生态护坡技术在河道治理中的运用探究

生态护坡技术在河道治理中的运用探究

李春华

富源县竹园镇农业农村综合服务中心

摘要:为了解决河流泄洪能力下降、水生态失衡和水环境污染等问题，深入分析了生态护坡与传统护坡的区别。然后，以实际工程为例，结合国内外综合治理经验和河流生态治理原则，设计了林草植被护坡和生态砌块挡土墙方案，并从成本、生态协调性和稳定性等角度科学评价了生态护坡的优势，希望能为水生态环境的快速恢复和河流治理方案的设计提供帮助。

关键词:生态护坡;河道治理;方案设计;评价分析

1河流管理生态护坡技术

1.1生态护坡技术

河流生态管理是提高水资源承载力、恢复水生态环境的有效途径，是建设宜居滨江城市、建设绿色生态河流、促进水生态文明发展的根本途径。将生态植物材料与工程措施相结合，或者在河流被冲走时使用生态植物来保证岸坡的稳定性和完整性，也是实施生态护坡的关键。生态学、水力学、水土保持、水文地质学等。是生态护坡技术的理论基础。通过植物和工程措施的实施，形成良性循环和绿色生态护坡体系，充分发挥生态工程的自修复、自组织、自支撑功能，实现边坡生态修复、抗滑、抗侵蚀，实现生态环境、人类社会、河道整治和水资源的协调统一，减少坡面洪水和水土流失，改善小流域自然环境和气候。因此，生态护坡工程属于一个涉及动物、植物和微生物的综合系统。

一般工程中常用的生态护岸技术主要有:1)混凝土预制砖护岸:由混凝土预制而成的一种具有大量连续空隙和抗压强度的空心砖护岸。这种护岸模式具有良好的透水性和透气性，可以在空隙中播种草和灌木植物，形成近自然的生态护岸，从而达到净化水质、保护堤岸免受侵蚀的目的。2)河岸种植植物保护技术:该技术可以改善河流水质，减少河岸坚硬质地，创造的小气候条件为水生植物在河流中生长提供了有利条件。主要方法是在河底固定堆放装满种植土的编织袋，供植物生长。

3)石笼护岸:种植土、砾石等。包装成柳条、喷塑铁丝网或镀锌笼，并与植物沙砾一起堆成砖石挡土墙或阶梯式护岸，增加了河岸的生态性和稳定性。石笼护岸在岩石稀少、沙砾来源广泛的地区具有很强的适用性和可行性。4)石木桩复合护坡:为保证护坡的安全稳定，在边坡底部实施生态混凝土护坡，同时为创造更好的水生植物生长空间，在木桩架内放置卵石或砾石，防止护坡面上部结构。这种生态护岸结构结合了净水、景观和亲水性的功能。

1.2生态护坡与传统护坡的区别

传统的硬护坡不仅可以增强岸坡的稳定性和河流的防洪能力，而且对水环境造成一定的破坏，这种护坡的成本往往很高。硬质护岸材料的使用会改变河流的自然属性，减少地下水的补给以及水与陆地系统之间的能量和物质交换，破坏水生物种的栖息地；此外，各种污染物不能被硬化裸露的护岸过滤吸收，在径流的作用下排入河流，造成污染；切割和拉直河道将明显增加水流速度，从而大大增强水力冲刷河底和河岸的能力[8]。

河道整治工程的主要矛盾是防洪安全和生态要求。鉴于传统护坡的不足，生态护坡得到了广泛的应用。结合岸坡的实际地质条件和不同的河道整治条件，生态护坡还可以在创造良好的生境条件，达到生态要求的情况下，提高岸坡的抗冲防洪能力。

2生态护坡技术的应用分析

某河段岸坡较高，护岸设计前期选择了传统的护岸模式，在一定程度上破坏了水生态环境，不能满足人们对河流景观、湿地生态和自然环境的要求。因此，建设方和设计方考虑将工程措施与自然植被相结合，合理设计生态护岸模式。

2.1生态砌块挡土墙护坡

Rxp生态砌块具有节约土地面积、操作方便、施工速度快等优点。考虑到C25混凝土已经浇筑到挡土墙底部，可以连续浇筑到10厘米厚、60厘米宽的基础上。然后选择rxp280-10主块和RXP300-100生态块分别对顶层、中间层和基础层进行处理，并将土工格栅铺设到挡土墙后的边坡上。为了增强岩土之间的摩擦力，施工时采用单根聚丙烯土工格栅作为土工格栅，在逐渐压实的过程中，压实度应达到90%以上。此外，为了播种植物种子，块与块之间的间隙宽度保持在80毫米，为微生物创造了良好的生存空间。最后，用C20混凝土将挡土墙顶部浇筑成宽度2m、厚度10cm的结构。

2.1.1稳定性分析

生态护坡方案设计完成后，采用ANSYS建模仿真，更好地分析其稳定性。计算网格划分为2215个单元，共4670个节点，应变变形单元体由四边形8个节点组成。结合河道整治工程的相关资料，合理设置边界条件。水流水平方向的静水压力作为左右边界的约束条件，自由边界为河流上部，岸坡底部完全受约束。

在合理划分几何模型网格后，对岸坡稳定性进行计算，发现坡脚是造成岸坡失稳的薄弱环节，其稳定系数fs = 2.0，满足工程设计要求。

2.1.2生态协调分析

Rxp块体挡土墙设计预留了一定的沟通缝隙，挡土墙上上下块体之间的缝隙会进一步打开河岸的生态结构。连通的水流有利于水下生物的自由运动，为水生植物的生长和微生物之间的交流与传播创造良好的空间，有助于维持水系统的良性循环。

为了遏制水土流失，美化生态环境，可以在RXP生态墙边坡上种植适宜的植物，植物的生长有助于提高边坡的稳定性。人工照明与植物美化措施的协调使用，将形成自然人文景观、光影美景的旅游休闲场所。

2.1.3成本分析

每平方米费用按工程实际费用折算，相当于生态砌块挡土墙护坡的辅助费用和机械费用。该方案最终成本为782.57元/m2。

2.2林草植被护坡

针对河道整治中的高边坡，植物护坡方案按照自然和谐、人水关系密切、宽度适宜、弯易弯的原则进行设计。为保证河流防洪安全，在岸坡上种植银杏、水杉、柳树等固土能力强、生命力强的树木或灌木；在岸坡的潮湿区域和浅水区域，应尽可能选择潮湿的植物。结合生态学知识和土壤物理性质，选择的植物类型有平干草、水葱、香蒲、菖蒲、白蜡树、槐树等。桩基的设计是为了提高坡脚的抗侵蚀能力，桩间距为5厘米，桩径为15厘米。施工工艺是将木桩打入坡脚增加强度，然后将木材水平放置在木桩上方。木栅栏可以根据不同的景观要求设计成各种形状。为了进一步加固坡脚，在围栏后面回填或堆积石块，在围栏上方的斜坡上种植草坪植物，并配备木质台阶，实现多目标协调统一，创造良好的环境，满足水生动物、植物和微生物的生存。

2.2.1稳定性分析

在岸坡和坡顶交错布置植物带，选择的草本植物应根系发达，生长能力快，在保证坡面土壤不被侵蚀的原则下，选择合适的乔灌木植物。充分发挥植物拦截雨水的作用，减少坡面水土流失量，减少植被固土保水对坡面水流的侵蚀。在植物护坡设计方案中，选择桩基进行护脚，增强了坡脚的抗冲刷能力，保证了河岸的生态和稳定[10]。

2.2.2生态协调分析

植物护坡技术可以有效拦截水分，涵养水源，有利于促进植物吸水，促进岸坡生态和谐。该方法具有改善生态环境和河流水质，增强自净能力和抗冲刷能力的优点。此外，种植在岸坡上的植物具有惯性，为动植物的生长繁殖提供了良好的空间，从而实现了环境景观美化、水质净化、防洪和生态修复的有机统一，创造了人水和谐、周边环境与河流景观有机兼容的自然生态场所[11]。

2.2.3成本分析

维护费用、人工费用、单位面积材料费用是林草植被护坡的主要费用，本方案综合费用为142.525元/m2。

3结论

生态护坡技术一直是河道治理领域的热点问题。应综合考虑生物和工程措施，增强河流的自然景观效果，最终创造出一条出水环境得到改善、自然景观和谐的生态河流。通过对传统护坡和生态护坡技术的对比分析，合理设计了植被护坡和生态砌块挡土墙护坡方案，并从岸坡稳定性、生态协调性和造价等方面分析了设计方案的优势。结果表明，生态护坡成本低、稳定性好、人文景观强，可为其他河流生态管理提供参考。

参考文献

［1］蔡杰龙，杨永民，卢伟伟．生态护坡技术在广东省中小河流治理工程中的应用［J］．广东水利水电，2016(7):

51－57．

［2］汪洋，周明耀，赵瑞龙，等．城镇河道生态护坡技术的研究现状与展望［J］．中国水土保持科学，2005(3):88－92．

［3］赵彦伟，杨志峰．城市河流生态系统修复刍议［J］．水土保持通报，2006(1):89－93．

［4］夏继红，严忠民．国内外城市河道生态型护岸研究现状及发展趋势［J］．中国水土保，2004(3):20－21．