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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2331
【摘要】防洪工程中的堤防、河道護坡是一項量大面廣的基礎設施,將生態護坡功能與工程功能及安全功能同等考慮,選擇和確立兼顧防洪、生態和節約的工程護坡方式。防洪工程生態護坡工程建設應樹立“尊重自然、恢復自然”的理念,使護坡工程與周Χ環境融為一體。【關鍵詞】防洪工程;生態;護坡 生態護坡是綜合工程力學、土壤學、生態學和植物學等學科的基本知識對斜坡或邊坡進行支護,形成由植物或工程和植物組成的綜合護坡系統的護坡技術,其途徑與手段是利用植披進行坡面保護和侵蝕控制。目前,工程界更直觀地把它稱為“邊坡綠化”。生態型護坡是以保護、創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提,在保證護坡具有一定強度、安全性和耐久性的同時,兼顧工程的環境效應和生物效應,以達到一種土體和生物相互涵養,適合生物生長的仿自然狀態。 1.防洪工程生態護坡的發展方向 人類在與江河長期斗爭的實踐中,探索出一些適應當地自然條件的河工建筑物模式。堤防、河道防洪護坡工程也一樣,同—河流的上游與下游、同一國家的北方與南方、發達國家與發展中國家都有所不同。在不同的時代,人們對堤防河道護坡的認識和要求也不相同,生態護坡就是現階段人們在對水環境要求越來越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下,而日益受到重視。 我國20世紀90年代初出現了生態護坡的概念。1991年河道堤防管理部門開始注意到生態護坡。進入21世紀,隨著我國經濟快速發展,生態與環境惡化日益加重,特別是嚴重的水污染引發了新的治水理念變革,一些能減少水污染、與自然環境和景觀相適應的新型護坡不斷出現,對生態護坡的研究也不斷深入。 目前,我國開始試驗推廣的幾種生態護坡主要有:植被護坡、土工材料復合種植基護坡、植被型生態混凝土護坡和水泥生態種植基護坡。我國生態護坡建設主要是模仿學習國外經驗后自主開發產品,另外也部分引進國外先進產品。正確地把握生態護坡生長習性,并選擇適合本地自然條件的類型,需要明確生態護坡的本質和特點。 2.生態護坡的技術 我國生態護坡技術近期發展較快,形式多樣的生態護坡技術已經在北京、上海、廣州等經濟較發達城市的河道整治過程中得到應用。目前采用的生態護坡技術主要有植被草、水力噴播植草技術、土工材料固土種植基、植被型生態混凝土、水泥生態種植基等。雖然它們起源時不一定用于河道護坡和護岸結構方面,但在防洪護坡使用上可以借鑒和參考。下面介紹幾種生態護坡技術。 2.1植物護坡 發達根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用發達根系植物進行護坡固土,既可以防止水土流失,又可以滿足生態環境的需要,在防洪工程護坡方面可以借鑒。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。 2.2土工材料固土種植基護坡 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牯接,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。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。土工材料固土種植基護坡形式也可以采用混凝土、石籠等做成外框來增加坡面穩定性,雖然比單純植物護坡抗雨水沖刷效果好一些,但還是難以抵御較大洪水侵蝕,還不能應用到堤防迎水坡面。 2.3植被型生態混凝土護坡植被 該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,具有較高透氣性,在很大程度上保持了被保護土與空氣間的濕、熱交換能力。保水材料以有機質保水劑為主,并摻入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,防止草生長初期混凝土表面過熱。植被型生態混凝土對水流速具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。這種護坡受水λ驟降的影響較小,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。 3.防洪護坡創新中應重視的幾個問題 3.1既重視具體設計,又重視宏觀視野 護坡設計看似簡單,但要做出符合中國經濟社會發展和時代要求的優秀方案,必須要將工程師、藝術家、經濟師和環境保護部門的思維溶于一體。在具體設計中應對我國發展中應遵循的模式、能源消耗、礦產總量和污染排放處置等都要有一定的了解。 3.2重視科技創新 護坡是一種相對低技術含量的水利工程,如果大量引進采用國外產品,經濟上極不合算。我國是一個治水歷史悠久的國家,都江堰、靈渠,大運河等一批古代杰出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此,我們要重視科技創新,充分調動水利科技工作者的積極性,開發出具有自主知識產權的新一代護坡產品。 3.3材料的創新是關鍵 河道堤防護坡工程建設耗廢大量的塊石、混凝土預制塊或其他材料,其成本占工程總費用的比例大。因此,一定要重視護坡原材料、半成品生產的技術創新,加快開采、加工,運輸各環節配套升級,制定既開放競爭、又保證規模生產的產業政策,將護坡工程技術發展的切入點定在半成品生產創新上。 3.4建設資源節約型護坡 受資源約束的ì盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地紛紛告缺,資源的利用和保護成為人民關注的焦點。①重視可行性研究,減少硬化河道護坡。盡量避免河道混凝土護坡建后再拆,不如盡量少建或非工程措施解決,有些河段完全可以這樣做。如河岸凸凹不平,邊坡土質抗沖刷能力強的河段,河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長良好的河段,士堤迎水坡在特大洪水年份也δ發生浪坎等險情的河段。當然,硬化混凝土護坡對防洪來說是有利的,只有在工程措施和非工程措施上綜合權衡利弊。對河道護坡工程進行科學、嚴謹的可行性研究,是實現資源節約的前提。②開闊工程技術設計思·
鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力,故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定,如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道:“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明,它們的化學和生物穩定性高;織物的最大損壞是在施工中;鋪設以后沒有大變化;……可預期超過100年的穩定性。
。采用何種形式的護坡來實現資源節約,僅從傳統思想上進行優化創新這種可能性不大,必須開拓新的思·。首先,盡量減少可再生資源的使用量,其次考慮護坡的造價與使用年限。例如,盡量減少混凝土用量,優化采用天然石材,天然石材從經濟及性能上看都具有優勢??提高預制混凝土構件的強度。強度提高了,可以阻止環境水的侵入,從而保證混凝土塊的抗侵蝕性,增加了使用年限,使護坡的分攤成本小。 4.結語 根據目前的國情、適用性、經濟性和質量效果,符合生態護坡工程可持續發展的理念,值得普遍推廣應用。正確的決策必須建立在相關科學研究的基礎上,針對生態護坡難點問題有必要開展系列研究,加大這方面的科研投入,朝生態護坡發展。將生態護坡功能與工程功能及安全功能同等考慮。防洪工程生態護坡工程建設,應樹立“尊重自然、恢復自然”的理念,使護坡工程與周Χ環境融為一體。 [科] 【參考文獻】 [1]崔海洋,于永利,任紅玲.淺談防洪工程的生態護坡[J].水利天地,2010,(12). [2]陳西.淺談防洪工程的生態護坡[J].中國城市經濟,2011(26). [3]邢坦.淺談防洪工程生態護坡[J].科技信息(科學教研),2007(27). [4]楊宏偉,吳吉祥.淺談防洪工程的生態護坡[J].黑龍江科技信息,2008,(36).Demand feedback