水利工程中生态护坡设计分析

水利工程中生态护坡设计分析

姚江

陕西汇绿水土生态有限公司 陕西西安 710065

摘要：水利工程中的生态护坡是一项重要建设内容，其主要作用是进行工程周围的水土保持，从而提升水利工程的质量。本文通过分析水利工程护坡的作用及生态护坡的特点和优势，进一步分析了水利工程中的生态护坡设计。

关键词：生态护坡；水利工程；植物型护坡

引言：水利工程建设是当前促进经济发展的一种重要手段，而水利工程的实际施工常常会对周围区域造成扰动，从而出现水土流失等问题，因此其护坡的设计和建设也非常关键。

1.水利工程护坡的作用

水利工程中所设置的护坡往往是为了保证岸坡的结构稳定，同时还促进着防洪排涝的效果，对于防止水土流失方面也有着很大帮助，这些功能不管是传统护坡还是新型的生态护坡都应当实现，但传统护坡需要开展工程施工，其造价成本颇高，施工难度也不小，同时还需要定期开展维护工作，因而近年来生态护坡在水利工程中的应用颇为广泛，且传统护坡阻断了水体与土壤之间的物质交换，许多河岸边生长的生物无法继续生长，对生态环境有着一定影响，且一些边坡结构当中使用的传统混凝土还会添加抗冻剂、早强剂等添加剂，这些物质对水体也有着一定污染，随着水利工程对护坡要求越来越高，为了实现生态保护的重要目标，生态护坡的设计和应用变得更为重要^[1]。

2.生态护坡的特点和优势分析

2.1生态护坡的特点

水利工程中的生态护坡起到了极为重要的作用，其能够实现河流治理，还能够充分结合水利工程的要求和环境保护要求，提升河岸的抗冲刷功能，同时也能够确保水利工程护坡的生态性和景观性。生态护坡的设计标准主要是包括两点，其一是需要充分考虑到当地的经济发展以及环境条件，对生态护坡的建设实施防护体系；其二是生态护坡的设置还需要结合河道自身的生态特点，其护坡建设不可破坏周围原有的生态系统，应当在施工完成后尽快恢复。生态护坡具有多样性特点，其并不是固定模式，包括植物型、固土种植基型以及植被混凝土等多种类型模式，同时其功能也有着多种，除了固土绿化以外，还有种植养殖功能形式的生态护坡，也有适合湿地的生态护坡，在护坡材料的选择上，除了植物以外，还有着混凝土材料和土工材料等，生态护坡的设计致力于利用自然力量来促使生态环境更加良好地发展。

2.2生态护坡的优势

分析生态护坡的优势主要是将其与传统护坡进行对比，例如，传统的水利工程护坡都是采用工程措施形式来建设，像是预制混凝土施工建设的护坡，或是现浇混凝土施工类型的护坡等等，而一般其护坡砌筑的断面都是矩形结构或是梯形结构，能够有效稳定坡岸，同时还能够防洪、促进水土保持等等，但这类护坡不具有生态效果和景观效果，而生态护坡则具有明显的生态功能，这也是其优势所在，其具体表现为两个方面，一方面是能够对水利工程中的水质进行改善，传统的护坡形式尽管看似可以防止水土流失，但由于其没有植物作为岸坡的屏障，若是污染物随着外部水流由地表流入时，这种护坡也难以阻止，导致污染物流入到水体当中污染水质，也给生态环境造成不良影响，而生态护坡则很好地弥补了这一功能缺陷，其护坡中的植物能够将污染物滞纳住，防止其流入水体，也有效改善着水质，促进水生态环境质量的提升；另一方面是生态护坡有效恢复了绿色景观，具有较高的欣赏价值，其采用的植物措施具有环保效果，代替人工材料和相关护坡技术，促进水体周围的生物多样性，也能有效提升绿化效果^[2]。

3.水利工程中的生态护坡设计

3.1植物型生态护坡的设计

水利工程的护坡设计当中，为了实现水土保持的作用目标，经常会设计为植物型生态护坡，这种形式的护坡主要是指在护坡位置上种植一些根系生长较发达的植物，让植物深扎于土壤中，控制土壤的稳固，以此来防止水土流失情况，简单的说就是通过种植茂密植物控制土壤，进而加强护坡的功效，同时也能够进一步提升水利工程周围水土保持的效果。植物根部发达会在土壤中充分发挥出自身作用，而土壤的条件能够充分为植物生长提供养分，还能够净化周围空气、提升环保效果，这也形成了一种良性循环，植物的光合作用释放出的氧气，能够进一步改善水利工程周围的环境，若是存在居民，这种生态护坡也是十分有利的。除此之外，植物型生态护坡具有一定的观赏性，连带着水利工程本身的设施也增加了生态感，有利于当地旅游行业的发展，提升水利工程运营的经济性。一般来说，植物型护坡包括草坪类、花草类以及灌木类，实际开展设计的过程中，需要充分考虑水利工程护坡设计的实际要求，既要保证其护坡固土效果的实现、还要保证成本控制在合理范围内，同时需要注意的是，植物型生态护坡在强烈的雨水冲刷作用下，极容易形成深沟，这时其护坡效果就会被破坏，因此，在一些常年降水量较大地区，或是防洪重点的水利工程地段，周围的不宜使用植物型生态护坡设计，其设计后的应用效果可能会不佳。

3.2植被型混凝土生态护坡的设计

植被型混凝土生态护坡的设计主要是指先在护坡位置上种植植被，然后再结合植物混凝土，这种混凝土与建筑所用混凝土不同的地方就在于其具有土壤的特点，能够让植物正常生长，同时具有较好的透气效果和热交换的能力，因而植被型混凝土生态护坡的应用较为广泛。例如，植被型混凝土护坡所使用的混凝土组成原材料包括表层土、保水材料以及多孔混凝土，其中多孔混凝土的组成材料包括水泥和粗细骨料，在整个护坡结构当中，多孔混凝土可以说是支撑性骨架，而其中的保水材料又能够保存水分，助力植物的生长，表层土的覆盖则能够促进植物种子的发芽，同时尽量减少内部水分的蒸发，表层土会受热较多，保证内部的温度不会偏高，有利于植物更好地生长，需要注意的是植被型混凝土护坡中的混凝土配制需要把握质量，控制好各种材料的配比。与植物型生态护坡相比，这种护坡最大的优点就在于混凝土对雨水冲刷的抵抗能力较强，同时其植物也能够抵抗一定冲刷作用，因而在很多水利工程中较为适用，同时在一些气候寒冷地区的水利工程护坡设计当中，运用该种设计还能够有效排除被保护土中的水分，避免植物根部被冻害^[3]。

3.3固土种植基型生态护坡的设计

在水利工程护坡设计的过程中，运用固土种植基型生态护坡能够很好地提升护坡结构的坚固程度，同时有效促进水利工程周围的水土保持。这种生态护坡设计，先是借助于土工合成材料提升护坡的牢固效果，然后再种植上合适的植被。例如，实际使用固土种植基型生态护坡设计方式时，需要对护坡的周围进行固土，最大程度上稳固护坡结构，同时具体的设计还需要结合实际情况选择材料，比方说一般是根据区域环境的特点来进行材料选取，同时还要根据地质条件开展设计，比如运用土工网垫来进行固土，或是利用其他合适的高分子材料，在护坡上设计垫层，主要是聚丙烯材料垫层，其也具有很好的保持水土效果，这种形式的生态护坡具有很好地抵抗洪水灾害能力，因而在水利工程护坡设计中较受欢迎。除此之外，在运用该设计形式的过程中，为了促进植物更好地生长，也可在土壤中混合一定砂石，既能够提升边坡稳固性，也能够提升结构的透气性，使其更适合植物的健康生长。

结论：综上所述，在水利工程中开展生态边坡设计，不仅能够加强边坡的牢固性，提升其抗洪效果，同时还能够避免水土流失，提升生态效果。由本文分析可知，水利工程中的生态护坡设计主要包括植物型生态护坡的设计、植被型混凝土生态护坡的设计以及固土种植基型生态护坡的设计三种类型。

参考文献：

[1]侍孝杰.水利工程水土保持中的生态护坡设计[J].建设科技,2021(Z1):59-60+74.

[2]彭禄.水利工程水土保持中的生态护坡设计研究[J].工程技术研究,2020,5(21):202-203.

[3]张华.水利工程护坡生态化设计技术研究[J].珠江水运,2019(03):66-67.