三種生態護坡技術
生態護坡的內涵
生態護坡設計原則，
生態護坡種類
三種護坡的應用範圍和適用條件，
生態護坡的應用例項。
傳統的河道護坡：
漿砌或幹砌塊石護坡、
現澆混凝土護坡、
預製混凝土塊體護坡。
優點：河道岸坡的穩定性強
行洪排澇功能強
缺點：造價較高
維護難度較大
破壞環境和生態。
生態護坡
優點：水利工程的功效
景觀「親水」、
生態環保、
建築藝術
型別：植被草、
土工材料綠化網、
水力噴播植草、
植被型生態混凝土、
水泥生態種植基、
土壤固化劑
生態護坡的內涵
生態護坡概念的內涵：
一是河道護坡滿足防洪抗衝標準要求，要點是構建能透水、透氣、生長植物的生態防護平台。
二是河道護坡滿足邊坡生態平衡要求，即要建立良性的河坡生態系統，由高大喬木、低矮灌木、花草、魚巢、水草、動物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體組成河坡立體生態體系。
生態護坡應是「既滿足河道體系的防護標準，又利於河道系統恢復生態平衡」的系統工程。前乙個要素是人對自然的要求，即人們為了社會經濟的發展和安全改造自然；後乙個要素反映了人們對自然的尊重，即改造自然但不破壞自然的平衡。二者結合體現了「人與自然和環境協調發展」理念。
生態護坡的設計原則
1 水力穩定性原則
護坡的設計首先應滿足岸坡穩定的要求。岸坡的不穩定性因素主要有：① 由於岸坡面逐步沖刷引起的不穩定；② 由於表層土滑動破壞引起的不穩定；③ 由於深層滑動引起的不穩定。
因此，應對影響岸坡穩定的水力引數和土工技術引數進行研究，從而實現對護坡的水力穩定性設計。
2 生態原則
生態護坡設計應與生態過程相協調，盡量使其對環境的破壞影響達到最小。這種協調意味著設計應以尊重物種多樣性，減少對資源的剝奪，保持營養和水迴圈，維持植物生境和動物棲息地的質量，有助於改善人居環境及生態系統的健康為總體原則。主要包含以下三個方面：
a 當地原則。
設計應因地制宜，在對當地自然環境充分了解的基礎上，進行與當地自然環境相和諧的設計。包括：①尊重傳統文化和鄉土知識；② 適應場所自然過程，設計時要將這些帶有場所特徵的自然因素考慮進去，從而維護場所的健康；③ 根據當地實際情況，盡量使用當地材料、植物和建材，使生態護坡與當地自然條件相和諧。
b保護與節約自然資源原則。
對於自然生態系統的物流和能流，生態設計強調的解決之道有4條：①保護不可再生資源，不是萬不得已，不得使用；②盡可能減少能源、土地、水、生物資源的使用，提高使用效率；③利用原有材料，包括植被、土壤、磚石等服務於新的功能，可以大大節約資源和能源的耗費；④盡量讓護坡處於良性迴圈中，從而使資源可以再生。
c回歸自然原則。自然生態系統為維持人類生存和滿足
其需要提供各種條件和過程，這就是所謂的生態系統的服務。著重體現在：① 自然界沒有廢物，每乙個健康生態系統，都有完善的食物鏈和營養級，所以生態設計應使系統處於健康狀態；②邊緣效應，在兩個或多個不同的生態系統邊緣帶，有更活躍的能流和物流，具有豐富的物種和更高的生產力，也是生物群落最豐富、生態效益最高的地段，河道岸坡作為水體生態與陸地生態之間的邊緣帶，在設計時應充分考慮其邊緣效應；③生物多樣性，保持有效數量的動植物種群，保護各種型別及多種演替階段的生態系統，尊重各種生態過程及自然的干擾，包括自然火災過程、旱雨季的交替規律以及洪水的季節性氾濫。
生態護坡介紹
1 植物護坡
用發達根系植物進行護坡固土優點：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以進行景觀造景。
案例：吉林省西部嫩江植物護坡，以當地的牛毛草、早熟禾、翦股穎等8種草本植物為護坡植物，河柳等灌木為迎水坡腳防浪林。
固土植物可根據該地區的氣候選擇較為適宜的植物品種，一般考慮以下條件：
a對土質要求不高，適應氣候條件強。耐酸、耐鹼、耐寒冷、耐高溫、耐乾旱等，生長能力強。
b根系發達，莖幹低矮、枝葉茂盛、生長快、綠期長，能夠迅速覆蓋地表。
c生根性強，成活率高，並能夠吸收深層水分和養分，有效固土。
d**低廉、管理粗放、無須養護、無病蟲害與雜草競爭性強。
植物護坡工程中，常用的植物分為冷季型和暖季型。
冷季型的植物主要有：高羊茅、多年生黑麥草、細弱翦股穎、無芒雀麥、草地早熟禾白三葉、紅三葉、百脈根等；
暖季型的主要有：百幕大(狗芽根)、馬尼拉、野牛草、假儉草等。種草應考慮混播。
播種方法：
1 人工種植或移植法；
2 草皮卷護坡法；
3 水力噴播法等。
水力噴播植草
以水為載體，將經過技術處理的植物種子、木纖維、粘合劑、保水劑、複合肥等材料混合後，經過噴播機的攪拌，噴灑在需要種植草坪的地方，從而形成初級生態植被。優點：可全天候施工，速度快，工期短；成坪快，減少養護費用；不受土壤條件差、氣象環境惡劣等影響。
植物護坡缺點
護坡當年易被雨沖刷形成深溝，護坡效果差，影響景觀。長期浸泡在水下、行洪流速超過3m/s的土堤迎水坡面和防洪重點地段(如河流彎道)不適宜植草護坡。
2 三維植被網護坡
三維植被網原先多用於山坡及高速公路路坡的保護，現在也開始被用於河道岸坡的防護。它是主要利用活性植物並結合土工合成材料，在坡面構建乙個具有自身生長能力的防護系統，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術。根據岸坡地形地貌、土質和區域氣候等特點，在岸坡表面覆蓋一層土工合成材料並按一定的組合與間距種植多種植物，通過植物的生長達到根系加筋、莖葉防沖蝕的目的，可在坡面形成茂密的植被覆蓋，在表土層形成盤根錯節的根系，有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕，增加土體的抗剪強度，減小孔隙水壓力和土體自重力，從而大幅度提高岸坡的穩定性和抗沖刷能力。
土工網對減少岸坡土壤的水分蒸發，增加入滲量有較好的作用。
三維植被網護坡優點：
綜合了土工網和植物護坡的優點，起到了復合護坡的作用。邊坡的植被覆蓋率達到30％以上時，能承受小雨的沖刷，覆蓋率達80％以上時能承受暴雨的沖刷。待植物生長茂盛時，能抵抗沖刷的徑流流速達6m/s，為一般草皮的2倍多。
同時，由於土工網材料為黑色的聚乙烯，具有吸熱保溫的作用，可促進種子發芽，有利於植物生長。
這種護坡形式雖然比單純植物護坡抗雨水沖刷效果好，但還不能完全應用到堤防迎水坡面。以後又有進一步發展，用混凝土、石籠等做成外框來增加坡面穩定性，但還是難以長時問抵禦較大洪水侵蝕。
3 植被型生態混凝土護坡
植被型生態混凝土由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細摻和料組成，是植被型生態混凝土的骨架。保水材料以有機質保水劑為主，並摻入無機保水劑混合使用，為植物提供必需的水分。
表層土鋪設於多孔混凝土表面，形成植被發芽空問，減少土中水分蒸發，提供植被發芽初期的養分和防止草生長初期混凝土表面過熱。很多植被草都能在植被型生態混凝土上很好生長，實驗過程中，紫羊毛、無芒雀麥表現出優異的耐寒效能。
優點：既實現了混凝土護坡，又能在坡上種植花草，美化環境，使硬化和綠化完美結合。
具有較好的抗沖刷效能，上面的覆草具有緩衝效能。由於草根的「錨固」作用，抗滑力增加，草生根後，草、土、混凝土形成一體，更加提高了堤防邊坡的穩定性，經實測，對邊距45em的六角形綠化混凝土孔構件，原重量30kg，長草生根後拔起力達到160kg。
多孔混凝土孔隙率高達40％以上，表面等效孔徑2cm～3cm，孔隙自構件頂表面可蜿蜒通至地面，在堤防護坡工程中，受水位驟降的影響較小；在季節性寒冷地區，有利於排出和降低被保護土內含水量，減少凍害破壞。
多孔混凝土具有較高透氣性，在很大程度上保持了被保護土與空氣間的溼、熱交換能力。
植被型生態混凝土構件厚度與單塊幾何尺寸，可以按照《堤防工程設計規範》(gb50286—98)有關規定計算。由於草根的「錨固」作用，將會使上述計算結果更加趨於安全。
生態混凝土護坡案例
北運河生態護坡：位於北京通縣北關分洪閘下游運潮減河右岸邊坡上。該處河道為梯形複式斷面，底寬80m，河底高程16.
8m，邊坡為l:4，坡長約22.7m；邊灘寬約22.
3m，高程24.1m，堤頂高程24.9m。
堤坡為土坡，基底較為密實。
工程總面積約15341m2。其中鋪設三維網15000m2，植草磚341m2魚巢500延公尺漿砌基礎，204m2，植草15341m2，按20年一遇標準洪水，設計流量為600m/s，水位21.77m，防沖流速1.
2m/s，洪水不漫灘。採取的工程措施包括：(1)構造適宜於生態的邊坡防護平台；(2)在防護平台上植草。
防護平台
在上游彎道頂衝部分採用植草混凝土磚防護坡面，順直段全部採用三維網護坡。坡腳全部採用魚巢磚和植草牆磚護底，以滿足防沖要求。
立體生態防護體系
以根系生長深、能抗水流沖刷、耐粗放管理、節水、兼顧美觀等作為草種條件，選擇結縷草、野牛草、黑麥草等十幾種以及l2種野花做點綴。
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