水利工程護坡生態化設計技術分析
摘要：生態護坡不僅具有傳統護坡的功能，而且還融入了景觀、文化和生態等多方面內容，從而可以實現人與自然的和諧共處。在對生態護坡概念分析的基礎上，剖析了生態護坡的內涵，介紹了目前主要的生態型護坡技術，並對其優缺點進行了評價，最後提出了生態護坡技術創新時應該注意的問題。
關鍵詞：防洪工程；生態護坡；內涵；技術；問題
防洪工程中的堤防、河道護坡是一項量大面廣的基礎設施，通過技術創新，來選擇和確立兼顧防洪、生態和節約的工程護坡形式，是水利工程設計和防洪建設的一大課題。人們在追求人與自然和諧相處的條件下，對生態護坡的要求越來越高。防洪工程生態護坡建設應樹立“尊重自然、恢復自然”的理念，使護坡工程與周圍環境融為一體。現將以可持續發展的觀點，就水利防洪工程生態護坡談幾點認識。
一、生態護坡是防洪工程的發展趨勢
生態護坡是現階段人們在對水環境要求越來越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下，日益受到重視的。隨著我國經濟快速發展，生態與環境惡化日益加重，特別是嚴重的水汙染引發了新的治水理念變革，為減少水質汙染，與自然環境和景觀相適應的新型生態護坡形式脫穎而出，生態護坡是防洪工程發展的必然趨勢，對生態護坡的研究也不斷深入。
二、生態護坡的內涵
生態護坡，是指“用活的植物，單獨用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結合，以減輕坡面的不穩定性和侵蝕”，其途徑與手段是利用植被進行坡面保護和侵蝕控制。目前，工程界更直觀地把它稱為“邊坡綠化”。生態型護坡是以保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提，在保證護坡具有一定強度、安全性和耐久性的同時，兼顧工程的環境效應和生物效應，以達到一種土體和生物相互涵養，適合生物生長的仿自然狀態。
三、生態護坡的技術
我國生態護坡技術近期發展較快，形式多樣的生態護坡技術已經在北京、上海、廣州等經濟較發達城市的河道整治過程中得到應用。目前採用的生態護坡技術主要有：植被草、水力噴播植草技術、土工材料固土種植基、植被型生態混凝土、水泥生態種植基等。雖然它們起源時不一定用於河道護坡和護岸結構方面，但在防洪護坡使用上可以借鑑和參考。下面介紹幾種生態護坡技術：
***一***植物護坡。發達根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，採用發達根系植物進行護坡固土，既可以達到固土保沙，防止水土流失，又可以滿足生態環境的需要，還可以進行景觀賞，在防洪工程護坡方面可以借鑑。城市河道用植物護坡也存在一些問題。護坡當年易被雨沖刷形成深溝，護坡效果差，影響景觀。長期浸泡在水下、行洪流速超過3m／8的土堤迎水坡面和防洪重點地段***如河流彎道***不適宜植草護坡。
***二***土工材料固土種植基護坡。土工材料固土種植基可分為土工網墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工網墊固土種植基，主要由聚丙烯等高分子材料製成的網墊和種植土、籽等組成。固土網墊是由多層非拉伸網和雙向拉伸平面網組成，在多層網的交接點經熱熔後粘接，形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏鬆、柔韌，有合適的高度和空間，可充填並存儲土壤和沙粒。植物的根系可以穿過網孔均衡生長，長成後的草皮可使網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起。另外，現在又出一種土工單元固土種植基，即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片狀材料經熱熔粘接成蜂窩狀單元中填土植草達到固土護坡的作用。土工材料固土種植基護坡形式也可以採用混凝土、石籠等做成外框來增加坡面穩定性，雖然比單純植物護坡抗雨水沖刷效果好一些，但還是難以抵禦較大洪水侵蝕，還不能應用到堤防迎水坡面。
***三***植被型生態混凝土護坡植被。該型生態混凝土由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細摻和料組成，是植被型生態混凝土的骨架，具有較高透氣性，在很大程度上保持了被保護土與空氣間的溼、熱交換能力。保水材料以有機質保水劑為主，並摻入無機保水劑混合使用，為植物提供必需的水分。表層土鋪設於多孔混凝土表面，形成植被髮芽空間，減少土中水分蒸發，提供植被髮芽初期的養分，防止草生長初期混凝土表面過熱。植被型生態混凝土對水流速具有較好的抗沖刷效能，上面的覆草具有緩衝效能。這種護坡受水位驟降的影響較小；在季節性寒冷地區，有利於排出和降低被保護土內含水量，減少凍害破壞。
四、防洪護坡創新中應重視的幾個問題
***一***從政策上支援。長期的防洪護坡工程建設，人們已習慣於建設傳統護坡。對於新技術和創新成果的推廣，必然會遇到這樣那樣的阻力。因此，必須要有一定的政策支援，才能確保新一代護坡技術的廣泛使用。
***二***既重視具體設計，又重視巨集觀視野。護坡設計看似簡單，但要做出符合中國經濟社會發展和時代要求的優秀方案，必須要將工程師、藝術家、經濟師和環境保護部門的思維溶於一體。在具體設計中應對我國發展中應遵循的模式、能源消耗、礦產總量和汙染排放處置等都要有一定的瞭解。
***三***重視科技創新。護坡是一種相對低技術含量的水利工程，如果大量引進採用國外產品，經濟上極不合算。我國是一個治水歷史悠久的國家，都江堰、靈渠、大運河等一批古代傑出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此，我們要重視科技創新，充分調動水利科技工作者的積極性，開發出具有自主智慧財產權的新一代護坡產品。
***四***材料的創新是關鍵。河道堤防護坡工程建設耗廢大量的塊石、混凝土預製塊或其他材料，其成本佔工程總費用的比例大。因此，一定要重視護坡原材料、半成品生產的技術創新，加快開採、加工、運輸各環節配套升級，制定既開放競爭、又保證規模生產的產業政策，將護坡工程技術發展的切入點定在半成品生產創新上。
***五***建設資源節約型護坡。受資源約束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地紛紛告缺，資源的利用和保護成為人民關注的焦點。1、重視可行性研究，減少硬化河道護坡。儘量避免河道混凝土護坡建後再拆，不如儘量少建或非工程措施解決，有些河段完全可以這樣做。如：河岸凸凹不平，邊坡土質抗沖刷能力強的河段；河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未發生浪坎等險情的河段。當然，硬化混凝土護坡對防洪來說是有利的，只有在工程措施和非工程措施上綜合權衡利弊。對河道護坡工程進行科學、嚴謹的可行性研究，是實現資源節約的前提。2、開闊工程技術設計思路。採用何種形式的護坡來實現資源節約，僅從傳統思想上進行優化創新這種可能性不大。必須開拓新的思路。首先，儘量減少可再生資源的使用量，其次考慮護坡的造價與使用年限。***1***儘量減少混凝土用量，優化採用天然石材，天然石材從經濟及效能上看都具有優勢。***2***提高預製混凝土構件的強度。強度提高了，可以阻止環境水的侵入，從而保證混凝土塊的抗侵蝕性，增加了使用年限，使護坡的分攤成本小。
五 結語
根據目前國情，具有適用性、經濟性和質量效益的生態護坡值得推廣應用。針對生態護坡難點問題有必要開展系列研究，加大這方面的科研投人朝生態護坡發展，真正做到“尊重自然，恢復自然”．保護好現有的自然資源。
本文闡述了生態護坡的內涵以及生態護坡技術，介紹植物護坡、士工材料固土種植基護坡和植被型生態混凝土護坡植被三種生態護坡技術，並分析了防洪護坡中應重視的幾個問題。展望未來，生態護坡技術將有一個十分廣闊的前景。
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