论水利工程边坡生态防护技术

杨磊波

【摘要】边坡生态防护技术是采用新技术、新措施形成的绿色防护方案，不仅具有传统的护坡功能，而且凸显社会效益和生态效益，同时兼顾了工程的成本支出。在论述水利工程护坡生态防护技术的重要性的基础上，研究护坡水土保持的设计原则，以工程实例具体阐述水利工程边坡生态防护技术的方案，为今后水利工程生态防护提供参考和借鉴。

【关键词】护坡；生态防护；水利工程

引言

近年来，随着大规模的工程建设，形成了大量无法恢复植被的边坡，传统的边坡工程加固措施大多采用砌石、混凝土等，破坏了生态环境的和谐，生态防护技术也就逐渐被重视，同时推广并应用到工程建设中，尤其是水利工程建设。它不仅社会效益和生态效益明显，也大大降低了工程成本。东莞市近年来的水利工程都以实现"清水河、景观河、生态河"为目标，打造安全、可持续发展的生产生活环境，在运河整治和水乡片区改造等项目上更是要求与绿色、生态相融。

1、水利工程护坡生态防护技术的内涵和重要意义

水利工程是一个系统工程，主要以"截污治污是保证、防洪排涝达标是前提、景观绿化是提升"为目的，但在快速施工的过程中，总或多或少的破坏原有生态植被，导致不同程度的水土流失。传统的水利工程护坡通常采用混凝土或是浆砌块石来进行防护，这种护坡方式加固的边坡也很难再种植草木，加上周围环境的侵蚀，久而久之，加剧周围生态环境的破坏。而生态防护技术综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等对边坡进行防护，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。它融合了传统土木工程防护技术与坡面绿化技术，利用植物根茎的加筋作用，提高护坡稳定性和抗冲刷能力。在环境保护日渐重视的今天，生态防护技术用于水利工程护坡防护，既能满足边坡开挖防护功能，又能利用人工措施恢复被破坏的建设区域生态系统，进而提升周围环境的景观性能。

2、水利工程护坡生态防护技术设计原则

2.1以坡面防护为主，兼顾景观生态环境

两岸的绿化直接关系到水利工程治理的效果，尤其是一些污染河流的治理和河道生态环境的功能改善，因此，根据坡面绿化与护坡防护功能需要，遵照自然规律，选择耐贫瘠性、耐热性、耐寒性、覆盖度高、根系发达、繁育迅速的水土保持植物，或适合河道环境条件的专用草种，并与其他护坡材料共同構筑护岸链，确保护坡植物的良好生长，最大的程度满足护坡防护功能需求，同时营造舒适的河道景观生态环境。

2.2以乡土植物为主，结合外来植物

乡土植物具有较好的适应性、抗逆性，种植于护坡能确保较高的成活率和保存率，同时引进对乡土植物无破坏或者入侵极小的外来植物，能有效的保护护坡植物群落。外来植物可选择初期恢复迅速、覆盖较快的植物，能较早固土护坡，改善土壤条件，为乡土植物创造良好的生长条件；乡土植物在后期发挥主要作用，有利于形成稳定的目标群落，实现近期、远期效果明显的生态防护体系。如东莞市华阳湖湿地公园保留现状的蕉林，同时为了丰富水上绿道的堤岸景观，从几百种水生植物中适合岭南地区种植的22种水生植物和乔灌木，包括麻涌镇十分少见的萍蓬草、泽泻，确保了种类的多样性和群落的稳定性。

2.3以自然规则为主，遵从生态位原理

生态防护技术的设计要满足边坡生态化得平衡要求，建立一个良性护坡生态系统。遵从"生态位"原理，对植物进行选配的过程中，结合植物在群落中的生态位特征，从时间、空间、资源生态位的分异出发，尽可能避免所选择的植物生态位在同一个层次上，进而给不同的物种适当的生存空间，保证生物群落的自然、持续、稳定进行。

3.水利工程护坡生态防护技术的方案

3.1 格宾石笼网技术

格宾石笼是将抗腐耐磨高强的低碳高镀锌钢丝或铝锌合金钢丝（或同质包塑钢丝）编织成双绞、六边形网目的网片，根据工程设计要求组装成蜂巢网箱，并装入块石等填充料的一项工程防护技术。石笼网存在较多的孔隙，可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能，增强水体的自净能力，其结构整体性也好好，块石即使产生位移，变形后的垫结构也能自动进行调整，以达到新的平衡，而整体不会遭到破坏。构成网格的钢丝有一定的强度和较好的柔韧性，可以将全部工程连成整体，不需分缝，即使因某种原因使结构中断裂一根网丝，也不会影响结构的整体性，尤其是当地基出现下沉而发生变形时，结构能自身进行适应性微调，保持整体结构完整不被破坏。挂影洲围中心涌水环境综合整治示范工程就主要采用该技术，在排水渠坡脚位置以"品"字型堆砌格宾石笼，往石头空隙中填充种植土，种植水生植物，水生植物把石笼完全遮盖，排水渠坡脚形成一条绿色的生态带。

3.2 荣勋生态挡墙

荣勋生态挡墙利用荣勋砌块造型结构的卡接，堆砌形成一个墙体，利用土工格栅与土壤锚固，避免荣勋生态挡墙出现倾斜，在砌块预留的生态孔中种植植物，形成墙面绿化，以达到生态效果。由于荣勋生态挡墙施工快捷、占地少、成本低、生态效果好，因此被广泛用于水利工程边坡防护中，如东莞市运河整治坑美段工程中，在堤防两侧堆砌荣勋生态挡墙，挡墙与堤防土料间采用土工格栅加强锚固，在生态孔中种植生命力顽强的蟛蜞菊，蟛蜞菊把荣勋砌块完全挡住，形成一面绿色的生态墙，既起到防护边坡的作用，又凸显了生态效果和节省了工程投资。

3.3 植被护坡方案

植被护坡是一种柔性边坡防护技术，目前在防洪工程护坡中被广泛使用。它主要通过植物截留雨水以减轻雨水对边坡土石的击溅侵蚀，减少雨水形成地表径流带来的水土流失，同时可以利用植物根系固定土壤。植被护坡的播种方法主要包括人工种植或移植法、草皮卷护坡法、水力喷播法等，但不足的是护坡实施当年易被雨冲刷形成深沟，防护效果差。

3.4 土工材料复合种植基

土工材料复合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，植物的根系可穿过网孔均衡生长，长成后的草皮使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起；土工单元固土种植基是利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元，在其中间填土植草以达到固土护坡的作用。土工材料复合种植基防护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的抗雨水冲刷效果好，但还是难以抵御较大洪水侵蚀，仍不能应用到堤防迎水坡面。

3.5 多孔植物生长砖

多孔植物生长砖技术主要是将钢渣粉、高品质水泥以及施工过程中天然形成的击碎石混合制成带孔隙的生态砖，然后将种子、天然土壤和肥料配合组成相应的软性护坡填充材料填充到生态砖内部，利用植物根系吸收营养和水分并与生态砖相互连接的作用，形成一个完善的水利工程边坡防护链，有效防止工程边坡发生塌陷。

4 结束语

在进行水利工程护坡防护时，需要充分考虑项目实际情况，结合"因地制宜，因害设防"的原则进行综合布设。正确选取植被护坡、土工材料复合种植基等生态防护措施，因地制宜、因势利导，促进水利事业和生态环境健康、可持续发展。

参考文献：

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[2] 敖立国. 试析水利工程护坡生态化建设与发展[J]. 现代农业. 2013（05）

[5] 路阳，孙波，宋怀杰. 塘坝工程的生物工程护坡技术研究[J]. 黑龙江水利科技. 2008（06）