城市河道治理中生态砖的运用研究

2021-12-14潘延平

魅力中国 2021年47期

潘延平

（江苏省水利建设工程有限公司，江苏扬州 225002）

将生态砖应用到城市河道治理中能够形成一个良好的生态养护圈系统，不但可以实现生态效益、生活效益与经济效益的有效结合，而且还能够做到美化城市环境，净化空气的作用，进而实现生态环境的平衡发展。同时，相应的养护水土、绿化植被、护岸堤防、河道蓄水等功能也得到了有效提升，进而将城市河道治理的效果有效发挥出来。

一、生态砖的基本概念

生态砖可以分为护坡砖、磨石砖、植物砖分、透水砖等。其中生态水磨石砖是最新研究出的一款绿色环保的建材产品，其花色纹理和天然石材比起来毫无逊色，并且还改进了天然石材在色差、放射性、纹理等方面的缺点，为建筑装修行业打造出了一种理想的材料，生态砖的推广使用会使其逐渐取代天然石材，减轻了对于天然石材的过度开发，起到了保护环境的积极作用。而对于城市河道治理工程中通常用的是生态护坡砖，总的来说其是绿化混凝土小型防护构件，或指使用建筑过程中回收的材料所制造而成的可以继续在建筑中使用的材料。最早是由巴西在20世纪末研究出来，并运用到河道的治理中，并且取得了不错的效果，以往在进行河道的治理时，只是关心工程的实际效果，如抗洪、行洪、泄洪等功能的标准要求，对于生态环境和工程间的关联毫不关心，对于河流的水质情况和环境问题没有引起足够的重视。但伴随着社会的不断进步和发展，人们的物质需求得到了充分满足，从而也开始加强了对于河道治理过程中环境保护的重视，本着“以人为本”的思想，关于河道治理方面的理念纷纷涌现，着重人和环境的和谐发展。生态砖技术就是在这一背景下引入的，并且由于其优质的物理特性，使其在治理河道的同时，对于水质养护、环境净化、保护生态等方面同样表现突出。

因生态砖结构的特殊性，可以为植物种子的成长提供基础条件，当被用于建筑物的外墙表面时，可以把建筑物变成一道养眼的绿色自然景观，还能进行地表湿度和温度的调节，保持空气的清新，并且对于热岛效应也有很好的降低效果。同时，因生态砖的透气性比较好，在噪音的吸收方面也有着一定的作用。还能减少空气中的污染，其表面的抗压强度也足够大，造型多变，使得其在保护环境方面的作用越来越明显。生态砖是通过建筑材料的回收再制造而形成的，此种生态砖在循环产业链中占据着非常重要的作用，主要使用固体水泥、泥土、有机肥料、粉煤灰等废料，通过高温处理使其变得无毒害后就可以进行循环再利用，有效地降低了原材料的成本，有着广阔的发展前景[1]。

二、现今城市河道治理中生态砖的运用研究

就目前而言，生态砖从生产技术上主要分为吉林技术与韩国技术，简称为吉林生态砖与韩国生态砖。其中韩国生态砖又分为植物生长砖和鱼巢砖，下面分别对吉林生态砖与韩国生态砖做如下分析。

（一）吉林生态砖的概念及运用

吉林生态砖是一种形状为正六边形，边长大约为30cm 左右，外沿厚度平均在10cm 左右，单块砖的重量通常约在40kg。有效孔径通常都在2cm以上，孔隙率通常是不小于30%，其中不包括混凝土结构孔。可绿化的面积通常也是大于整块砖面积的80%以上。吉林生态砖的外框强度在C20 到C35 之间，冻融循环（4h）在F150 到F200 之间，生长基强度在C5 到C8 之间，冻融循环（4h）则为F50。对于吉林生态砖的规格如图一所示。总的来说，吉林生态砖防护可靠性高、破损少、脱落快，能够具备让植被快速适应等特点，下面对其特点进行详细分析。

首先，其具备良好的抗冲击性能，砖块在使用过程中非常稳固。在生产吉林生态砖的过程中，其严格按照《堤防工程设计规范》的标准规范进行生产的，并且根据提防工程设计规范进行计算可知，其十公分的厚度的砖体抗冲流速不小于3m/s。将吉林生态砖应用于城市河道治理中，可以很好地确保河堤的紧实度，当面临排洪、泄洪的情况下，可以达到很好的预防洪涝的侵袭作用，换句话说，吉林生态砖具备天然石材所具备的所有性能优势[2]。

其次，植被适应性更迅速。在城市河道治理过程中，不但要求其具备传统意义上防护河堤的作用，而且还需要满足生态环境保护的需求，尤其是对于植被的保护，应尽可能的实现植被的覆盖率，进而满足保持水土、涵养水源等生态效益的目的。由于吉林生态砖的空隙内充灌着大量富含羧酸基的角蛋白类物质等植物生长所需的原料，能够把混凝土的高盐碱性水析出物转化成植物生长所需的生长肥料，能够降低析出物对植物细胞形成的渗透性危害。与此同时，有效孔径还可以当做权衡植物可否正常生长的参考依据，可以达到合理调节水泥与集料粒径的用量等，基本上吉林生态砖可以满足各种植物的正常生长需求。

另外，吉林生态砖还能够达到生态修复的良好作用。吉林生态砖技术吸取的是吉林省生态修复专家提倡的模拟自然的生态修复理论，在城市河道治理工程的实际施工过程中，其结合了人们的基本需求。在充分了解了自然生态系统存在的客观规律的前提下，将自然界里的有利效果和有利功能有效模拟出来。在实际构造与铺设生态砖的过程中，能够很明显地看出，其是模拟构建了植物层、基质层、母质层这一科学合理的自然生态系统。从而使得被治理后的城市河道不但安全可靠，而且还能展现出和谐、自然的生态美景。

最后，具备较强的渗透性。吉林生态砖具备较强的渗水和涵水功能，通过日常实验可知，将水倒入砖头上，很快砖上的水就被吸附渗透过去，在生态砖上没有任何积水，这是由于生态砖具备很好的渗透性，水可以迅速从生态砖中的气孔渗落而出。但是普通的砖头就不具备这样的功能，其渗透性相对较差。所以，在对城市河道治理过程中，采用生态砖可以很好地达到抵抗城市暴雨冲击的作用，而且还可以在天气炎热的夏天达到降低地表温度的目的，有效达到了缓解城区热岛效应的现象[3]。

（二）韩国生态砖的概念与应用

韩国生态砖主要分为植物生长砖与绿色生态墙壁砖又叫鱼巢砖两种。其中鱼巢砖的规格为50cm×50cm×20cm。单块砖的总重量约为54.8kg，其强度为C15，孔隙率通常不小于12%，冻融循环（24h）为F300。此鱼巢砖现今主要应用于河道岸坡中相对较陡的河道水位变动区内，使用效果暂时比较良好。但因为鱼巢砖抗冻融循环能力相对而言偏低，因此其在水位变动区的饱和冻融循环条件下的耐久性还需有待考察。

植物生长砖系属于无砂混凝土材质的平面工字形构件，比较适合在河道护坡区域使用，其规格约为50cm×50cm×10cm，总重量约为36kg 左右，其强度在C8，孔隙率通常不小于20%，冻融循环同鱼巢砖的冻融循环相同。有相关研究表明，韩国生态砖中的植物生长砖由于其混凝土的孔隙率相对较小，并不能满足植物根系的实际生长需求，通常情况下，其表面铺设土壤厚度达到10cm 以上才可以正常生长，植物适应性也远不如吉林生态砖的性能[4]。

（三）生态砖在治理河道中的应用

生态砖在河道治理时，因其结构特点，有着独特的优势，主要应用在护坡、抗洪、保持植被等方面，生态砖的空隙利于植物的生存，对于水土保持方面有着更大的优势，但是在实际的使用过程中还是要从实际的环境情况进行综合的考虑，然后合理的选择。

在城市河道治理过程中对于生态砖的选择时，有几个方面需要注意。首先，生态砖的耐久性不是固定不变的，其受当地的气候等条件的影响很大，需要根据当地的具体情况具体分析；其次，护坡所使用的材料其本身的强度相对来说比较低，所以要加强对其的保护；另外，在确定使用何种生态砖之前，还要考虑水源能否满足绿化的需求，以防出现草坡退化等问题。对于其他一些额外因素，也需要进行进一步的研究讨论。

在河道的治理工程结束后，可以使用补水的方法补充河道的流量，同时对于河道两边的护坡、护岸、堤防都需要进行设计，使其建设成为生态走廊，充分开发利用其旅游资源。此外，针对四季变化，可以选择合适的植被，做到植物与河流的和谐统一[5]。