河道生态护坡技术在水利工程施工中的应用研究

引言

随着生态文明建设的推进，水利工程的设计理念逐渐从单一功能向多目标协同转变。河道生态护坡技术作为这一理念的实践载体，通过模拟自然河岸结构，实现了工程力学性能与生态效益的统一。其核心在于利用植物根系固土、缓流促淤，并结合多孔材料增强渗透性，从而降低水流冲刷风险。当前该技术已在多个流域治理项目中得到验证，但其施工标准化与长效维护机制仍需进一步研究。

1 河道生态护坡技术概述

1.1 生态护坡技术的概念

生态护坡技术是一种以自然生态系统为基础，结合工程力学原理，在保障河岸稳定性的同时，兼顾生态修复功能的护坡方法。该技术强调植被、土壤、水流及生物群落的协同作用，通过模拟自然河岸结构，增强坡面的抗冲刷能力和生态适应性。与传统的刚性护坡相比，生态护坡采用柔性或半刚性结构，如植生混凝土、三维网垫、石笼结构等，既能防止水土流失，又能促进植物生长和微生物栖息。其核心理念是在满足防洪安全的前提下，恢复河流生态系统的自我调节能力，实现工程功能与生态效益的平衡。该技术广泛应用于城市河道治理、流域生态修复及水利工程建设等领域。

1.2 生态护坡技术的分类

生态护坡技术可按照结构形式、材料组成及施工方式分为多个类别。常见的类型包括植物护坡、工程生物护坡和复合型生态护坡。植物护坡主要依赖植被根系固土，如草皮护坡、灌木护坡等，适用于缓坡或低流速河段。工程生物护坡结合了生物措施与工程措施，如石笼护坡、生态袋护坡，兼具抗冲刷与生态功能。复合型生态护坡则综合运用多种技术，如格宾网 + 植被护坡、植生混凝土护坡，适用于复杂水文条件。按照材料特性，还可划分为天然材料护坡和合成材料护坡。不同技术适用于不同环境，需根据河道特征合理选择。

2 河道生态护坡技术在水利工程施工中面临的挑战

2.1 施工过程对生态环境的干扰影响

生态护坡施工过程中机械设备的频繁作业会对原有生态系统造成显著扰动。开挖作业会破坏地表植被覆盖层，改变原有土壤结构，导致表层腐殖质流失。重型机械的碾压作用可能造成土壤板结，降低土壤透气性和透水性，影响后期植物生长。施工过程中产生的扬尘和噪音会干扰周边动植物栖息环境，临时施工场地的设置也会占用原有生态空间。材料运输和堆放过程可能引入外来物种或污染物，对本地生态系统构成潜在威胁。

2.2 护坡结构耐久性不足的问题

部分生态护坡结构在复杂环境条件下的长期稳定性存在明显缺陷。水流持续冲刷可能导致护坡面层材料剥落，结构完整性受损。冻融循环作用会使护坡材料产生裂纹，降低结构强度。植物根系发育不良或死亡会削弱护坡体系的整体固土能力。生物活动如啮齿动物打洞、昆虫蛀蚀等会破坏护坡内部结构。这些因素共同作用可能导致护坡功能逐步退化，无法达到设计使用年限的要求。

2.3 区域适用性的技术局限性

生态护坡技术在不同地理环境中的表现存在明显差异。干旱地区植物成活率低导致护坡效果难以保证。高寒地区极端气候影响材料性能和植物生长。沿海地区盐碱化土壤条件限制适用植物种类选择。喀斯特地区特殊地质结构影响护坡基础稳定性。山区陡坡地段常规技术难以实施有效防护。这些地域特性使得标准化技术方案难以普遍适用，需要针对性地调整设计参数。

2.4 建设运营成本的经济压力

生态护坡技术实施过程中的资金投入要求相对较高。特殊材料采购成本显著高于传统护坡材料。专业化施工队伍和设备的投入增加人力成本。精细化施工工艺延长工期导致管理成本上升。后期维护管养需要持续资金支持。项目预算限制可能迫使降低技术标准，影响工程质量。这些经济因素制约着生态护坡技术的推广应用范围。

3 河道生态护坡技术在水利工程施工中的应用

3.1 生态袋护坡技术的应用

生态袋护坡技术是一种结合柔性工程结构与植物生长的复合型护坡方法。该技术采用高强抗紫外线的聚丙烯生态袋，内部填充种植土或改良土壤，通过分层堆叠形成稳定的护坡结构。生态袋表面通常设有植物种植孔或纤维附着层，便于植物根系穿透并形成整体防护。施工时需根据坡度和水文条件合理设计袋体排列方式，确保结构整体性和排水畅通。生态袋护坡具有适应性强、施工便捷的特点，尤其适用于中小型河道、水库岸坡及城市景观水系等场景。完工后，植物在袋体表面及内部生长，根系与袋体相互缠绕，形成具有抗冲刷能力的生态防护层。该技术既能满足工程稳定性需求，又能促进植被恢复，实现水土保持与生态修复的双重目标。

3.2 植被混凝土护坡技术的应用

植被混凝土护坡技术是通过在混凝土基质中掺入有机质、肥料及植物种子，形成具有透水性和植被生长功能的护坡结构。其核心在于优化混凝土配比，确保孔隙率满足植物根系发育需求，同时保持足够的抗压和抗冲刷性能。施工时采用喷射或现浇工艺，使混凝土覆盖坡面并形成连续保护层，待植物发芽后，根系穿透混凝土孔隙深入土层，实现坡面加固。该技术适用于流速较高、冲刷严重的河段，如山区河道或渠道衬砌工程。植被混凝土护坡兼具刚性结构的耐久性和生态护坡的景观效果，其表面植被还可吸附水体污染物，改善局部生态环境。

3.3 土工格室护坡技术的应用

土工格室护坡技术利用高分子材料制成的三维蜂窝状格室结构，填充种植土或骨料后形成整体性护坡体系。格室展开后通过锚钉固定于坡面，其网格结构可有效分散水流冲击力，防止表层土流失。填充土壤后，可在格室内直接播种或栽植草本、灌木，植物根系与格室协同作用增强坡体稳定性。该技术对坡形适应性强，可用于陡坡、不规则坡面或软弱地基的河道整治。土工格室的模块化设计便于运输和施工，且后期维护成本较低。其显著优势在于快速成型和即时防护，尤其适用于应急抢险工程或需要短期植被覆盖的临时性护坡项目。

3.4 三维植被网护坡技术的应用

三维植被网护坡技术采用双层或多层高分子网状结构，覆盖坡面后填充客土并播种，形成复合防护体系。网垫的立体结构能够缓冲雨水冲刷，为种子萌发和植物生长提供稳定环境。施工时需将网垫紧贴坡面固定，覆土后通过液压喷播或人工播种促进植被快速覆盖。该技术适用于土质疏松、易侵蚀的缓坡河道或边坡修复工程。三维植被网的孔隙结构利于水分下渗和空气交换，同时网丝降解后可为植物提供额外养分。其核心价值在于快速实现坡面绿化，短期内形成植被保护层，长期则通过根系固土维持护坡功能的可持续性。

结束语

生态护坡技术的应用为水利工程提供了新的发展方向，其兼顾安全性与生态性的特点符合当代可持续发展的需求。未来需结合区域水文地质条件，优化技术细节并完善评价体系，以推动该技术在更广泛场景中的落地，为全球生态水利建设贡献。

参考文献

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