水利工程中河道生态护坡施工技术探究

周凤歧 衡宇建设集团有限公司

近年来，随着我国工程建设行业的不断发展，环境生态在工程设计和建设施工过程中的影响越来越大。人们对于自然环境和自然生态的认识达到了一定水平，对于人类改造活动与自然之间的关系有了新的认识。水利工程项目的建设与满足城市防洪、供电等要求密切相关，是保证人们的日常生产生活的重要建设内容。随着城市人口的不断增加，水利工程项目的建设规模也不断增大。水利工程建设离不开河道、海岸等自然元素，工程建设的过程中对于河道及自然堤坝的破坏是无法避免的，且随着工程建设规模的增加，这种破坏的程度也在增加。

一、河道生态护坡施工技术原则

在生态护坡的建设和使用中，要坚持因地制宜的原则，利用生态护坡促进河流、水体周围动植物的正常栖息。高效设计应用河流生态护坡，建设水利工程自然生态，最大限度发挥防洪排洪作用。生态护坡施工技术的发展还处于初级阶段。我国地理条件复杂，水利工程建设会受到外部因素的影响。根据工程实践，结合环境条件和施工要求，河流生态护坡的设计和施工应遵循一定的原则。首先，在河流生态护坡的设计过程中，应根据河流生态信息、历年天气变化信息、河流周围动植物生长状况、生物多样性等，在保证植物生存和对环境影响小的前提下，植被的设计和种植应考虑实际可行性和施工方便性。第二，通过植被种植和养护，增加护坡的观赏性，同时可以减轻水土流失。通过生态和工程建设结合的思路进行设计，从侧面实现护坡养护和建设的成本。河道生态护坡的建设选材，以自然材料为主，同时需要考虑工程施工材料在自然条件下的长期影响性。第三，对水文条件和河流的历史水位信息充分掌握和了解，结合植被特性，优选最佳植物种类，保证后期可以成活。第四，河道护坡的主要作用是对河水的导流和抵抗河水冲击。这也是河道具有防洪作用的原因。河道生态护坡中的植物还需要承担地表水体与地下水之间的平衡作用。第五，在既要保证生态效果，也要满足景观效果的前提下，可以选择不同的河道生态护坡技术进行融合施工，例如刚性结构和柔性材料结合等方式。

二、水利工程河道生态护坡技术的应用价值

（1）生态功能价值。河道生态护坡技术具有生态功能，将护坡和河道植被连接起来，构成了完整的河道生态系统。另外，生态护坡技术的应用还缓解了水利工程建设对水域生态系统造成的不良影响，提高了河道周围植被的覆盖率，促进了河道水域周围的生态系统良好发展。（2）防洪抗旱功能价值。河道生态护坡技术还有着重要的防洪作用，这也是河道生态护坡施工技术最为主要的任务和作用。如果发生洪水，河道护坡中的植被根系可以充分地发挥出其存储作用，存储洪水，减少洪峰水量，减轻洪水的带来的危害。如果在干旱季节，生态护坡中植被根部的存水作用，还可以缓解河道干枯的现象。（3）景观功能价值。河道生态护坡技术的应用对河道周围环境的协调具有很大的作用，所以，要根据现场的实际情况选择符合其发展的植被品种，同时还要选择合适的施工材料来实现河道生态系统和周围生态系统的有效衔接，在提升河道周边生态系统平衡发展的同时，还要保障周围景观具有观赏性，弱化其中的人工痕迹，使自然的生态系统平衡发展。

三、我国河道护坡技术应用的现状

（一）硬质护坡将不同程度地破坏文化和生态景观

人类健康生活的基本前提是确保人与自然的和谐共处。虽然现代社会非常重视经济发展，但高品质的生活环境也非常重要。中国坚持“绿水青山是金山银山”的发展理念，更加注重生态环境与经济的协调发展。然而，近年来，我国许多地区仍然存在严重的环境污染问题，导致人类生存环境越来越危险。

（二）难以发挥河道的水体功能

从以往的河道治理工作经验来说，经过处理之后，安泊的问题虽然得到了一定的解决，不过给净化功能带来的影响也是不能忽视的，其影响着生物的生长，同时使得水体自净能力弱化。究其原因，主要是使用了混凝土和砌块。遇到强烈光照之后，极易出现很大的温差。进而使得河道内水体温度出现变化，影响着整个生态平衡的维持，那么河流水流保持高速时会使得植物被带走，若存在的植物不断减少，将会影响以草为生动物的生存。

（三）破坏水生环境

采用硬质护坡覆盖整个河岸表面，严重破坏了原有水生、陆生动植物的生长环境，并且硬质边坡阻断了浅层地下水、河流、地表水之间的交流，因河岸的自然过滤、渗透功能的丧失河水变得更加浑浊。硬质边坡对生态环境的破坏主要表现在：①采用水泥石、块石等材料修筑河流岸坡时降低了河道的水源涵养和水质净化功能，难以维持原有水生物种的生长，这进一步降低了河道的自净能力，加剧了水体恶化；②河水受到阳光照射出现明显的水文变化，不利于维持水系统平衡，特别是夏季高温季节极易滋生病菌、蚊蝇等；③硬质岸坡会加快水流速度，将部分水生物冲走并致使生物多样性减少，加之河岸缺少天然植被，严重破坏了野生动植物的生存环境。据统计，城市河道选用硬质衬砌后，其物种多样性降低约60%，部分水生物种类也有明显的减少。

四、河道生态护坡施工技术

（一）植被型生态混凝土护坡技术

用混凝土覆盖河道边坡是一种常见的护坡施工技术。护坡的主要材料是在混凝土中加入各种混合料，然后加入各种外加剂，如保水剂。增加护坡的保水性，有利于植物生长。利用混凝土的附着力，提高护坡与岩土的连接能力，提高护坡的抗冲击能力。这种护坡施工方法增加了护坡的防水性，改善了土壤条件。它不仅可以提高植物的成活率，而且可以避免工程建设对土壤的影响。同时，有机材料与无机材料的混合可以在一定程度上固化水土，减少水土流失。植被生态护坡周围需要种植大量植被，参考附近地区的实际情况。生态环境与边坡防护技术的整合与发展是探索施工技术的目的。加强施工技术的创新和使用，使用生态砖进行护坡建设。生态砖可使用嵌固方式施工。植被生态混凝土护坡的施工中一般使用联锁式砌块技术和铰接式砌块技术。联锁式砌块技术的技术特点是增加生态砖的相互连接性，防止砖体的相对位移。铰接式砌块技术在施工的过程中需要特别注意绳索的使用，以形成连锁式矩阵为目标，限制生态砖移动方向为对象，增加砖体与地面、坡面的贴合程度。贴合程度的提高，能够有增加护坡的生态能力，也可以有效防止水土流失。

（二）植生型生态护坡

截至现今，植生型生态混凝土已被广泛应用于许多河道治理工程。实质上，该护坡技术就是一种多孔混凝土，其主要组成成分有粗骨料、水泥、适量掺合料等。保水剂掺入后，该生态混凝土能够有效融合有机与五级材料，在提供满足植物生长所需水分的情况下，还可提升岩土与土壤间的黏聚力，切实提高土壤的抗冲力。植生型生态混凝土还具有较好的水土保持能力，在河道治理中合理利用该技术可以改良土壤理化性质，促进植被的生长，有效抑制土壤侵蚀，发挥保持水土的功能。在有效保护环境的同时，可恢复河流生态和林草植被生长条件，实现生态环境与河道治理的协调发展。将生态砖应用于河道治理工程，为了能够充分利用该技术可以选用嵌固的施工方式，连锁式砌块技术实现了生态砖的有效镶嵌，有效防止生态砖出现移动的情况。此外，可以利用绳索连接高强混凝土与铰接式砌块，由此构造矩阵铺面式联锁护坡。在坡面与砖地面铺设时要考虑生态要求，形成抗冲击能力强、完整性好、地基适应力强的护坡。

（三）生态护坡建设结构的选择

相比于传统硬质护坡方式，生态护坡技术的优点较多，比如建设周期短、生态效果好等。具体来讲，生态护坡技术可以有效减少混凝土、砂浆等原材料的应用量，为河道构建四季不同的绿色景观，改善生态河道自然环境，为水生植物和陆生植物的健康生长创造有利条件。生态护坡技术可以节省大量的石块和树木，有助于控制河道整治的成本，提高河道治理的经济性。此外，在后期的维护方面，生态护坡技术也能体现出诸多优势。

（四）修复计划与多元化生态

我国国土面积较大，区域之间的特征各异，许多地区的水土流失问题严重性不一，形成原因也不同。在对生态进行修复时，需要制定符合实际要求的，且与当地条件不相冲突的修复计划。修复计划是修复工作开展的依据，通过对历史经验教训的总结和借鉴，制定科学合理的计划。河道生态的修复计划中一个主要的目标就是治理水土流失。以当前的水土流失情况为基准点，分析造成该问题的原因并采取有效措施。以土壤的实际参数为前提，选择适宜良好生长的植物，成为当地的植物系统的参与者，维持生态系统的多元化。水利工程的经济效益是基础，在考虑安全、生态的基础上需要同时考虑工程的建设成本，其中包括人力成本、材料成本和机械成本等。自然界自身的修复功能是客观存在的，所以在水利工程的生态护坡建设时，要对其自身的生态修复系统有所了解，以此为参照最大程度上使人工修复系统与自然修复系统相适合，强化修复效果。

（五）三维植被网护坡

将土工网垫护坡与植被护坡有机结合的三维植被网护坡技术，不仅能够充分发挥土工网护坡的优势，取得良好的植被护坡效果，而且可以显著提升河道防洪能力。近年来，在河道生态治理中三维植被网护坡逐渐达到广泛的应用，该项技术可为植物创造适宜的生长空间，切实提升护坡的整体稳固性，具有经济效益高、投资成本低、施工简便等优点。该项技术与土工合成材料结合，可以为植物生长创造良好的空间，且植物根系可以发挥相应的防护功能，即利用植物根系提高护坡稳定性。此外，在不破坏原有土壤的情况下三维植被网护坡还可以建设生态植物护坡，提高土工合成材料生态效果和防洪固土的功能，结合植物生长空间以及植物类型建设成良性循环的生态系统。实际工程中应用三维植被网护坡技术时，要合理的选择植物类型，尽量选用根系庞大、生命力顽强、适于当地环境条件的植被，由此更加积极的促进生态系统的良性运行。

（六）自然原形护岸

河道生态护坡工程中，采用了自然原形护岸施工作业方法。坚持生态治理的理念基于此方法能够增强自然性，可以有效地提供施工的质量。实际作业中需要做好乔木和灌木的优化设计，最大程度上发挥光照优势和空间力量。发挥原本的自然优势，调节整个生态护坡的性能，增强洪水抵抗的能力。在编制生态护坡方案时需要对河道当下情况进行调查，掌握阳光照射与温度变化等规律，对比分析各类护坡形式，选出具有能够提高抗洪水平的方案，促使整个河道生态护坡质量得到优化。除此之外，自然原形护岸在实际应用中还体现出无污染和成本低等优势，不过潜在有抗冲刷能力差的缺陷。为了保证技术应用价值得到最大的发挥和利用，要选择合理的地方应用，优选根系发达的植物，作为工程施工的材料，应做好严格的把控。

五、结束语

综上所述，河道生态护坡施工技术在水利工程中的应用不仅提高了水利工程的功能性，而且有利于维护水利工程河道周围生态系统，增加河道周围植物的观赏价值。近年来，河道生态护坡技术得到了快速的发展，被广泛地应用到了水利工程中，提高了河道岸坡的稳定性和景观人文性，还治理了河道周围的生态系统。但是，在河道生态护坡技术实际应用的过程中也会遇到不同的问题，需要以实际情况为基础，有针对性地进行解决。