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    石籠網ag集团官网app河道生態護岸研究

    文章出處:http://www.168bl.com/人氣:發表時間:2011-1-8 15:07:38
    摘  要:本文綜合分析了采用石籠網ag集团官网app進行河道生態護岸研究及發展趨勢,分析了城市原有河道護坡結構對環境水利和生態水利的影響,並在吸取國內外有關城市河道整治和其他領域生態護坡經驗的基礎上,對河道生態護岸的設計進行了一些思考和探討,供水利建設向環境水利和生態水利轉化提供參考。
            20世紀90年代以來,隨著我國城市化進程的加快,生態城市開始成為人們聚焦的一個熱點,而在生態城市建設進程中,城市水環境綜合整治是其中重要內容之一。水環境綜合治理包括了裁汙、清淤、護岸、綠化等內容,人們對水環境綜合治理的汙水截流、清淤、底泥處理、兩岸綠化等方麵的內容做了不少研究,對河道的護岸形式在生態方麵的研究也有了起步。
           借鑒國外先進的治水理念,改變傳統水利中片麵強調防洪安全,對河道整治中的環境問題、景觀問題、生態問題等給予重視,這樣,河道兩岸生態建設的新理念便成為一種需求。本文將對河道生態護岸的設計進行一些思考和探討。
    1   生態護岸的定義和作用
    1.1 生態護岸的定義和特點
    生態護岸是指恢複後的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護岸。它擁有滲透性的自然河床與河岸基底,豐富的河流地貌,可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換河調節功能,同時具有一定的抗洪強度。
    1.2 生態護岸的作用
    (1)滯洪補枯、調節水位
    生態護岸采用自然材料,形成一種“可滲透性”的界麵。豐水期,河水向堤岸外的地下水層滲透儲存,緩解洪災;枯水期,地下水通過堤岸反滲入河,起著滯洪補枯、調節水位的作用。另外,生態護岸上的大量植被也有涵蓄水分的作用。
    (2)保護和建立豐富的生態係統
    如果在河道中形成淺灘和深潭,把岸線也做成補規則的,即有寬有窄,使護岸有陡有緩,擴大水麵和綠地,與岸邊綠地、樹林之間形成水、綠網絡,增強岸邊動植物棲息地的連續性,這樣,就可以營造出多種多樣的、豐富的環境條件,形成豐富、穩定的生態係統。從而,河流的自淨作用也大幅度提高。
    (3)形成優美的風景
    生態護岸不僅可以與周圍環境形成相協調的河道景觀,而且可以通過保護和建立豐富的生態係統使河水清澈見底、魚蝦涸遊、水草茂bv盛的自然生態景觀。

    2   生態護岸的基本思想和發展趨勢
    2.1 國內河道護岸現狀
           傳統的河道護岸往往是首先在滿足河道防洪、排澇、蓄水等功能的前提下,著重於河道的漿砌塊石或混凝土材料方麵的結構設計,很少去考慮河道與周邊曆史環境、社會環境、生態環境及人文環境的統一,所以往往治理後的河道與周圍的環境不相協調,而且河道的環境條件模式化,並使生物種類單一化,由此帶來的環境問題也相當嚴重。
    我國《國民經濟和社會發展第十個五年計劃》中提出,必須重視生態建設和環境保護,加強自然保護區和生態示範區建設,保護陸地和海洋生物的多樣性。人們在越來越注重城市環境和保護生物多樣性的同時,也開始注重水利工程的環境問題,在有些堤防和護岸的結構設計中開始注入環境水利的設計理念,如有些堤防護坡開始采用石籠網箱填充石料,在做護坡,利用石籠網箱內填充的石頭之間的縫隙,可以讓雜草和其他植物很好的生長,依靠草皮良好的根係而使護坡具有一定的固土和抗衝能力,另外,在水土保持、防止坡地雨水衝蝕等方麵也有一些應用。但總體說來,生態護岸在水利工程中的應用尚處於試驗和研究階段。

    2.2 生態護岸的基本思想和發展趨勢
           從20世紀80年代後期開始,人們越來越關注與己休戚相關的環境問題。尤其是人口密集的城市,人們開始建造公園、公共綠地、整治河道水環境等來改善環境。生態護岸建設方法是目前比較流行的一種河道環境綜合整治的新方法,它把水邊作為多種生物棲息空間的核心,並把河流建設成盡量接近於自然的狀態,創造出具有豐富自然並富有魅力的水邊環境。
           日本是生態設計用於水利工程的較好的國家,其10年前就開始提出“新水”的概念,並且在生態護岸方麵做了實踐;荷蘭也正在規劃和建設21世紀的人與自然和諧相處的水環境。根據國外的實踐,河道生態護岸建設的基本思想和設計原則及其發展趨勢主要表現在以下幾個方麵:
    (1)自然環境、生態係統的設置:主要通過擴大水麵和綠地、設置生物的生長區域和水質保護等實現;
    (2)水邊景觀的設計:通過設置建築物來保證與周圍環境的和諧以及保證水邊景觀的連續性、自然性;
    (3)親水空間的設計:通過水邊的台階、纜繩、綠地、亭台等設施來實現;
    (4)循環型空間的設計:采用石籠網箱、ag集团官网app擋牆,在其裏麵填充石頭、砂子等天然材料的多孔性構造,控製廢料的產生,盡量避免未來發生的處理問題及二次性環境汙染問題。
    3   原河道護岸形式及其對環境與生態的影響
    3.1 原河道護岸形式
    長期以來,人們比較注重河道本身的功能,如行洪、排澇等,因此河道斷麵形式單一,走向筆直,河道護坡結構也比較堅硬,其主要考慮的是河道的行洪速度、河道衝刷、水土保持等。因此,河道的護岸結構主要采用漿砌石或幹砌塊石護坡,現澆混凝土護坡,預製混凝土塊體護坡,或現在比較流行的土工模袋混凝土護坡等結構。
    3.2 原結構形式對環境與生態的影響
    原有的河道護岸和護坡結構形式是在一定曆史條件形成的,它在約束水的行為,防止水土流失方麵作出了較大成績,為廣大人民創造了一個相對安全的生活和發展空間.但是,其在對保護水的自然清潔和維持人與水環境的和諧方麵影響較大。
    (1)對景觀環境的影響
    整齊劃一的河道斷麵、筆直的河道走向,固然是一種景觀,但是它與現代人們追求的回歸自然的景觀需求不相一致。昔日的碧水漣漪、青草幽幽、白帆點點的景象被堅硬的護坡和擋牆破壞得無影無蹤,這與現代城市對河道與周邊無論現代或古典的建築藝術的協調要求相差甚遠。而且一旦這些結構遭到破壞以後,環境景觀就更差了。
    (2)對人類生存環境的影響
    我們暫且不說護坡及擋牆內材料(包括堿化骨科)的水化反應、炭化反應及各種添加劑(如早強劑、抗凍劑、膨脹劑等)在水中發生反應對水質和水環境的影響,就是讓人們長期生活在這種灰色、生硬、沒有活性的混凝土河岸邊,人們的身心健康也會道到侵害。在這種結構保護下的河道失去了河道原有的水邊環境和水環境的功能,人們失去了娛樂、休閑和親水的好去處,城市也因之失去了靈氣和精神。所以說,原有的護岸及護坡結構形式對人類的生存環境造成了較大的影響。
    (3)對生態環境的影響
    原有的護岸和護坡結構對河道坡麵采取了封閉的形式,河道中的生物和微生物失去了賴以生存的環境,很難生存下去,因此河道的自淨能力道到了破壞。同時各種水生植物也難以在堅硬的結構坡麵上生長,各種水生動物也因失去了生存環境而無法生存。整個生態係統的食物鏈就因一層堅硬的護坡結構而斷開,生態環境因此而遭到了破壞。更有甚者,有的河道護岸和護坡結構還采用了全斷麵護砌的結構,後果就更加嚴重,趨向就更加惡劣。
    4  生態護岸形式探討
    河道生態護岸建設的理念可以表述為:我們人類以客人的身份區拜訪自然(人類與自然的關係是客人與主人的關係),因此,不能按人類的意願任意地去改變自然,即使在需要最小限度地改變自然的情況下,也必須努力地以其他形式去恢複自然或建設自然,以進行必要的補償,這樣,才有可能使人與自然做到和諧共存。下麵就國內外一些經驗和筆者的一些初步設想作一些介紹。
    4.1 設計要點
    根據國內外生態護岸的成功經驗,結合各河道的特點,生態護岸的設計應兼顧如下原則:
    (1)生態護岸應滿足河道功能河堤防的穩定要求,並降低工程造價;
    (2)盡量減少剛性結構,增強護岸在視覺中的“軟效果”,美化工程環境;
    (3)進行水文分析,確定水位變幅範圍,結合植物調查結果,選擇不同區域和部位的合適的植物;
    (4)應合理的利用石籠網箱的多孔性構造,為生物提供一個安全的生長空間;
    (5)盡量采用自然的材料,避免二次環境汙染;
    (6)布置建築物時考慮人們的親水要求。
    4.2  生態護岸設計
    (1)自然原型護岸 
    自然原型護岸的做法通常采用發達根係固土植物來保護河堤及生態。
    發達根係固土植物在水土保持方麵有很好的效果,國內外對此研究也較多。采用發達根係植物進行護岸固土,既可以達到固土保沙,防止水土流失,又可以滿足生態環境的需要,還可進行景觀造景,在城市河道護岸方麵可以借鑒。
    固土植物可以選擇的主要有沙棘林、刺槐林、黃檀、池杉、龍須草、金銀花、油鬆、黃花、常青藤、蔓草等等,可以根據該地區的氣候選擇適宜的植物品種。
    采用植物保護河堤主要用於小河、溪流的堤岸保護和一些局部衝蝕的地方,以保證自然堤岸特性。如種植柳樹、白楊等具有喜水特性的植物,由它們發達的根係穩固土壤顆粒增加堤岸的穩定性,加之柳枝柔韌,順應水流,可以降低流速,防止水土流失,增強抗洪、保護河堤的能力。這種方法從工程角度上來講比較簡單,當河岸較陡時可輔助采用土工織物固坡。
    (2)人工自然型護岸
    人工自然型護岸做法不僅種植植被,還采用天然石材、木材護底,如在坡腳設置各種種植包、采用石籠或木樁等護岸,斜坡種植植被,實行喬灌結合,固堤護岸。在此基礎上,再采用鋼筋混凝土等材料,確保大的抗洪能力。
    (1)ag集团官网app與碎石複合種植基
    ag集团官网app與碎石複合種植基主要由鍍鋅或噴塑石籠網箱裝碎石、肥科及種植土組成。鍍鋅石籠網箱與碎石複合種植基一個最大的優點就是它比較適合於流速大的河道,抗衝刷能力強、整體性好、適應地基變形能力強,又能滿足生態型護岸的要求,即使進行全斷麵護砌,生物與微生物都能照樣生存。國外在這方麵已有較多工程實例。鐵絲網籠可以做成不同形狀,既可以用作護坡,又可以做成砌體擋土堵。
    (2)土工材料固土種植基
    土工材料固土種植基可分為土工網墊固土種植基、土工格柵固土種植基、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乙烯、聚丙烯等高分子材科製成的網墊和種植土、草籽等組成。固土網墊是由多層非拉伸網和雙向拉伸平麵網組成,在多層網的交接點經熱熔後粘接,形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏鬆、柔韌,有合適的高度和空間,可充填並存儲土鑲和沙粒。植物的根係可以穿過網孔均衡生長,長成後的草皮可使網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起。
    土工格柵固土種植基主要是土工格柵進行土體加固,並在岸坡上植草固土。土工格柵是以聚丙烯、高密度聚乙烯為原料,經擠壓、拉伸而成,有單向、雙向土工格柵之分。設置土工格柵,增加了土體摩阻力,同時土體中的孔隙水壓力也迅速消散,所以增加了土體整體穩定和承載力。而且,由於格柵的錨固作用,抗滑力矩增加,草皮生根後草、土、格柵形成一體,更加提高了岸坡的穩定性。
    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的網片整體,在蜂窩狀單元中填土植草,達到固土護坡的作用。

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