渠道生态护岸结构形式研究与评价

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水生态文明是生态文明的重要组成和基础保障,是建设美丽中国的重要支撑。生态渠道工程是建设节水型生态灌区的主要内容,也是推进水生态文明建设的重要组成部分。护岸作为渠道的关键构成部分,是建设生态渠道的必然要求。传统的护岸结构形式往往只考虑满足渠道的输配水能力或安全性,却忽视了生态功能,因此越来越多的生态护岸结构形式在生态渠道工程建设中得到了广泛应用,随之而来遇到的问题也更加复杂多变,仅仅依据以往工程经验,存在不能因地制宜选材的问题,会导致所建设的生态护岸工程往往无法同时兼顾渠道的安全性、功能性、生态景观和社会经济效益,甚至出现严重的失衡现象,制约了生态渠道的建设发展。因此对渠道生态护岸结构形式进行研究与评价,对于恢复与提高渠道生态功能,建设节水型生态灌区,推动水生态文明建设具有重要意义。本文基于前人对于生态护岸结构形式研究的基础,对现有生态护岸结构形式进行了多方面的研究,建立了基于AHP-FCE的渠道生态护岸综合评价体系,并以渠道护岸实际工程为例,对四种渠道生态护岸方案进行综合评价。具体工作如下:(1)生态护岸结构形式研究。以国内外学者对生态护岸结构形式的研究为理论基础,通过归纳总结,得到较为全面且具有代表性的生态护岸的概念、内涵、设计原则以及作用机理,并将目前已有生态护岸结构形式分为植被护岸和植物工程复合护岸两大类,选取雷诺护垫、生态袋、空心六角块、铰接式砌块这四种植物工程复合生态护岸结构形式,围绕参数设计、施工工艺、护岸机理、失效形式以及适用范围几个方面对其进行了研究分析。(2)渠道生态护岸综合评价体系构建。对渠道生态护岸评价的基本理论和评价指标体系构建的基本原则进行总结,以此为基础,构建了以功能性、安全性、生态景观效益、社会经济效益作为准则,以渠道渗漏损失率、渠道实际过流能力、岸坡稳定性、生物多样性、水质、经济成本和可持续性等作为评价指标的渠道生态护岸评价指标体系,并通过分析常用综合评价方法的优缺点,选择AHP-FCE作为渠道生态护岸的综合评价方法,构建了渠道生态护岸综合评价体系。(3)渠道生态护岸实例评价与分析。基于袁惠渠灌区渠道生态护岸工程实例,通过实地监测、理论分析、数值模拟等方法测算评价指标数值。其中,渠道岸坡稳定性指标利用限元软件ABAQUS通过强度折减法进行渗流模拟获取。获得各指标数据后,通过(AHP)层次分析法对安全性、功能性、生态景观效益、社会经济效益四个准则和对应目标层的各个指标的权重进行计算,最后基于模糊综合评价法(FCE)构造评价指标隶属度矩阵,确定不同生态护岸方案的综合评分情况,比选发现铰接式砌块护岸结构形式是最适合该渠道工程的生态护岸方案。
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