河道整治工程中的生态护坡防洪堤设计

帅华军

身份证号码500239199508112018 深圳市宝利源环境水务工程有限公司

摘要：近年来，随着极端气候、台风、海啸、地震、高温的频繁出现，自然环境保护逐渐引起人们的关注，改善生态环境已成为现阶段亟待解决的问题。水作为维持地球生命系统及促进区域发展不可或缺的自然资源，恢复水生态、改善水环境具有极重要的意义，生态护坡结构和生态河道建设越来越引起研究者的重视。因此，本文详细分析了生态环境受河道硬质护坡的影响，并以实践工程为基础，探讨了生态河道建设中生态护坡的设计要点。

关键词：河道整治工程；生态护坡；防洪堤；渗透坡降

引言

传统水利工程侧重于防洪灌溉、供水发电等功能，不仅可以保障供水、发展农业灌溉和水利发电，而且又保障了防洪安全。国内某些河道治理工程为了追求防洪功能效果，采取表面硬化覆盖措施，没有意识到河流的资源功能和生态功能，打破了大自然的生态平衡。从生物学角度出发，自然河道生存着微生物及生物。需氧的微生物及生物进行呼吸时，将有机物与氧气反应放出能量供其使用，从而达到减少水中有机污染物的目的。其中氧气是由水生植物进行光合作用下产生。对河道实施水泥衬砌和护坡等不透水工程结构或材料后，隔断了水、土、生物三相之间的联系，河道的资源功能和生态功能随着时间就会消失，河道也就失去了自净能力，从而加剧了有机污染物增多。改善水环境，恢复水体原来的生物多样性、连续性，并充分发挥资源的生产潜力;通过采取恢复植被、坡耕地改造、河道治理等措施，打造生态河流。

1护坡概述

在河道治理工程中，护坡是为防止洪水冲刷及风浪拍击对边坡或岸坡的破坏，在河道两岸坡面上所做的各种防止冲刷破坏铺砌栽植等设施的统称。传统的护坡一般以水泥、石料、混凝土等硬性材料为主要建筑材料，主要从力学的角度去考虑边坡稳定。传统护坡虽坚固耐用、工序简单，对原始地形的适应性高，但在一定程度上破坏了城市河道的生态系统，阻碍了城市河流水系之间的交换，城市景观效应受到了削弱。生态护坡是由植物及木料、石料、混凝土等工程材料组成的综合护坡系统，是一种集工程力学、生态学、植物学和土壤科学于一体的保护技术。与传统的硬质护坡相比，生态护坡不仅具有成本低、施工简单的优势，而且对环境和生态的干扰也较传统护岸小得多，对涵养城市水系，增加城市绿化率，提升区域经济具有重要作用。现今，生态护坡已在国内各个城市得到了广泛使用。

2河道整治工程中的生态护坡防洪堤设计

2.1岸墙设计

综合考虑防洪效果、生态效果以及行洪安全等因素,对防洪堤岸墙进行分段设计。设计内容如下：上游河道子槽形状设计为矩形,按照10年一遇洪水的行洪要求,河道临水侧岸墙采用浆砌条石防浪墙,墙高设计为1.75m,墙宽设计为0.65m,岸墙与平台连接部位采用规格为45.5cm铅丝石笼防护,岸墙上面铺设厚度为60cm土层种植花草,这样既能提高防洪堤生态效果,还能增强岸墙的稳定性,减少洪水侵蚀土层,造成洪水入侵导致滑坡等事故产生的概率。但由于不同花草的根系发达程度、适宜性不同,增强暗墙稳定性的能力也有所差异,因此在种植花草时还需要根据区域气候和土壤等条件,选择合适种植的物种,为保证岸墙花草种植效果,此次选择种植兰花、杨树、柳树。岸墙后面利用硬度较高的河砂回填,为了降低水流对岸墙的冲击力,需要在墙体上设置排水孔,孔径设计为12.5cm,两孔间距为1.5m,排水孔呈矩形布设。考虑到中下游水流湍急,水土流失比较严重,为此,中下游防洪堤岸墙采用C20埋石混凝土重力式挡墙,以满足20年一遇洪水的行洪需求,岸墙高度设计为6.5m,岸墙与平台连接部位采用规格为65.5cm铅丝石笼防护墙宽设计为0.85m。为了避免岸墙渗透变形,可在岸墙表面设置变形缝,变形缝间距为7.56m,缝内填闭孔塑料板。考虑到河道靠近生活小区和交通道路,对防洪堤抗倾稳定要求比较高,故采用粒径为76mm—100mm、强度大于8.5%的硬质岩石对岸墙后面回填处理,由于梅花形状布设的排水孔可以更好地分担河流冲击力,因此可将墙体上排水孔呈梅花形状进行布置。至此,完成对河道整治工程中的生态护坡防洪堤的设计。

2.2栽种植物

植物栽植前必须充分调查工程区域的植被类型，然后考虑周边环境与栽种植物的地域适应性、安全性、景观协调性及生态平衡问题，结合植被调查结果和下列条件合理选择：树种类型要适应区域气象、气候条件；栽植树种对土壤要求低，尽量选用当地原有品种；栽种植物对周边环境不产生较大危害，且具有较强的抗病虫害作用；生态效果持续时间长或树种生命周期长；⑤栽种植物要易于维护管理、环境美化效果良好且具有市场性。

2.3生态袋、预制PRC驳岸墙护坡

（1）应用方法预制驳岸墙护坡由预应力高强混凝土支护桩及冠梁组成，根据桩型、桩长、场地条件、地质条件来选择沉桩设备，施工过程主要控制桩位、垂直度、贯入度和标高等，按照相关设计规范要求施工即可。生态袋属重力式护坡结构，适用于斜坡式或多级斜坡式河道断面，能有效防止病虫害及盐类侵蚀，生态袋中的种植土也适宜植物的生长，能很好地保留土壤的基质，其施工过程具有一定的循环性，施工工序简便，需要较多人力，现场也不具备大型设备机械的施工条件。施工需提前修筑土草围堰，干施工，水尽后进行岸坡开挖至设计河道底高程。清理、整平基础，确保基础平整、稳定。生态袋施工要求如下：种植土过筛后，按种植土70  %、中粗砂30  %的比例将其搅拌并装入生态袋内，以防止土壤板结，袋体每装填1/3便夯实，以使装填饱满。生态袋装填后需达到以下要求：长为（800±20）mm，宽为（350±20）mm，高为（120±10） mm，重量为（65±10）kg。种植土及中粗砂装填完毕后即可扎带封口，然后在河底靠近坡面处人工清理出第一层袋体凹槽，放置标准扣，安装第一层袋体，一个生态袋对应一个标准扣，生态袋从河底向上呈“品”字形码放，生态袋堆放至设计标高后封顶并夯实，植被种植采用混播和插播相结合的方式。（2）优点使用预制驳岸墙及生态袋护坡的形式，可依据坡体而贴合。预制工艺提高了护坡施工速度，保证了施工周期和质量，同时大大减少土方开挖量，提高边坡的稳定性，绿化效果好，生态环保性得到了有效体现，较好地融合了周边景观。

结语

在新时代下,为了增强河流防洪、行洪能力,保护河道周围人们安全,需要加大河道整治力度,科学合理地设计生态护坡防护堤。此次结合实际工程案例,提出了一套生态护坡防护堤设计方案,并通过验算验证了设计方案的合理性与可行性,为河道整治工程建设提供了参考依据,丰富了生态护坡防洪堤设计理论,有助于提高河道综合治理水平,此次研究具有一定的现实意义。但是由于此次研究时间有限,对一些防洪堤细节设计没有详细的论述,在研究内容方面存在一些不足,今后将对于该课题展开更深层次的探究,以期为提升生态护坡防洪堤设计效果提供有力的理论支撑。

参考文献

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