生态河堤在河道治理工程中的应用

2022-07-07陈长生

大科技 2022年27期

陈长生

（四川中鑫建业建设工程有限公司，四川成都 610000）

0 引言

随着人们维护生态环境的理念逐步增强，对河道的要求已不仅是具有泄洪、排涝、蓄水等基本功能，也需要满足景观、旅游等生态功能。河道治理工程不但会影响人们的生活，还会影响该地区的经济发展。加强河道治理的管理工作能够有效控制成本，让工程质量和使用安全都得到保障，充分发挥河道的作用。为了适应新形势下人民群众对生态环境的需要，生态河堤应运而生。其可以通过运用绿色生物与土木工程，对河道坡面予以有效防护处理等方式，优化当地河道的水资源质量。生态河堤的规划应用是如今河道整治工作的大势所趋，积极构建良好的生态河堤工程对于清水绿岸的河道生态环境具有极高的现实价值。

1 水利工程河道生态河堤简述

随着我国可持续发展战略的出台，越来越多的行业在发展自身产业的同时，会注重应用相关先进科学技术，加强对自然生态环境的保护。通过对行业生产流程的优化升级，促进提高行业整体生产流程的环保程度，促进行业的可持续发展。水利工程项目是一个城市的民生建设，要对其进行科学合理的计划，实现其应有的功能，为人们提供更优质的生活环境[1]。

河道生态河堤是指以满足护坡功能为前提条件，最大限度应用自然护坡的方式。生态河堤使河道护坡与自然环境融为一体，极大地提升了河道护坡的观赏性。河道生态河堤技术在我国水利工程施工中应用广泛，比较常见的类型有铺设植被、植物固土、土工材料、网格、土工材料与草皮结合5 种生态河堤类型，要想科学合理地应用护坡技术，发挥其最大的生态价值，就需要相关设计人员和技术人员对河道周围环境进行深入的勘察。目前，我国河道护坡设计理论和施工技术还有进步的空间，在实际工作当中，要充分考虑到河道护坡的特点并对其进行优化升级，以确保施工的质量，从而进一步推动我国水利建设工程发展。

2 河道治理中生态河堤工程作用

2.1 防洪抗旱

在保证下游农田灌溉的基础上，防洪抗旱是水利工程的首要职责。通过生态河堤工程，可以大大提高水利工程的防洪能力。在具体的施工环节中，要紧密结合当地水文条件、降雨等实际情况，选择合适的植被和护坡施工技术。借助护坡植被最大限度蓄洪，减少汛期洪峰水量，延缓下游洪水效应，以便于起到良好的防洪和固坡作用；此外，在干旱年份，通过将生态河堤植被预先储存的大量水资源排放入河流中，可以很好地补充河水。如此来看，生态河堤工程一方面可以延缓干旱年份河流陷入干涸的情况，另一方面，也可以为下游农田灌溉提供必要的水资源。

2.2 减少环境污染

在过去的发展阶段，一些地区的经济发展工作没有考虑到环境保护问题，导致地区受到了不同程度的污染。幸运的是，大部分污染并不严重。近年来随着一些相关治理项目的实施，许多环境污染得到了有效的抑制和缓解。为了减少生产活动造成的污染，许多项目都采用了生态环保技术。水利工程中的河流生态河堤技术是一项见效快、可持续性强、具有极佳的生态环保功能的技术。

2.3 改善周边自然环境

水利工程不仅能防洪减灾，还能维持周围的生态平衡。因此，无论是施工工艺的选择还是具体的施工过程，生态河堤工程都应注重通过边坡防护工程恢复和改善周边生态环境。在施工过程中，选择适合当地生长的植被，可以更好地连接河流系统和周边生态系统，改善自然生态环境[2]。

3 河道治理中生态河堤应用原则

在生态河堤的建设和使用中，要坚持因地制宜的原则，利用生态河堤确保河流、水体周围动植物具有正常的栖息环境。应高效设计并应用河流生态河堤，建设水利工程自然生态，最大限度发挥其防洪排洪功能用。目前，我国地理条件复杂，水利工程建设受到外部因素的影响，生态河堤施工技术还处于发展的初级阶段。根据工程实践，结合环境条件和施工要求，河流生态河堤的设计和施工应遵循以下5 项原则。

（1）在河流生态河堤的设计过程中，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，考虑植被的设计、种植的实际可行性和施工便捷性。

（2）通过植被种植和养护，增加护坡的观赏性，减少水土流失。河流生态河堤的施工主要使用天然材料，需要考虑到工程施工材料在自然条件下受到的长期影响，通过生态与工程建设相结合，实现护坡维护，降低施工成本。

（3）充分掌握了解河流水文条件和历史水位信息，结合植被特点，优化最佳植物种类，确保后期生存[3]。

（4）河流护坡的主要功能是引导河流，抵御河流的影响，这也是河流具有防洪功能的原因。河流生态河堤植物还需要承担平衡地表水与地下水的重任。

（5）在兼顾生态效应和景观效应的前提下，选择不同的河流生态河堤技术进行一体化施工，如刚性结构与柔性材料相结合等。

4 生态河堤技术实施措施

河流护坡生态工程是一项环境生态建设工程。在意识到生态环境的重要性的今天，河流边坡防护的质量越来越受到人们的关注。在生态建设过程中，需要采用相应的方式来提高效率。在技术选型的过程中，选择与河流生态护坡相适应的施工技术，可以减少河流施工及后续使用过程中对环境造成的破坏和污染。

河道生态护坡工程作为水利工程的重要组成部分，对改善区域生态环境、改善水土流失现状、维持植被景观等方面起到了重要的作用，特别是在构建生态文明城市的背景下，生态护坡工程显得尤为重要。在对水利工程河道进行生态护坡工程改造的过程中，不论是护坡施工技术的选择，还是植被的种植，都要综合考量施工现场的水文、地质、土壤等要素，在此基础上选择合适的生态护坡技术和植被，只有这样才能够达到改善生态环境的作用[4]。

4.1 生态混凝土护坡

生态混凝土护坡是指将混凝土框架预设于河道两侧，再将无砂混凝土添加至框架当中，以此达到护坡的效果。相比于传统护坡所采用的混凝土，生态混凝土护坡中的无砂混凝土最为突出的优势就是内部空隙较大，这些空隙为植被的生长提供了空间，使得整体固土效果得以保证的同时，植被与混凝土可以共同构建一个完整的生态系统，如图1 所示。

图1 生态混凝土护坡

生态混凝土根据其结构特点可以分为：土木格室层和有机客土层。前者所采用的是细骨料混凝土，通过喷播植草技术可以为植被的生长提供充足的空间。后者的主要组成部分是活性添加剂、草炭、保水剂和石料，能够直接接触到原有土层。当植物被植入生态混凝土后，植物的根系会不断向下延伸，直至接触到原有土壤再继续生长，从而形成一个完整的网状结构，以保护整个河道的坡面。并且，整个网状的结构还会随着植被根系不断得到完善，最终形成具备极强稳定性的三维立体网状结构。

其中，活性添加剂的作用是进一步提升植被的生物活性，微生物是活性添加剂的主要组成，它不仅可以促进植被的繁殖生长，还可以控制河道水中的盐碱性，从而保证生态混凝土结构具备较强的活性，为植被生长提供充分的生存条件和环境[5]。

除此之外，部分微生物还可以促进落叶树树枝等分解速度进一步加快，加快存在于水土中的污染物的分解，净化了水体和水质。适用性较强是生态混凝土护坡最为突出的优势，因此其可以应用于不同环境、不同气候、不同地质情况下的不同河道，但需要注意的是，此技术要求坡体角度理论上不能大于75°。

4.2 自然原型河道生态河堤

基于自然原型河道生态进行护坡施工，对河道生态环境的平衡可以起到促进作用，同时还能够促进人与自然和谐发展。在实际施工过程中要注意以下两点：①要以河道护坡施工技术的要求作为指导，充分利用能够适应河道环境生长的水生植物，进一步优化和完善施工设计。由于原有的水生植物可以净化河道内的水质，提高河道内水域的质量，因此，植被适应性和净化功能性也是选择植被时的重要依据。优先选用可以生存于河道环境且净化能力较强的植物，不仅可以美化河道，提高其观赏性，还可以维持原有河道自然生态环境的平衡。②以自然原型河道为基础的生态河堤施工技术能够提升堤岸的稳固性。施工人员在选用具体的植物的过程当中，要尽可能地对乔木灌木进行混搭，注意科学合理的布局和配置不同类型的植物，将其独特的优势充分发挥出来，以提升堤岸的稳固性。与此同时，要充分考虑植物根系生长的情况，选择根系较为庞大的植物可以减少水土流失[6]。

4.3 植物固土型生态河堤

植物固土型生态河堤的主要技术原理是以植物庞大的根系来降低水土流失的程度，提高土质的稳固性。河道治理工程生态河堤施工过程中，为避免河道自然生态环境遭受破坏，相关工作人员必须要将植物固土型生态河堤施工的重要作用充分发挥出来，对河道周围的土壤状态进行改善，从而达到保护环境的目标。植物的选择也是植物固土型生态河堤施工中至关重要的环节。

（1）要对施工当地具体的气候、水文、地质、土壤等因素进行全面综合的考虑，基于此选择根系比较庞大的原生植物。

（2）对于不同种类的植物在当地的适应情况要进行详尽地分析，以此判断技术方案的可行性。另外，还要考虑到植物的种植、生长、维护和保养的成本，分析河道周围自然生态环境的搭配度和整体的景观美化。

（3）将生态箱或者生态带放置于河道边坡上再种植相关的植物，以进一步提升河道边坡的稳固性[7]。

4.4 生态格网

生态格网是由多根钢丝编织而成的网格状结构，将此结构组成笼箱，再把碎石等材料填充其中。生态网格以结构特点的角度来看，最为突出的优势就是具备抗腐蚀性，而且其使用年限比较长，对结构的稳定和安全影响比较小。生态格网在实际的施工过程当中，通常会将树脂膜敷于钢丝表面，以进一步强化其抗腐蚀性，同时使其具有钢丝的阻锈、防静电、耐老化及耐高压等多种优点。这也使得生态格网具有比较强的适应能力，甚至在海洋和高污染环境当中也能充分发挥其自身的作用。

此外，生态格网一般会直接放置于需要治理的位置，并将石料等材料填充其中，形成一套完整的兼具透水性和整体性的网状防护结构。生态格网在生态功能的角度来看，可以为水生动植物和微生物提供充足且舒适的生存空间，相比于其他类型的河道生态河堤结构，不仅可以维持河道水环境的生态平衡，还进一步加强了水域的自我净化能力，在最大程度上地实现了水利建设行业的可持续发展生态目标。而且，生态格网中填充的石料等材料基本上都是散体，具有非常多的空隙，可以达到河道与河岸水分交换及调节河流的目的，因此，生态格网兼具调节水分、稳固堤岸、恢复植被等功能。此外，生态格网施工简单便捷，可以通过就地取材完成施工，这是其他河道生态河堤结构无法实现的[8]。