架结构。
与传统生态护坡的结构不同,生态护坡更加偏重对周边环境的保护处理,具有开放创新、协调控制的特点,更加注重对水环境、路地环境及其生物链的保护。
生态护坡的施工材料从传统的单一石材逐步发展为天然材料、环保材料,降低了资源的浪费耗损,如植被草、灌木群等,提高了环境控制的和谐性,同时具有后期维护较为便捷的特点,整体施工成本较传统护坡大幅度降低。
2.2 生态护坡与河道净化现代生态护坡施工中,从河道净化、控制污染角度出发进行处理,国内现代化建设项目不断增加,引起水污染、空气污染较为严重,导致城市水循环系统的污染残留、化学破坏等状况较为严重,对当地生态体系的破壞作用较强,经济损失过于严重。
浅谈防洪工程的生态护坡防洪工程中的堤防、河道护坡建设中,我们应“尊重自然、恢复自然”,将生态护坡功能与工程功能及安全功能作同等考虑,选择兼顾防洪、生态和节约的护坡型式。
标签:护坡;生态;资源节约防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施,通过技术创新来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式,是水利工程设计和防洪建设一大课题。
下面从可持续发展、创新发展的角度对现代生态护坡工程谈几点认识。
1 防洪工程生态护坡的发展方向人类在与江河长期斗争的实践中探索出了一些适应当地自然条件的河工建筑物模式。
堤防、河道防洪护坡工程在同—河流的上游与下游、北方与南方、发达国家与发展中国家都有所不同,不同的时代人们对护坡的认识和要求也不相同。
在人们对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下生态护坡日益受到重视。
我国在20世纪90年代初出现了生态护坡的概念,1991年河道管理部门开始注意到生态护坡。
21世纪随着我国经济发展,生态与环境恶化日益加重,特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革,一些能减少水污染、与自然环境和景观相适应的新型护坡不断出现,相关研究不断深入。
目前我国试验推广的生态护坡主要有:植被护坡、土工材料复合种植基护坡、植被型生态混凝土护坡和水泥生态种植基护坡。
要正确把握生态护坡的生长习性,选择适合本地自然条件的类型就需要明确生态护坡的本质和特点。
1.1 生态护坡并非与传统护坡完全对立一部分生态护坡是在传统护坡基础上发展而来,尽管国内外还没有统一的定义,但区别很明显:生态护坡较传统护坡更具有自然生机,与周围景观相协调;具有一定的开放性,能保护生物的多样性,较少改变河道生物栖息环境;以环保材料为主,多数为天然材料,对环境污染小。
传统护坡主要指砌石护坡和目前大量使用的预制混凝土块。
干砌块石护坡随着时间推移和大自然的自我修复,与自然界达成新的平衡,它上面也生长植被,具备生态护坡的特征,符合自然规律。
理论探讨
生态护坡,是综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护,形成由植物或工程和植物组成的综合护坡系统的护坡技术,其途径与手段是利用植披进行坡面保护和侵蚀控制。
目前,工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。
生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提,在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时,兼顾工程的环境效应和生物效应,以达到一种土体和生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态。
1、生态护坡应用现状
传统的河道护坡结构往往只片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运等功能,较少地考虑河道的生态或环境功能,因此河道的护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料,甚至有的地方追求所谓的“高标准”河道,对河道采用全断面刚性材料衬砌,使河道的环境条件模式化,并使生物种类单一化,由此带来的环境问题是很严重的。
随着国家综合国力的增强和人民生活水平的提高,我国也开始越来越重视环境保护问题。
我国国民经济和社会发展第十个五年计划中提出,必须重视生态建设和环境保护,加强自然保护区和生态示范区建设,保护陆地和海洋生物的多样性。
人们在越来越注重城市环境和保护生物多样性的同时,也开始注重水利工程的环境问题,在有些堤防和护岸的结构设计中开始注入环境水利的设计理念,如有些堤防护坡采用草皮,依靠草皮良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力,另外在水土保持工程、防止坡地雨水冲蚀等方面也有一些应用。
但总体来说,生态护坡在水利工程中的应用尚处于起步阶段。
2、生态护坡的功能
(1)护坡功能: 植被的深根有锚固作用、浅根有加筋作用;
(2)防止水土流失:能降低坡体孔隙水压力、截留降雨、削弱溅蚀、控制土粒流失;
(3)改善环境功能:植被能恢复被破坏的生态环境,降低噪音,减少光污染,保障行车安全,促进有机污染物的降解,净化空气,调节小气候。
3、生态护坡的技术
我国生态护坡技术近期发展较快,形式多样的生态护坡技术已经在北京,上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用。
目前采用的生态护坡技术主要有:植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基等。
虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面,但在防洪护坡使用上可以借鉴和参考。
下面介绍几种生态护坡技术:
(1)植物护坡。
发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用发达根系植物进行护坡固土,既可以达到固土保沙.防止水土流失,又可以满足生态环境的需要,还可以进行景观赏,在防洪工程护坡方面可以借鉴。
城市河道用植物护坡也存在一些问题。
护坡当年易被雨冲刷形成深沟,护坡效果差,影响景观。
长期浸泡在水下、行洪流速超过3m/s的土堤迎水坡面和防洪重点地段(如河流弯道)不适宜植草护坡。
(2)土工材料固土种植基护坡。
土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。
土工网垫固土种植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。
固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成,在多层网的交接点经热熔后牯接,形成稳定的空间网垫。
该网垫质地疏松、柔韧,有合适的高度和空间,可充填并存储土壤和沙粒。
植物的根系可以穿过网孔均衡生长,长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。
另外,现在又出一种土工单元固土种植基,即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。
土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性,虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些,但还是难以抵御较大洪水侵蚀,还不能应用到堤防迎水坡面。
(3)植被型生态混凝土护坡植被。
该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。
多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架,具有较高透气性,在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。
保水材料以有机质保水剂为主,并掺入无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分。
表层土铺设于多孔混凝土表面,形成植被发芽空间,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分,防止草生长初期混凝土表面过热。
植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲性能。
这种护坡受水位骤降的影响较小;在季节性寒冷地区,有利于排出和降低被保护土内含水量,减少冻害破坏。
4、防洪护坡创新中应重视的几个问题
(1)从政策上支持。
长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯干建设传统护坡。
对于新技术和创新成果的推广,必然会遇到这样那样的阻力。
因此,必须要有一定的政策支持,才能确保新一代护坡技术的广泛使用。
(2)既重视具体设计,又重视宏观视野。
护坡设计看似简单,但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案,必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。
在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
(3)重视科技创新。
护坡是一种相对低技术含量的水利工程,如果大量引进采用国外产品,经济上极不合算。
我国是一个治水历史悠久的国家,都江堰、灵渠,大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。
因此,我们要重视科技创新,充分调动水利科技工作者的积极性,开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。
(4)材料的创新是关键。
河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料,其成本占工程总费用的比例大。
因此,一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新,加快开采、加工.运输各环节配套升级.制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策,将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
(5)建设资源节约型护坡。
受资源约束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺,资源的利用和保护成为人民关注的焦点。
①重视可行性研究,减少硬化河道护坡。
尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或非工程措施解决,有些河段完全可以这样做。
如:河岸凸凹不平,边坡土质抗冲刷能力强的河段・河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段,士堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。
当然,硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的,只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。
对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究,是实现资源节约的前提。
②开阔工程技术设计思路。
采用何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大,必须开拓新的思路。
首先,尽量减少可再生资源的使用量,其次考虑护坡的造价与使用年限。
例如,尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势;提高预制混凝土构件的强度。
强度提高了.可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。
参考文献
[1]包承纲.堤防工程土工合成材料应用技术[M].中国水利水电出版社,2004(3).
[2]卫明.城市水环境建设中若干问题的探讨[J].上海水务,2001(4).
浅谈防洪工程的生态护坡
陈 西
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【摘 要】防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施,通过技术创新来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式,是水利工程设计和防洪建设一大课题。
【关键词】防洪工程 生态 护坡
2011. 11285。