生态护坡技术在河道治理工程中的优化和运用研究
李刚
凌海市水利事务服务中心 辽宁凌海市 121200
引言:
我国河道治理工程规模不断扩大,但传统护坡方式的高硬化率导致河流生态系统退化、自净能力下降等问题日益突出,随着“生态优先、绿色发展”理念的提出,相关部门对河道治理的生态性要求不断提高,生态护坡技术逐渐成为研究热点。国内外学者在植被选择、结构设计、材料应用等方面已取得一定成果,但在复杂水文地质条件下的技术适应性、长期稳定性及生态效益评估等方面仍需进一步探索。现有工程实践中存在设计与施工脱节、后期管护不足等问题,制约了生态护坡技术的推广,系统研究生态护坡技术的优化路径与创新运用,是提升河道治理效能、促进生态文明建设的迫切需求。
1. 采用植生混凝土护坡技术,实现边坡稳固与植被恢复
植生混凝土护坡技术借助多孔混凝土结构为植物生长提供稳定载体,既能有效抵抗水流冲刷,又能为植被恢复创造有利条件,植生混凝土的孔隙结构允许植物根系穿透,形成" 混凝土- 植被" 复合体系,显著提升边坡的长期稳定性。借助优化混凝土配比,确保其具有足够的抗压强度和适宜孔隙率,掺入缓释肥料和保水剂,为植物生长提供持续养分。植被选择上优先选用适应当地气候、根系发达的乡土植物,如狗牙根、高羊茅等草本植物,或紫穗槐等灌木,形成多层次的植被防护体系。
植生混凝土护坡技术需根据河道特征进行针对性设计,对于水位变动区,采用阶梯式或缓坡式结构设计,配合不同生态位的植物配置,确保在不同水位条件下都能保持防护效果。混凝土浇筑时采用预制块体与现场浇筑相结合的方式,既保证施工质量又提高效率,技术借助植被根系的加筋作用和叶片截留雨水功能,有效减轻了雨滴对坡面的溅蚀,降低了地表径流速度。
2. 运用椰纤维毯覆盖技术,防止坡面水土流失
生态护坡技术利用生态友好型材料与自然修复机制的结合,实现坡面稳定与生态功能的协同提升,椰纤维毯覆盖技术便是其中的典型代表,技术利用天然椰纤维的可降解性与网状结构特性,有效缓解了传统硬质护坡对河道生态系统的破坏。椰纤维毯通过覆盖坡面形成物理屏障,不仅能减缓雨水对土壤表层的直接冲刷,还能利用纤维间隙促进草本植物根系的自然生长,从而构建具有持续抗蚀能力的生态防护层。优势在于兼顾短期防护与长期生态恢复,初期依靠纤维结构分散水流冲击力,后期随着植物群落的形成,根系与纤维网络相互缠绕,进一步固结土壤[1]。
椰纤维毯技术的优化需重点考虑地域适应性及施工工艺的精细化,不同气候条件下,需调整椰纤维的编织密度与厚度:多雨地区可采用双层加厚结构以增强抗冲刷能力,干旱区域则适当降低密度以保证种子萌发所需水分渗透。施工过程中,坡面预处理尤为关键,需清除浮土并挖设锚固沟,采用 U 型钉按菱形布局固定毯体,确保其与坡面紧密贴合。
3. 实施灌木扦插活枝护岸,构建生态柔性防护体系
灌木扦插活枝护岸技术作为一种生态柔性防护手段,利用活体植物的生长特性,实现了护岸结构的自我修复与动态稳定,技术选用适应当地水文条件的乡土灌木品种,如柳树、紫穗槐等,将其枝条直接扦插于岸坡特定位置,借助植物根系网络的自然发育形成三维固土体系。活枝扦插形成的生物格栅不仅能有效分散水流剪切力,还能利用茎叶系统的消能作用降低近岸流速,在施工工艺上,采用" 斜插交错式" 布置方式,确保枝条与水流方向形成30-45 度夹角,既增强了结构的抗冲刷能力,又为鱼类等水生生物提供了栖息空间。
灌木扦插护岸技术的生态价值主要体现在构建动态平衡的河岸生态系统方面,活枝在生长过程中会自发调整形态以适应水文变化,形成 " 越冲刷越密实" 的反饋机制,自适应特性显著提升了护岸体系的韧性。植物群落的形成改变了局部微环境,其蒸腾作用可调节岸坡含水量,落叶层则为底栖生物提供了食物来源,在长江中游某示范工程中,技术实施三年后岸坡抗冲系数大幅提升,生物多样性指数达到邻近自然河段的 85% 。技术优化需重点把握种苗选择、扦插密度与后期管护三个关键环节,如采用两年生半木质化枝条可提高成活率,而保留 30% 的原生植被带则有利于生态廊道连续性。
4. 推广三维土工网垫植草,增强坡面抗冲刷能力
三维土工网垫植草技术的推广对于增强坡面抗冲刷能力具有重要意义,技术借助将柔性三维结构的土工网垫与植被种植相结合,形成了一种复合型生态护坡体系。土工网垫的三维结构能够有效分散水流冲击力,降低流速对坡面的直接侵蚀,其多孔特性为植物根系提供了良好的生长空间,植被的根系与网垫相互缠绕,进一步固结土壤,形成稳定的生态防护层 [2]。
三维土工网垫植草技术的优化运用需结合工程实际,注重材料选择与植被配置的协同效应,网垫的材质应具备耐腐蚀、抗老化和高强度特性,以确保长期稳定性。植被选择则以本土草种为主,优先考虑根系发达、适应性强的品种,如狗牙根、高羊茅等,施工时对坡面进行平整处理,确保网垫与坡面紧密贴合,并采用分层覆土、喷播等技术保障植被成活率。
5. 应用石笼网箱结合植物种植,形成生态复合防护结构
石笼网箱结合植物种植形成的生态复合防护结构展现出显著的技术优势与生态效益,石笼网箱由高抗腐蚀性的金属网箱填充天然石块构成,其柔性结构可适应河岸地基的不均匀沉降,有效抵御水流冲刷,为植物生长提供稳定的基质环境。施工工艺上借助分层装填石块并预留种植空间,在网箱表层及缝隙处植入耐水湿的乡土植物根系,如芦苇、菖蒲等挺水植物,其根系穿透网箱与石缝形成三维加筋体系,使力学防护与生态功能有机融合。
技术利用模块化设计实现了工程效能与生态效益的协同提升,石笼单元可预制后现场组装,大幅缩短施工周期,其透水特性保障了岸坡与河道的水力联系,避免传统挡墙造成的渗透压力积聚。植物配置遵循”深根与浅根搭配、速生与慢生结合”原则,如深根系的香根草与浅根系的狗牙根混植,既增强土壤固持力又形成多层次植被覆盖。
结语:
生态护坡技术作为河道治理领域的重要创新,其发展与应用体现了工程技术与生态保护的深度融合,随着新材料、新工艺的涌现和生态修复理念的深化,生态护坡技术将更加智能化、多样化,在应对气候变化、保护生物多样性等方面发挥更大作用。推动该技术的标准化、规模化应用,不仅能够改善水域生态环境,还能为全球生态治理贡献中国智慧,最终实现经济发展与生态保护的双赢。
参考文献:
[1] 张永祥 . 生态护坡技术在河道治理工程中的优化与应用研究 [J]. 生态与资源 ,2025,(04):24-26.
[2] 赵陶桃 . 生态护坡施工技术在河道治理工程中的应用 [J]. 山西水土保持科技 ,2024,(01):4-6.