水利工程生态护坡、水土保持设计技术分析
摘要: 水利工程作为基础设施建设中比较重要的一部分,既能满足灌溉、防洪、发电等需求,还可以改善生态环境的质量,从而影响人们的生活质量。水利工程建设阶段,需重点关注施工对河道生态环境的影响,并采取合理的防护手段,保持河道生态环境。本文介绍了水利工程中生态护坡技术,深入探究生态护坡技术在水利工程中的应用情况,以供参考。

引言: 在水利工程施工中,经常会出现不同程度的植被破坏情况,如果不采取合理的防护技术,将会导致水土流失等问题,还会对人们的生活环境、区域的经济发展造成负面影响。所以,需要在水利工程建设中需要做好水土保持工作。在生态护坡设计中,生态安全是要放在首位的。在保护生态的同时也需要维护环境,并不断地提升施工技术,尤其是生态护坡设计方案,要不断的进行优化,最终实现全面保护绿色植被和土壤的目的,以此促进区域经济发展,并能够有效减少水土流失。

一、水利工程建设引发水土流失的原因

(一)扰动地表,破坏植被 

在水利工程施工中,是不可避免的要开挖地基、平整场地等,这样就需要进行大量的土石方挖填作业,因此会严重破坏地表所覆盖的植被、结皮,从而导致地表裸露,降低固土防冲作用。在这种情况下,植被加固作用减弱、土体保水能力下降,在强降雨天气会加快水体流速,最终发生水土流失问题。

(二)弃土弃渣转存

水利工程施工中,弃渣的产生是不可避免的,尤其是在开挖土石方作业时,尽管会采取措施平衡调配土石方,使用开挖土石方回填,但还是会产生很多弃渣,而这些弃渣一般会运送到弃渣场堆存,如果处置不及时或者处理方法不合理则会引发水土流失。同样,施工过程中使用到的回填土、砂石料都需要堆放在现场,雨水冲刷会影响其保存效果,因此需要采取有效遮挡措施,来降低损失。

(三)土石料厂开采

水利工程坝体的填筑和构筑物修建的过程中,需要使用大量砂石料和土石料,土石料可以采用少量的开挖料,剩余部分一般还是会从土石料场开采。而在开采过程中,原地形和地貌以及植被都会受到影响,甚至是破坏而裸露地表,降低其抗侵蚀性。此外,开采和施工中需要沿山坡修建道路,施工的各个环节,如开挖、填筑和护坡等均容易引发水土流失。边坡开采后变成临空边坡,其自然稳定性会被严重破坏,容易引发崩塌等自然灾害,从而造成水土流失。

二、生态护坡技术

(一)植被护坡

在水利工程建设中,为了能够提升护坡质量,取得满意的水土保持效果,需要对护坡的坚固程度进行提升,还需要合理地使用保持技术。这种技术主要借助于土工合成材料提升边坡的坚固性,在土壤中种植相应的植被,以此来减少水土流失。在生态护坡建设中,该种技术能够有效地进行防护。一般来说,在护坡边框外周围附近需要进行固土,提升护坡的稳定性,使水土保持能够发挥最大化作用。在设计的过程中需要根据具体情况选择适合的材料。在不同的区域环境下,材料也有着不同的要求。这就需要充分考察地质情况以及周围环境等。比如,对护坡水土保持进行设计中,可以使用土工网垫固土技术,并且对相关的高分子材料进行合理应用。在护坡和水土保持中可以使用聚丙烯材料设置垫层等,这样不仅能够提升护坡的稳定性,还能够提升水土保持效果,使水土更具有柔韧性,有效地抵御洪水等自然灾害。此外,为了能够保证植物的健康生长,还需要在将土壤、砂石等进行充分的混合,使土壤具有透气性、透水性等,为植物正常生长提供良好的生存环境。

(二)植被型生态混凝土护坡

植被型生态混凝土是由多孔混凝土、表层土、保水材料和缓释肥料组成。多孔混凝土由水泥、粗骨料、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的框架。保水材料以有机质保水剂为主,并掺入无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分。作为护坡工程中生态混凝土的骨架,其透气性良好,可以保持土、空气间湿热交换顺畅。在城市河道护坡或护岸施工中可以利用生态混凝土预制块体进行铺设,或直接采用其作为护坡结构,既能实现混凝土护坡,又能在坡上种植花草,进一步加强固坡效果,同时美化环境,使硬化和绿化完美结合。植被型生态混凝土的抗冲刷性能较好,其表面的植被具有缓冲作用,不容易受水位骤降的影响。如果在寒冷地区应用,还可以帮助排出被保护土中的水分,降低其含水量,避免出现冻害破坏等。由于草根的“锚固”作用,使其抗滑力增加,草生根后,混凝土、草、土形成一体,堤防边坡的稳定性进一步加强。

(三)土工材料固土种植基护坡

土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基是比较常见的土工材料固土种植基护坡类型。土工网垫固土种植基是由种植土、籽和由聚丙烯等高分子材料制成的网垫等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成,将多层网垫的交接点进行热熔,然后粘接形成稳定的空间网垫。该网垫质地柔韧、疏松,且高度和空间是符合标准的,可填充、储存土壤和沙粒。在植物生长过程中,植物的根系可以穿过网孔均衡生长,长成后可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。此外,还有一种土工单元固土种植基,他是利用高密度聚乙烯、聚丙烯等材料经热熔粘接成蜂窝状单元,然后填土植草实现固土护坡的目的。土工材料固土种植基护坡形式通常也可使用石笼、混凝土等做成外部容器来提升坡面稳定性,该方式的护坡效果虽然比单纯的植物护坡方式好点,但遇到洪水侵蚀,还是见效甚微。

(四)工程措施与生态措施结合 

该方式是在巩固水土的基础上结合生物措施,提升水土流失防治效果,并发挥水土保持作用。施工过程中采取开挖面防护方法,使用浆砌石网格植草并同时开挖排水沟,以减少坡面冲刷。在边坡稳定性较差或土体松散的施工现场,则需要采取下部浆砌石护砌、上部植草的方式进行施工,不仅可以巩固水土还能有较好的美化效果。取土场和弃渣场防护方面,需要做好坡面防护、破壁平整工作,平整取土台后再覆盖客土,然后种植林草,并在周边布置排水系统来截排山坡雨水。弃渣场防护方面,首先要开展坡面整治工程,将平台平整好后种植速生乔木等树木,在树木未成林前将地表快速覆盖,达到有效防护效果。

三、结语 

社会经济的快速发展使得人们对生态环境保护的意识也不断加强,在生活生产中更注重环境保护。在水利工程建设过程中,以往使用的传统护坡技术虽然对边坡有加固效果,但施工过程对生态环境会产生极大的破坏。因此,为提升水利工程质量,保护生态环境,应当推广和使用生态护坡、水土保持技术,同时总结技术经验与不足,并结合水利工程实况,摸索新型技术与方法,促进水利工程的生态化发展。

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