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                                  城市河道生態護坡技術的探討

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                                  [摘要] 本文對城市河道的非生態護坡形式進行了分析,在充分吸收國內外河道整治方面和他領域生態護坡的經驗基礎上,探討河道生態護坡新技術,旨在為城市河道護坡建設提供參考。

                                  [關鍵詞] 河道堤岸;生態;護坡;建議

                                  1 概述

                                  隨著社會經濟發展和城市建設步伐的加快,城市河道建設不僅要使堤岸發揮出水利工程的功效,而且融入城市園林景觀、生態環保、建筑藝術等多種內容。也就是在這種背景下,生態護坡技術得到人們的廣泛關注,并且進行了一系列的較深入研究與探索。

                                  國外在這方面的研究比國內起步要早, 日本早在10年前就提出“親水” 觀念,并且在生態護坡技術方面進行了實踐,推出了植被型生態混凝土護坡技術。

                                  法國要求城市河道建設時地面工程盡量建成不透水的草地,地面不透水面積不超過3.3% ,城市較低的地區或河道兩岸灘地,開辟成公園、綠地球場、道路等,平時作為交通、公共娛樂場所,當洪水位較高時作為臨時調蓄洪水設施。

                                  德國萊茵河的堤防工程建設與環境保護和治理緊密結合。為不影響城市景觀,城市附近的堤防采用了活動式堤防。平時河邊沒有堤防,人們可以盡情地與河水接觸,增加人們的親水性。當預報有洪水時,及時安:裝活動式堤防。他們預制了一種可以人工安裝的擋板,每塊重量僅約25kg。這種作為堤防骨架的擋板位于臨時堤防的兩側,中間填土,后面有支架,擋板分高板和低板兩種,根據預報洪水位的高低選擇使用。在需要安裝活動堤防的地方預設了插入擋板的槽。槽上有固定擋板的螺栓。洪水過后,拆除擋板以備后用。

                                  我國生態護坡技術最近幾年也有長足的發展。各地正在嘗試在不同條件下應用植被草、水力噴播植草技術、土工材料綠化網、植被型生態混凝土、水泥生態種植基、土壤固化劑等形式多樣的生態護坡技術。如北京、上海、廣州等經濟較發達的城市在進行城市河道整治過程中,充分考慮了河道做為城市的靈氣所在,兩岸都進行了精心的規劃和設計,形成了水與綠結合的濱水環境。

                                  清華大學近年研究的生態型透水性混凝土材料,可將雨水迅速地滲入地下,還原成地下水。使地下水資源得到及時補充。透水性路面材料具有較大的孔隙率,能蓄積較多的熱量,有利于調節城市地表的溫度和濕度,消除城市的“熱島”現象。我省近些年來也進行了城市河道生態護坡技術的研究與應用。如吉林省水利科學研究所的石籠植物復式網格護坡新技術綜合了石籠網格、土工草網墊、土工織物隔離層、草皮植被的工作原理,將工程防護與植物保護綜合成一體,構成了新的復合型護坡;吉林省水土保持科學研究所的江河堤防植物護坡技術研究對48種護坡植物進行了抗旱、耐淹試驗,選出了8種優良護坡植物;吉林省水利實業公司研究開發的環保型綠化混凝土初步實現了在混凝土上長草。吉林省水利科學研究所、吉林省水土保持科學研究所和吉林省水利實業公司正在聯合攻關“綠色混凝土在護坡中應用” 項目。

                                  [摘要] 本文對城市河道的非生態護坡形式進行了分析,在充分吸收國內外河道整治方面和他領域生態護坡的經驗基礎上,探討河道生態護坡新技術,旨在為城市河道護坡建設提供參考。

                                  [關鍵詞] 河道堤岸;生態;護坡;建議

                                  1 概述

                                  隨著社會經濟發展和城市建設步伐的加快,城市河道建設不僅要使堤岸發揮出水利工程的功效,而且融入城市園林景觀、生態環保、建筑藝術等多種內容。也就是在這種背景下,生態護坡技術得到人們的廣泛關注,并且進行了一系列的較深入研究與探索。

                                  國外在這方面的研究比國內起步要早, 日本早在10年前就提出“親水” 觀念,并且在生態護坡技術方面進行了實踐,推出了植被型生態混凝土護坡技術。

                                  法國要求城市河道建設時地面工程盡量建成不透水的草地,地面不透水面積不超過3.3% ,城市較低的地區或河道兩岸灘地,開辟成公園、綠地球場、道路等,平時作為交通、公共娛樂場所,當洪水位較高時作為臨時調蓄洪水設施。

                                  德國萊茵河的堤防工程建設與環境保護和治理緊密結合。為不影響城市景觀,城市附近的堤防采用了活動式堤防。平時河邊沒有堤防,人們可以盡情地與河水接觸,增加人們的親水性。當預報有洪水時,及時安:裝活動式堤防。他們預制了一種可以人工安裝的擋板,每塊重量僅約25kg。這種作為堤防骨架的擋板位于臨時堤防的兩側,中間填土,后面有支架,擋板分高板和低板兩種,根據預報洪水位的高低選擇使用。在需要安裝活動堤防的地方預設了插入擋板的槽。槽上有固定擋板的螺栓。洪水過后,拆除擋板以備后用。

                                  我國生態護坡技術最近幾年也有長足的發展。各地正在嘗試在不同條件下應用植被草、水力噴播植草技術、土工材料綠化網、植被型生態混凝土、水泥生態種植基、土壤固化劑等形式多樣的生態護坡技術。如北京、上海、廣州等經濟較發達的城市在進行城市河道整治過程中,充分考慮了河道做為城市的靈氣所在,兩岸都進行了精心的規劃和設計,形成了水與綠結合的濱水環境。

                                  清華大學近年研究的生態型透水性混凝土材料,可將雨水迅速地滲入地下,還原成地下水。使地下水資源得到及時補充。透水性路面材料具有較大的孔隙率,能蓄積較多的熱量,有利于調節城市地表的溫度和濕度,消除城市的“熱島”現象。我省近些年來也進行了城市河道生態護坡技術的研究與應用。如吉林省水利科學研究所的石籠植物復式網格護坡新技術綜合了石籠網格、土工草網墊、土工織物隔離層、草皮植被的工作原理,將工程防護與植物保護綜合成一體,構成了新的復合型護坡;吉林省水土保持科學研究所的江河堤防植物護坡技術研究對48種護坡植物進行了抗旱、耐淹試驗,選出了8種優良護坡植物;吉林省水利實業公司研究開發的環保型綠化混凝土初步實現了在混凝土上長草。吉林省水利科學研究所、吉林省水土保持科學研究所和吉林省水利實業公司正在聯合攻關“綠色混凝土在護坡中應用” 項目。

                                  固土植物可根據該地區的氣候選擇適宜的植物品種,如適合我省的有沙棘林、沙打旺、枸杞、紫花苜蓿、羊毛草、黑麥草、無芒雀麥、早熟禾系列、冰草、百慕達、三葉草、黃草木犀等耐堿、耐寒、耐旱和抗蟲害品種,種草應考慮混播。播種方法的選擇,一般情況下,可按常規方法進行種植。近年來,一些發達國家,利用水力噴播的方法在人們常規方法難以施工的坡面上植草坪。水力噴播植草技術是指以水為載體,將經過技術處理的植物種子、木纖維、粘合劑、保水劑、復合肥等材料混合后,經過噴播機的攪拌,噴灑在需要種植草坪的地方,從而形成初級生態植被的綠化技術。與傳統植草方法比,有可全天候施工,速度快,工期短的優勢;成坪快,減少養護費用;不受土壤條件差、氣象環境惡劣等影響。

                                  城市河道用植物護坡也存在一些問題。護坡當年易被雨沖刷形成深溝,護坡效果差,影響景觀。長期浸泡在水下、行洪流速超過3m/s的土堤迎水坡面和防洪重點地段(如河流彎道)不適宜植草護坡。

                                  3.2 土工材料復合種植基護坡

                                  土工材料固土種植基可分為土工網墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。

                                  土工網墊固土種植基主要由聚丙烯等高分子材料制成的網墊和種植土、籽等組成。固土網墊是由多層非拉伸網和雙向拉伸平面網組成,在多層網的交接點經熱熔后粘接,形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏松、柔韌,有合適的高度和空間,可充填并存儲土壤和沙粒。植物的根系可以穿過網孔均衡生長,長成后的草皮可使網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起。固土網墊一般可由人工鋪設,植物種植一般采用草籽加水力噴草技術完成,這種護坡結構現在運用較廣,如上海浦東國際機場圍海大堤工程、上;瘜W工業區圍海造地工程的護坡均采用了此型式。另外,現在又出一種土工單元固土種植基,即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片狀材料經熱熔粘接成蜂窩狀單元中填土植草達到固土護坡的作用。

                                  這種護坡形式雖然比單純植物護坡抗雨水沖刷效果好一些,但還不能應用到堤防迎水坡面。以后又有進一步發展,用混凝土、石籠等做成外框來增加坡面穩定性,但還是難以抵御較大洪水侵蝕。

                                  3.3 植被型生態混凝土護坡

                                  植被型生態混凝土是日本首先提出的,并在河道護坡方面進行了應用。近幾年,我國也開始進行植被型生態混凝土的研究。北京在公路部門進行過類似的研究試驗。吉林省水利實業公司使植被型生態混凝土構件化,并在實際工程中進行了應用。

                                  植被型生態混凝土由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細摻和料組成,是植被型生態混凝土的骨架。保水材料以有機質保水劑為主,并摻人無機保水劑混合使用,為植物提供必需的水分。表層土鋪設于多孔混凝土表面,形成植被發芽空間,減少土中水分蒸發,提供植被發芽初期的養分和防止草生長初期混凝土表面過熱。很多植被草都能在植被型生態混凝土上很好生長,實驗過程中,紫羊毛、無芒雀麥表現出良好的耐堿性和耐旱性,紫羊毛還表現出優異的耐寒性能。

                                  在城市河道護坡或護岸結構中可以利用生態混凝土預制塊體進行鋪設,或直接作為護坡結構,既實現了混凝土護坡,又能在坡上種植花草,美化環境,使硬化和綠化完美結合。

                                  植被型生態混凝土具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。由于草根的“錨固”作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、混凝土形成一體,更加提高了堤防邊坡的穩定性,經實測,對邊距45cm的六角形綠化混凝土孔構件,原重量30kg, 長草生根后拔起力達到160kg。

                                  多孔混凝土孔隙率高達40%以上,表面等效孔徑2~3cm,孔隙自構件頂表面可蜿蜒通至地面,在堤防護坡工程中,受水位驟降的影響較;在季節性寒冷地區,有利于排出和降低被保護土內含水量,減少凍害破壞。

                                  多孔混凝土具有較高透氣性,在很大程度上保持了被保護土與空氣問的濕、熱交換能力。

                                  植被型生態混凝土構件厚度與單塊幾何尺寸,可以按照《堤防工程設計規范》(GB50286— 98)有關規定計算。由于草根的“錨固”作用,將會使上述計算結果更加趨于安全。

                                  4 結語

                                  景觀生態學將城市河流看作廊道(通道)及生態邊緣區,認為城市河流綠色通道應是一條鏈、一張網,將城市中河流沿岸的各個部分聯系起來,也將河流和陸地聯系起來。城市河流綠色通道可發揮消除噪聲、污染等有害影響的作用;為城市的產業和環境改善提供有益結構;有助于發揮范圍較廣的娛樂、休閑功能;有利于城市設計對城市形象的塑造。

                                  城市防洪堤岸建設的重點是體現城市水利要求的高水平的設計,是水利工程與城市規劃、景觀園林渾然一體的結合,生態護坡技術必將隨著城市的發展而大力推廣應用。

                                  發布日期:2011-8-9
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