河道治理工程中生态护坡的设计与应用探究

李文渊

古浪县古浪河系水利管理处 甘肃 武威 733100

生态护坡作为河道治理工程中重要的设计与应用手段之一，以其有效保护河岸、改善水质、增加生态功能等优势而受到广泛关注。生态护坡将传统的护坡手段与生态修复原理相结合，通过合理选择植被、优化坡面结构和开展植被管理，以实现河道生态系统的恢复和稳定。

1 河道治理工程概述

河道治理工程是指通过人工干预和管理手段，对河道进行改造、修复和保护，以达到改善水文环境、防洪减灾、维护生态平衡等目的的工程项目。在进行河道治理工程之前，需要对目标河道进行全面的问题识别与调研，包括水文水资源调查、地质地貌状况评估、生态环境评估等。这有助于了解河道的存在问题、主要障碍以及治理的可行性和方向。制定河道治理的整体规划和设计方案，考虑到河流水力学特征、水位变化、洪水灾害风险、生态系统保护等诸多因素。根据研究结果，制定出合理的改造方案和工程设计，包括水利设施、堤坝、护岸、植被恢复等措施。按照规划和设计方案，对河道进行工程实施。这可能涉及到不同的工程任务，如清淤、河道疏浚、堤坝加固、护岸建设等。工程施工阶段需要注重环境保护，确保施工过程不对河道周边环境造成进一步破坏。河道治理工程完成后，需要进行设施的定期检查和维护，保证河道系统的持续运行和效益。这包括河道清理、泥沙管理、水位调控等工作，以保持河道的流通能力和水系的水文生态平衡。对治理工程效果进行监测与评估，包括水文水质监测、生态监测等。通过对河道改造后的水文、水质、生物多样性等指标进行长期的监测，评估河道治理工程的效果，发现问题并及时进行调整和改进。

2 河道治理工程中生态护坡设计的重要性

2.1 增加坡面的稳定性

生态护坡设计在河道治理工程中可以增加坡面的稳定性。生态护坡设计通过选择合适的植被和根系结构，能够有效地锚定土壤，防止其被水流冲刷和侵蚀。植被通过根系在土壤中形成复杂的根网，能够增加土壤的抗冲击能力和抗滑动能力，从而提高坡面的稳定性。生态护坡设计中的植被覆盖能够减缓水流的速度。当水流经过护坡时，植被能够起到阻滞和消散水流动能的作用，使水流流速减缓，减少对坡面的冲击力，从而降低了坡面的侵蚀和松动的风险。植被的根系结构有较强的吸水保持能力，能够促进土壤水分的渗透和储存。这样一来，植被的根系能够为坡面提供稳定的水源，减少土壤的干燥和膨胀，提高土壤的密实度和坚固性，从而增加坡面的稳定性。在某些区域，强风可能会引起河道周边坡面的风蚀和风化。生态护坡设计中采用适宜的植被能够降低风力的直接作用，形成屏障保护坡面不受风蚀和风化的侵害，进一步增强坡面的稳定性[1-2]。

2.2 有助于水土保持目标的实现

在河道治理工程中，生态护坡设计对于实现水土保持目标具有重要性。生态护坡设计通过植被的选择和根系结构的配置，可以有效地保持土壤的稳定性。植被的根系能够锚定土壤颗粒，减少土壤的侵蚀和冲刷。同时，植被还能够阻挡雨水的直接冲击，减少水流对土壤的冲刷和剥蚀，从而保持土壤的完整性和稳定性。生态护坡设计中的植被覆盖能够减少水土流失的风险。植被的根系和茂密的叶面结构有利于增加土壤的渗透性和保水性，从而减缓水流下渗和径流的速度，防止水土流失。通过减少水土流失，可以保护土壤肥力，减少土壤侵蚀和沉积物对河道的污染，实现水土保持的目标。生态护坡设计中植被的选择和布局有助于形成生物阻隔，有效阻止土壤的流失和侵蚀。植被的根系和茂密的枝叶可以阻挡水流的冲刷和侵蚀，保护土壤不被冲刷走，并减少外界因素对土壤的侵蚀作用。生态护坡设计通过保持土壤的稳定性和减少水土流失，有助于提升水质的保护。减少土壤侵蚀和沉积物的输入可以减少水体中的泥沙含量，降低水体浑浊度，改善水质。良好的水土保持措施有助于减少养分和污染物的流失，减轻水体富营养化和污染的风险。

2.3 有助于恢复和维护生态系统的功能

在河道治理工程中，生态护坡设计对于恢复和维护生态系统的功能具有重要性。生态护坡设计通过选择合适的植被种类和配置，可以为各类野生动植物提供适宜的栖息环境。植被的多样性和栖息地的建设有助于提供食物、庇护所和繁殖地，促进生物多样性的恢复和维护。生态护坡设计能够为动植物提供重要的生态通道和廊道，促进物种的迁移和交流。生态护坡能够连接不同生境之间，提供通行的通道，帮助物种适应环境的变化和寻找新的栖息地。生态护坡设计通过植被的绿化和景观塑造，可以提升河道周边环境的美观性。丰富的植被和多样的景观元素可以创造宜人的生态环境，提高人们对河道的景观价值和保护意识。通过恢复和维护生态系统的功能，生态护坡设计有助于提升河道周边生态环境的质量、促进生物多样性的保护、改善水质、促进生态过程的恢复和增强景观美感。因此，生态护坡设计在河道治理工程中的重要性不仅仅体现在技术层面上，更是为了实现生态系统的可持续发展和人与自然的和谐共存[3-4]。

3 河道治理工程中生态护坡设计要点

3.1 调研和评估

在河道治理工程中，调研和评估是生态护坡设计的重要环节。通过调研和评估，可以了解河道周边的自然环境、生态系统状况和植被恢复的需求，为后续的设计和实施提供科学依据。对目标河道进行全面了解，包括河道长度、宽度、坡度、流量等基本特征，以及河岸土壤类型、河床情况等。还要考虑河道的水文过程、水位变化、洪水频率等因素，这些信息将影响到生态护坡的设计策略。调查河道周边的生态环境状况，包括植被类型、植被覆盖度、动植物物种组成、生物多样性等。评估生态系统的健康状况和恢复需求，了解植被恢复的限制和挑战。对河道周边土壤进行野外调查和实验室分析，了解土壤的物理性质、化学性质和水文特性。关注土壤的质地、排水情况和养分状况，为植被选择和根系设计提供依据。通过水文和水动力学模型，分析河道的水流速度、水位变化和波动等水文特征。该分析将有助于确定植被选择和植被配置的措施，以满足不同水流条件下的生态护坡需求。对河道周边的生境进行详细调查，包括湿地、草地和林地等。同时，进行河道周边动植物物种组成和分布的调查，了解目标区域中的重要保护物种和生态需求。考虑河道治理工程对当地社会经济的影响，了解相关利益相关方和社区居民的需求和意见。这将有助于在生态护坡设计中平衡生态保护和社区发展的利益，并促进项目的可持续性。通过充分的调研和评估工作，可以为生态护坡设计提供准确的信息和科学的分析，确保设计符合当地环境特征和生态需求，提高生态护坡的效果和可持续性。

3.2 选择适宜的植物种类

在河道治理工程中，选择适宜的植物种类是生态护坡设计的关键步骤。合适的植物选择可以提高护坡的稳定性，促进生态修复，增加生态功能。选择能够适应当地气候、土壤和水资源条件的本地植物。这些植物经过长期的适应和演化，能够更好地抵抗当地的气候变化、洪水和植物病虫害等。选择具有较强根系结构和侵蚀抵抗能力的植物。这些植物的根系可以有效锚定土壤，减少水土流失和坡面侵蚀。同时，植物的根系能够增加土壤的持水性和排水性能。选择能够抵御流速较大的水流冲击的植物。这些植物应具备较强的水力抗压能力，能够在洪水冲击下保持良好的生长状态，减少植被的破坏和冲刷风险。考虑选择具有保护和提升当地生物多样性的植物。这些植物可以为当地野生动植物提供丰富的食物资源和栖息条件，帮助恢复和维护生态系统的功能。选择具有较快生长速度的植物，能够更快地形成稳定的根系网络和茂密的枝叶。这有助于护坡植被的早期建立和根系的形成，提高护坡的稳定性和生态功能的实现。考虑不同植物种类之间的相互作用和生态位分布，进行合理组合和配置。通过植物的多样性和群落的结构丰富性，促进生态系统的稳定性和功能的提升。在具体选择植物种类时，需要综合考虑上述因素，结合实际情况进行权衡和决策。此外，还可以借鉴当地的科研成果和案例经验，咨询相关专家和学者的建议，以确保选择适宜的植物种类，提高生态护坡设计的效果和可持续性。

3.3 选择符合工程需求的护坡结构

在河道治理工程中，选择符合工程需求的护坡结构是生态护坡设计的重要考虑因素。合适的护坡结构可以保护植被，增强坡面稳定性，提高护坡工程的可持续性。在选择护坡结构时要秉持以下原则。结构稳定性原则。选择具有足够强度和稳定性的护坡结构，能够抵抗土壤侵蚀、坡面滑坡和水流冲刷等作用。考虑地质条件、坡度和土壤类型等因素，根据工程要求设计符合荷载和抗冲刷能力的护坡结构。适应性和可修复性原则。选择具有一定适应性和可修复性的护坡结构。考虑到河道周边环境的变化，选择能够灵活调整和修复的护坡结构，以便在需要时进行维护和改进。生态友好型原则。选择对环境影响较小且与植被生态系统相协调的护坡结构。避免使用对环境产生负面影响的材料和工艺，选择与植被生长和根系发展相适应的护坡结构。常见的护坡结构包括加固网、生物袋、生物护坡等，它们能够在植被生长初期提供临时支撑和保护，防止植被被冲刷，提供额外的稳定性。根据具体工程要求，需仔细评估各种护坡结构的适应性和性能，选择最符合工程需求的护坡结构。在选择护坡结构时，需要与设计师、工程师和专业人员进行合作，共同考虑工程要求和生态保护的需求，确保选择与河道治理工程相适应的护坡结构，实现生态护坡设计的目标。

3.4 加强植被管理

在河道治理工程中，加强植被管理是生态护坡设计的重要环节。有效的植被管理可以提高植被的生长质量和护坡效果，保持护坡结构的稳定性和生态功能的实现。定期对护坡植被进行修剪和整理，控制植被的高度和茂密度，保持坡面的整洁和美观性。修剪可以促进植被的分枝和生长，增加根系的密度和稳定性。定期清除护坡植被周围的杂草和不良植物，减少竞争，为良好的植被生长提供充足的空间、养分和水分。定期进行病虫害监测和防治，及时发现并采取措施控制可能对植被造成的疾病和害虫。可以使用有机、生物安全的方法进行病虫害防治，减少对环境的污染和植被的伤害。根据植被的养分需求和土壤分析结果，适时施肥和养护植被。合理的施肥可以提供植物所需的营养物质，促进植被的健康生长和根系发展。在需要时进行补植和植被更新，确保护坡植被的稳定性和生态功能的持续发挥。补植可以弥补植物死亡或凋亡造成的空缺，增加植被的密度和连续性。建立植被管理的监测机制，定期对护坡植被进行检查和监测。注意观察植被的生长状态、健康状况和根系发展情况，及时调整管理措施，提高植被的管理效果和护坡的稳定性[5]。

4 河道治理工程中生态护坡的具体应用及成效分析

某河道治理工程位于一片山区，由于长期的水流冲刷和土壤侵蚀，河岸陡峭且容易发生坡面滑坡。为了增强河岸的稳定性和改善生态环境，生态护坡被应用于该工程中。首先，在植物选择上，结合当地气候、土壤和水资源条件，选择了一些本地适应性强、根系发达、对水流冲刷有较好抵抗力的植物，如欧石楠、巴西秋茄和阿尔泰云杉等。其次，在设计上，根据河道特性和工程要求，采用了多层次的植被配置。在河岸较陡峭的区域设置了加固网和生物袋结构，以提供初期的支撑和防护。然后，在加固网和生物袋上种植了抗冲蚀能力强、根系发达的植物，以增加根系的稳定性和土壤的抗冲刷能力。最后，在河岸平缓的区域设置了较稠密的植被，以增加根系的密度和土壤的保持性能。在工程实施后，通过定期的监测和评估，取得了以下成效。护坡稳定性提高。观测结果显示，生态护坡的结构稳定性较好，能有效抵抗水流冲刷和土壤侵蚀的作用，减少了坡面滑坡和坍塌的风险。植被覆盖率增加。经过一段时间的生长和发展，植被逐渐覆盖了整个护坡区域，植被覆盖率明显提高。这不仅美化了河道环境，还有效减少了水土流失和泥沙输入，改善了河道水质。物种多样性增加。生态护坡的设计使得河岸带的生态环境得到恢复和改善，吸引了更多的动植物栖息和繁衍。调查显示，河道周边的物种多样性明显增加，成为当地生态系统的重要组成部分。社区满意度提升。通过与当地社区居民的合作和参与，他们对生态护坡的效果表示满意，并将其视为一项可持续发展的治理措施。居民们认可生态护坡的环境效益和社会效益，对整个河道治理工程给予了积极的评价。通过以上案例分析可见，生态护坡在河道治理工程中的应用能够提高护坡的稳定性和生态效益，改善河道环境，增强社区的参与度和满意度。

5 结语

综上所述，生态护坡的设计与应用在河道治理工程中具有重要意义，对提升河道稳定性、改善生态环境和提高社区参与度具有积极影响。通过选择适合的植物、合理的结构设计和科学的管理措施，生态护坡能够实现河道生态系统的恢复和改善，提高植被覆盖率、物种多样性和水质。同时，注重社区的参与和满意度，能够促进项目的可持续性和社会影响。然而，实际操作中仍需根据具体情况进行综合考虑和优化，同时加强监测和评估，以不断改进设计和应用方案，实现河道治理工程的长久效益和可持续发展。