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【摘 要】随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快,灌区河道不仅要有“防洪、排涝”的一般功效,而且要日益融入园林景观、生态环保、建筑艺术等多种内容。因而生态护坡技术得到人们的广泛关注,随之进行了一系列的研究与探索。本文在简单叙述几种生态护坡技术的基础上,通过沭新渠灌区改造项目的具体实施,总结出相对较为成熟的绿化砼植被护坡的经验和成果。
【关键词】生态护坡;灌区改造;技术应用
1灌区概况
沭新渠灌区为水利电力部农田水利司1983年编写的《全国大型灌区》一书中收编了东海县境内的两大灌区之一,该灌区位于东海县东南部,地面高程在2.5~5.0m之间,包括沭新渠以东、蔷薇河以西、前蔷薇河以北、乌龙河以南等七个乡镇场。灌区总土地面积70.7万亩,总耕地面积47.8万亩,实际灌溉面积46.35万亩。灌区总人口22.56万人,其中农业人口21.42万人。沭新渠自蔷北地涵起至浦南郎墩止,全长50km,设计流量65m3/s,干渠33条,总长140km;支渠124条,总长290km。排水大沟33条,长88.5km;中沟124条,长290km;共建灌排站124座522台套,总装机20025kW,设计提水流量284m3/s。
2灌区水环境成因破坏分析
2.1灌区配套工程力度加大,水环境生态保护不足
灌区自建成运行以来,陆续兴建配套工程,但由于经费少、规模小,现配套率较低,输水过程中跑、冒、漏现象突出,引水损失大,直接影响或降低了灌溉效益。近年来,随着灌区改造的加大,改建了大多数的土渠为砼防渗渠,虽然减少了水土流失,控制了河道淤积,但忽视了周边环境的保护。由于采用防渗措施对河道进行护砌,河道的生态系统受到不同程度的破坏,河道内的动、植物数量明显减少,动、植物的生存环境改变,使部分动、植物的食物链终结。如:水生植物数量急剧减少,经常可以看到蛇、青蛙等一些动物困死在砼防渗渠内,直接影响整个灌区的生态平衡。同时,随着河道护砌的增加,建筑垃圾和工程维修的存在,又形成了二次污染。因而,在灌区节水改造同时亟待考虑到水环境的生态保护。
2.2灌区工业废水和生活污水有待控制
“六、七十年代,淘米洗菜;八、九十年代,洗衣灌溉;新世纪开来,鱼虾绝代”。是对我县部分河道生态演变过程的生动描述。大量的工业、农业废水和城镇生活污水排入河中,水质越来越差,已经影响到生活环境,食品安全,威胁到群众的身体健康。更何况连云港市主要的居民生活饮用水水源---蔷薇河横穿灌区东西全长50.7km,存在大量的污染源。因而,在灌区改造的同时要充分考虑水环境质量,保证河道的生态平衡。
3简述河道生态护坡技术
3.1河道生态护坡的要求
生态护坡必须遵循“安全、经济、简便、可行、生态、结构稳定性和景观协调性”等原则。
3.1.1设计对生态护坡的要求
为了解决因冲刷、表层土、深层土滑动引起的坡面的不稳定和动、植物种群数量保持等因素困难,生态护坡设计既要分析研究影响岸坡稳定的水力参数和土工技术参数,还要考虑动植物生长的生存环境。
3.1.2自然资源节约与保护对生态护坡的要求
由于生态护坡强调保护不可再生资源,所以生态护坡尽可能利用原有材料,减少能源、土地、水以及生物资源的使用,尽量让护坡处于良性循环中,从而使资源可以再生。
3.1.3植物的选择对生态护坡的要求
生态护坡工程中,需对水文进行分析,确定水位变幅范围,选择水位变动不同区域的植物物种。选用土质要求不高,耐干旱、根系发达、茎干低矮、绿期长、成活率高、价格低廉、管理粗放、无病虫害与杂草竞争性强的植物。
3.2简述几种河道生态护坡
3.2.1松木桩+块石石笼围护技术
适用于一般的河道地质条件,对于淤泥质土,基础经处理承载力一般需达到120kpa以上。松木桩梢径0.15m,桩长3m左右,密排布置,块石石笼尺寸为长×宽×高=1.5m×0.6m×0.6m,网孔为0.15m,块石尺寸0.3m左右。
3.2.2树根桩+景观石护岸技术
适用于岸坡存在深层滑动安全隐患的情况,即在岸坡常水位附近先施打树根桩,同时桩顶用砼承台联系,台顶不露出水面。之后,在块石间隙撒一层种植土(含草籽),利于植物的生长。
3.2.3三维植被网护坡技术
三维植被网类似于丝瓜瓤状的植草土工网,以加入炭黑的尼龙丝加工制成,丝与丝的交叉点熔合粘接,孔隙率>90%,质地疏松、柔韧,在其孔隙中可填土壤、砂粒、细石和草种。植草穿过网垫生长后,其根系深入土中,植物、网垫、根系与土合为一体,形成牢固密贴于坡面的表皮,可有效地防止坡面被暴雨径流或水流冲刷破坏。
3.2.4绿化砼植被护坡技术
绿化砼主要由多孔砼、保水材料和表层土组成。多孔砼是绿化砼的骨架,其原材料是一般的粗骨料、细骨料、粘结剂、减水剂和水,其中,粗骨料通常是碎石子,石子粒径控制在13~20mm之间,细骨料通常为增强粗骨料之间的黏性而采用水泥胶浆和高炉矿渣微末,水泥为一般的硅酸盐水泥及矿渣水泥;保水材料常用无机人工土壤、吸水高分子材料、苔泥炭及其混合物;表层土铺设在多孔砼表面,形成植被发芽空间。具有大孔隙、透气性和通水性较好,有动植物生长、生存的空间;采用机械化作业可缩短工期、保证质量,同时降低护坡造价等特点。
多孔砼具有较高透气性,在很大程度上保持了被保护土与空气问的湿、热交换能力。植被型生态砼构件厚度与单块几何尺寸,可以按照《堤防工程设计规范》(GB50286—98)有关规定计算。由于草根的“锚固”作用,将会使上述计算结果更加趋于安全。
4砼植被护坡在蔷北干渠中的具体实施 蔷北干渠采用绿化砼植被生态护坡属于沭新渠灌区节水改造项目之一。该干渠共完成生态护坡长2km,工程底口宽6.5~8m,上河口宽15~20m,堤坡为土坡,基底较为密实。
工程总面积约1.12万m2。其中采用浆砌基础,生态砼护坡。按20年一遇标准洪水,干渠设计流量12m3/s,防冲流速1.2m3/s。
施工工艺:边坡修整→填充材料及回填土→生态砼的铺设→孔隙填充材料及回填土→通过人工种植或移植、草皮卷护、水力喷播等播种方法实现建植→养护管理。
4.1保证砼的抗压强度、控制好孔隙率
生态护坡砼的抗压强度取决于配合比、骨料的品种及粒径、振捣程度。现有工艺条件下砼的抗压强度为6.5~11Mpa。由于孔隙率与强度成反比,为使植草能够在砼孔隙间生根发芽并长至其下土层,本工程选择20~30mm骨料粒径,以创造植被的生长条件。
4.2控制砼植物生长环境
考虑到普通硅酸盐水泥制作生态护坡砼时,孔隙间的水环境PH值高达12.5~13.5,影响植物生长。故在砼初凝后,适当增加养生,以减少孔隙间浆体表面可溶性盐碱量,并在其后的填充材料中使用偏酸性的辅助材料,改善孔隙间的盐碱性水环境。通过实验,本工程经上述方法处理后,用普通硅酸盐水泥制做的砼块体孔隙内的PH=7~7.5,能够满足植物生长的需求。
为了更好的控制生态护坡砼孔隙内温度和湿度,在及时采取有效的保温、保湿措施的同时,及时添加用当地耕土、土壤菌、缓释肥料、保水剂等配制而成的填充材料,给植物初期生长,提供养分及水分。
4.3选择植被品种
考虑到水位变动区的限制和生态护坡砼孔隙间环境条件,同时注意项目所在地的气候情况,选用耐粗放管理的植被品种。本工程水位变动区以上,选配了多年生草本植被狗牙根;水位变动区以下,选择了可以吸收水中有害物质的沉水型水生植物香蒲。
5生态护坡的结论和成果
在河道中利用生态砼进行铺设,或直接作为护坡结构,既实现了砼护坡,又能在坡上种植花草,美化环境,硬化和绿化完美结合。植被型生态砼具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲性能。由于草根的“锚固”作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、砼形成一体,更加提高了河道边坡的稳定。
参考文献:
[1]蒋屏.河道生态治理工程[M].水利水电出版社.2003.05.
[2]洪昌红.邱静.刘达.河流生态修复技术浅议[M].广东水利水电.2010.10.
[3]丁浩.徐亚同.杨清海.污染河道生物修复技术进展[M].上海化工.2006.02.
[4]张炯文.武玲侠.朱文静.对千河流域水环境治理的几点思考[M].陕西水利.2011.03.
【关键词】生态护坡;灌区改造;技术应用
1灌区概况
沭新渠灌区为水利电力部农田水利司1983年编写的《全国大型灌区》一书中收编了东海县境内的两大灌区之一,该灌区位于东海县东南部,地面高程在2.5~5.0m之间,包括沭新渠以东、蔷薇河以西、前蔷薇河以北、乌龙河以南等七个乡镇场。灌区总土地面积70.7万亩,总耕地面积47.8万亩,实际灌溉面积46.35万亩。灌区总人口22.56万人,其中农业人口21.42万人。沭新渠自蔷北地涵起至浦南郎墩止,全长50km,设计流量65m3/s,干渠33条,总长140km;支渠124条,总长290km。排水大沟33条,长88.5km;中沟124条,长290km;共建灌排站124座522台套,总装机20025kW,设计提水流量284m3/s。
2灌区水环境成因破坏分析
2.1灌区配套工程力度加大,水环境生态保护不足
灌区自建成运行以来,陆续兴建配套工程,但由于经费少、规模小,现配套率较低,输水过程中跑、冒、漏现象突出,引水损失大,直接影响或降低了灌溉效益。近年来,随着灌区改造的加大,改建了大多数的土渠为砼防渗渠,虽然减少了水土流失,控制了河道淤积,但忽视了周边环境的保护。由于采用防渗措施对河道进行护砌,河道的生态系统受到不同程度的破坏,河道内的动、植物数量明显减少,动、植物的生存环境改变,使部分动、植物的食物链终结。如:水生植物数量急剧减少,经常可以看到蛇、青蛙等一些动物困死在砼防渗渠内,直接影响整个灌区的生态平衡。同时,随着河道护砌的增加,建筑垃圾和工程维修的存在,又形成了二次污染。因而,在灌区节水改造同时亟待考虑到水环境的生态保护。
2.2灌区工业废水和生活污水有待控制
“六、七十年代,淘米洗菜;八、九十年代,洗衣灌溉;新世纪开来,鱼虾绝代”。是对我县部分河道生态演变过程的生动描述。大量的工业、农业废水和城镇生活污水排入河中,水质越来越差,已经影响到生活环境,食品安全,威胁到群众的身体健康。更何况连云港市主要的居民生活饮用水水源---蔷薇河横穿灌区东西全长50.7km,存在大量的污染源。因而,在灌区改造的同时要充分考虑水环境质量,保证河道的生态平衡。
3简述河道生态护坡技术
3.1河道生态护坡的要求
生态护坡必须遵循“安全、经济、简便、可行、生态、结构稳定性和景观协调性”等原则。
3.1.1设计对生态护坡的要求
为了解决因冲刷、表层土、深层土滑动引起的坡面的不稳定和动、植物种群数量保持等因素困难,生态护坡设计既要分析研究影响岸坡稳定的水力参数和土工技术参数,还要考虑动植物生长的生存环境。
3.1.2自然资源节约与保护对生态护坡的要求
由于生态护坡强调保护不可再生资源,所以生态护坡尽可能利用原有材料,减少能源、土地、水以及生物资源的使用,尽量让护坡处于良性循环中,从而使资源可以再生。
3.1.3植物的选择对生态护坡的要求
生态护坡工程中,需对水文进行分析,确定水位变幅范围,选择水位变动不同区域的植物物种。选用土质要求不高,耐干旱、根系发达、茎干低矮、绿期长、成活率高、价格低廉、管理粗放、无病虫害与杂草竞争性强的植物。
3.2简述几种河道生态护坡
3.2.1松木桩+块石石笼围护技术
适用于一般的河道地质条件,对于淤泥质土,基础经处理承载力一般需达到120kpa以上。松木桩梢径0.15m,桩长3m左右,密排布置,块石石笼尺寸为长×宽×高=1.5m×0.6m×0.6m,网孔为0.15m,块石尺寸0.3m左右。
3.2.2树根桩+景观石护岸技术
适用于岸坡存在深层滑动安全隐患的情况,即在岸坡常水位附近先施打树根桩,同时桩顶用砼承台联系,台顶不露出水面。之后,在块石间隙撒一层种植土(含草籽),利于植物的生长。
3.2.3三维植被网护坡技术
三维植被网类似于丝瓜瓤状的植草土工网,以加入炭黑的尼龙丝加工制成,丝与丝的交叉点熔合粘接,孔隙率>90%,质地疏松、柔韧,在其孔隙中可填土壤、砂粒、细石和草种。植草穿过网垫生长后,其根系深入土中,植物、网垫、根系与土合为一体,形成牢固密贴于坡面的表皮,可有效地防止坡面被暴雨径流或水流冲刷破坏。
3.2.4绿化砼植被护坡技术
绿化砼主要由多孔砼、保水材料和表层土组成。多孔砼是绿化砼的骨架,其原材料是一般的粗骨料、细骨料、粘结剂、减水剂和水,其中,粗骨料通常是碎石子,石子粒径控制在13~20mm之间,细骨料通常为增强粗骨料之间的黏性而采用水泥胶浆和高炉矿渣微末,水泥为一般的硅酸盐水泥及矿渣水泥;保水材料常用无机人工土壤、吸水高分子材料、苔泥炭及其混合物;表层土铺设在多孔砼表面,形成植被发芽空间。具有大孔隙、透气性和通水性较好,有动植物生长、生存的空间;采用机械化作业可缩短工期、保证质量,同时降低护坡造价等特点。
多孔砼具有较高透气性,在很大程度上保持了被保护土与空气问的湿、热交换能力。植被型生态砼构件厚度与单块几何尺寸,可以按照《堤防工程设计规范》(GB50286—98)有关规定计算。由于草根的“锚固”作用,将会使上述计算结果更加趋于安全。
4砼植被护坡在蔷北干渠中的具体实施 蔷北干渠采用绿化砼植被生态护坡属于沭新渠灌区节水改造项目之一。该干渠共完成生态护坡长2km,工程底口宽6.5~8m,上河口宽15~20m,堤坡为土坡,基底较为密实。
工程总面积约1.12万m2。其中采用浆砌基础,生态砼护坡。按20年一遇标准洪水,干渠设计流量12m3/s,防冲流速1.2m3/s。
施工工艺:边坡修整→填充材料及回填土→生态砼的铺设→孔隙填充材料及回填土→通过人工种植或移植、草皮卷护、水力喷播等播种方法实现建植→养护管理。
4.1保证砼的抗压强度、控制好孔隙率
生态护坡砼的抗压强度取决于配合比、骨料的品种及粒径、振捣程度。现有工艺条件下砼的抗压强度为6.5~11Mpa。由于孔隙率与强度成反比,为使植草能够在砼孔隙间生根发芽并长至其下土层,本工程选择20~30mm骨料粒径,以创造植被的生长条件。
4.2控制砼植物生长环境
考虑到普通硅酸盐水泥制作生态护坡砼时,孔隙间的水环境PH值高达12.5~13.5,影响植物生长。故在砼初凝后,适当增加养生,以减少孔隙间浆体表面可溶性盐碱量,并在其后的填充材料中使用偏酸性的辅助材料,改善孔隙间的盐碱性水环境。通过实验,本工程经上述方法处理后,用普通硅酸盐水泥制做的砼块体孔隙内的PH=7~7.5,能够满足植物生长的需求。
为了更好的控制生态护坡砼孔隙内温度和湿度,在及时采取有效的保温、保湿措施的同时,及时添加用当地耕土、土壤菌、缓释肥料、保水剂等配制而成的填充材料,给植物初期生长,提供养分及水分。
4.3选择植被品种
考虑到水位变动区的限制和生态护坡砼孔隙间环境条件,同时注意项目所在地的气候情况,选用耐粗放管理的植被品种。本工程水位变动区以上,选配了多年生草本植被狗牙根;水位变动区以下,选择了可以吸收水中有害物质的沉水型水生植物香蒲。
5生态护坡的结论和成果
在河道中利用生态砼进行铺设,或直接作为护坡结构,既实现了砼护坡,又能在坡上种植花草,美化环境,硬化和绿化完美结合。植被型生态砼具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲性能。由于草根的“锚固”作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、砼形成一体,更加提高了河道边坡的稳定。
参考文献:
[1]蒋屏.河道生态治理工程[M].水利水电出版社.2003.05.
[2]洪昌红.邱静.刘达.河流生态修复技术浅议[M].广东水利水电.2010.10.
[3]丁浩.徐亚同.杨清海.污染河道生物修复技术进展[M].上海化工.2006.02.
[4]张炯文.武玲侠.朱文静.对千河流域水环境治理的几点思考[M].陕西水利.2011.03.