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【摘 要】 论文首先对堤防工程生态技术必要性进行了说明,然后在对防洪护坡创新中应重视的几个问题进行了分析,最后详细阐述了护坡生态化设计技术。
【关键词】 水利工程;护坡;生态化技术
一、前言
随着当今社会的不断发展,生产和生活中对生态的要求也日益渐高。因此,积极采用科学的技术、不断完善利工程项目护坡生态化技术就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、堤防工程生态技术必要性
随着科学进步,人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。
近年来,各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中,已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设。比如生态型护坡技术,堤防绿化措施等。但是这些技术经验还缺乏系统的总结,也迫切需要有关技术规范和技术导则的指导,使之更具科学性和规范化。
三、防洪护坡创新中应重视的几个问题
1、從政策上支持
长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广,必然会遇到这样那样的阻力。因此,必须要有一定的政策支持,才能确保新一代护坡技术的广泛使用。
2、既重视具体设计、又重视宏观视野
护坡设计看似简单,但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案,必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
3、重视科技创新
护坡是一种相对低技术含量的水利工程,如果大量引进采用国外产品,经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家,都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此,我们要重视科技创新,充分调动水利科技工作者的积极性,开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。
4、材料的创新是关键
河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料,其成本占工程总费用的比例大。因此,一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新,加快开采、加工、运输各环节配套升级,制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策,将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
5、建设资源节约型护坡
受资源约束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺,资源的利用和保护成为人民关注的焦点。
1、重视可行性研究,减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或非工程措施解决,有些河段完全可以这样做。如:河岸凸凹不平,边坡土质抗冲刷能力强的河段;河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然,硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的,只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究,是实现资源节约的前提。
2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大。必须开拓新的思路。首先,尽量减少可再生资源的使用量,其次考虑护坡的造价与使用年限。尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势。提高预制混凝土构件的强度。强度提高了,可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。
四、护坡生态化设计技术
近些年来,我国生态护坡技术呈现出快速的发展趋势,形式也越来越多样化,尤其是在很多大中型城市的水利工程中得到了广泛的运用。当前,护坡生态化设计技术有很多种,如植被护坡、土工材料固土种植、植被型生态混凝土等。
1、植被护坡技术
植物所具有的独特的根系能够起到有效的固土作用,因此在水土保持方面也有着很好的效果,所以利用根系发达的植物来进行护坡固土,不仅能够起到有效的固土和防止水土流失的作用,同时也能够有效地改善工程周围的自然环境,另外也可以作为观赏,美化人们的心情。因此,在水利防洪工程中有着广泛的应用。但是需要注意的是,利用植物护坡也存在着一定的问题,在强大的雨水作用下,护坡很容易形成深沟,对景观的整体性产生影响,因此,一般需要长期侵泡在水下的迎水坡面和重点防洪地段一般不适合使用植被护坡技术。
2、土工材料固土种植基护坡技术
在通常情况下,土工材料固土种植基可以分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种方式,不同的种植基方式有着不同的防护效果。土工网垫固土方法主要是利用聚丙烯等高分子材料支撑的网垫与当地的土体进行结合,进而形成网垫固土,其通过多个方向的拉伸网的作用,在不同的网层焦点位置进行连接,这样便形成一个巨大的空间网垫。通过这种网垫方式,为植被根系的生长提供了更为柔韧的空间,利用土壤和沙砾进行填充,植物的根系便可以在网垫下均衡的生长,长成之后便形成了草皮、泥土等结合体,起到一定的固土作用。总的来说,土工材料固土种植基的方式具有较强的稳定性,在外框方面具有一定的稳固性,但是在遇到较大的洪水浸泡时,其防护作用便无法发挥,因此当前在防水坡面的保护中一般不适用。
3、植被型生态混凝土护坡植被
植被型生态混凝土护坡植被主要是由混凝土、保水材料、缓释肥料等组成,其具有较强的透气性,而且能够有效的保证植被土与空气之间的湿热交换能力,通过表层植被的作用,能够减少土中水分的蒸发,并且为植被的生长提供所必要的养分和水分。该护坡技术对于水流具有一定的抗冲刷性能,同时其表面的植被也能对水流起到一定的缓冲作用,所以应用较为广泛。同时,在北方寒冷地区,利用该护坡技术能够有效地将土体中的含水量降低,以此来减少冻害产生的危害。 4、生态化护坡施工工艺流程的论述
(一)平整坡面
若边坡基面夯实和找平工作处理得不好,会直接影响生态砌块铺设质量与整个边坡防护工程的施工速度。在砌块铺设前,把需要铺设的基面按设计坡度要求进行严格的找平和夯实工序。一般按照10~15m为一段,通过挂线、水平仪上下找平等技术手段完成找平工作,然后按照边坡防护设计坡度要求进行边坡地基清污夯实处理,清除地基上原有的杂草、树根、以及其它突出物。对于边坡地基表面如有较大的突出物或深坑时,应用相应推土机进行预推平,然后用相应的夯实机进行边坡表面平整、密实,直到符合边坡坡度设计要求为止。
(二)铺碎石和土工布
在已完成的边坡基面上铺设滤水土工布,且相临土工布间搭接不得小于100mm,而且伸入两端基面深度应不小于1m。
(三)铺装生态护坡砌块
在生態护坡砌块前应先计算排放位置,并按照设计次序从下向上排成两列。在设计时,应严格计算护坡所需用的生态砌块量、生态砌块上、下沿与两边趾墙间的间隙等数据,并结合工程特性要求严谨确定第一块生态砌块的具体安放位置,第一块生态砌块所安放性能好坏直接影响到整个护坡砌块的铺设质量。铺设生态砌块一般在左下边沿或右下边沿同时开始铺设两行生态护坡砌块,长约10m,然后再按45°角斜向上逐一进行铺设。
五、水利工程生态护坡质量控制要素
1、重视护坡工程的可行性研究、尽量减少硬化河道护坡
尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或用非工程措施解决。在我国—些地方的河段完全可以这样做。比如:河岸凹凸不平、边坡土质抗冲刷能力强、数十年未发生崩岸的河段;河流岸滩较宽、边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水面边坡在特大洪水年份也未发生浪坎、跌窝等险情的河段。
当然,河道岸坡硬化混凝土护对于防洪来说是有利的。近年来我国水利工程的生态与环境评估越来越受到重视,采用工程措施还是非工程措施必须综合分析,权衡利弊。总之,对河道堤防护坡工程进行严谨科学的可行性研究,是实现资源节约的前提。
2、工程技术措施的思路要创新
采用任何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统设计思路上进行优化创新这种可能性不大,必须开拓新的思路。首先要尽量减少不可再生资源的使用量,其次是从护坡的造价与使用年限。
3、开阔工程技术设计思路
尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势。提高预制混凝土构件的强度。强度提高了,可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。
4、生态护坡建设应适应经济社会的发展
生态护坡是实现生态水利的一部分。因此,发展生态护坡必须适应我国自然环境和社会发展的需要。
护坡首先要满足防洪功能,就是说护坡主要的作用是防御洪水,其它功能都服务于防洪、护坡满足生态需求但不能因此而削弱其主导功能。生态护坡最主要特征是恢复河流天然属性。应尽量选择天然材料如天然石材、草皮等。尽量少用水泥和人工合成材料。天然材料产生于自然、耐久性好,与河流不相排斥,即使发生化学反应也很漫长,而人工合成材料却难以做到这一点。天然材料的另一特性就是容易在河道中形成新的自然平衡,较快恢复河道天然景观。发达国家修建生态护坡的一些做法值得借鉴,但要进一步消化吸收,不能照搬。
六、结束语
护坡生态化技术作为水利工程项目管理的核心工作之一。对工程项目的护坡生态化方面具有十分重要的作用。我们必须将科学技术融合到项目管理工作中。
参考文献:
[1]霍文义.水利工程护坡生态化设计技术分析[J].大观周刊,2012
[2]杨立生,徐永新.水利工程护坡生态化设计技术分析[J].价值工程,2010
【关键词】 水利工程;护坡;生态化技术
一、前言
随着当今社会的不断发展,生产和生活中对生态的要求也日益渐高。因此,积极采用科学的技术、不断完善利工程项目护坡生态化技术就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、堤防工程生态技术必要性
随着科学进步,人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形态直线化,河道横断面几何规则化,河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化,包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化,筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度,充分认识这种负面作用,积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿,维护水域生态系统的功能,是流域生态建设的重要任务之一。
近年来,各地在进行防洪工程建设和河流整治工程中,已经采取了一些新技术和新材料加强河流的生态建设。比如生态型护坡技术,堤防绿化措施等。但是这些技术经验还缺乏系统的总结,也迫切需要有关技术规范和技术导则的指导,使之更具科学性和规范化。
三、防洪护坡创新中应重视的几个问题
1、從政策上支持
长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广,必然会遇到这样那样的阻力。因此,必须要有一定的政策支持,才能确保新一代护坡技术的广泛使用。
2、既重视具体设计、又重视宏观视野
护坡设计看似简单,但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案,必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
3、重视科技创新
护坡是一种相对低技术含量的水利工程,如果大量引进采用国外产品,经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家,都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此,我们要重视科技创新,充分调动水利科技工作者的积极性,开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。
4、材料的创新是关键
河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料,其成本占工程总费用的比例大。因此,一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新,加快开采、加工、运输各环节配套升级,制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策,将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
5、建设资源节约型护坡
受资源约束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺,资源的利用和保护成为人民关注的焦点。
1、重视可行性研究,减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或非工程措施解决,有些河段完全可以这样做。如:河岸凸凹不平,边坡土质抗冲刷能力强的河段;河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然,硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的,只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究,是实现资源节约的前提。
2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大。必须开拓新的思路。首先,尽量减少可再生资源的使用量,其次考虑护坡的造价与使用年限。尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势。提高预制混凝土构件的强度。强度提高了,可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。
四、护坡生态化设计技术
近些年来,我国生态护坡技术呈现出快速的发展趋势,形式也越来越多样化,尤其是在很多大中型城市的水利工程中得到了广泛的运用。当前,护坡生态化设计技术有很多种,如植被护坡、土工材料固土种植、植被型生态混凝土等。
1、植被护坡技术
植物所具有的独特的根系能够起到有效的固土作用,因此在水土保持方面也有着很好的效果,所以利用根系发达的植物来进行护坡固土,不仅能够起到有效的固土和防止水土流失的作用,同时也能够有效地改善工程周围的自然环境,另外也可以作为观赏,美化人们的心情。因此,在水利防洪工程中有着广泛的应用。但是需要注意的是,利用植物护坡也存在着一定的问题,在强大的雨水作用下,护坡很容易形成深沟,对景观的整体性产生影响,因此,一般需要长期侵泡在水下的迎水坡面和重点防洪地段一般不适合使用植被护坡技术。
2、土工材料固土种植基护坡技术
在通常情况下,土工材料固土种植基可以分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种方式,不同的种植基方式有着不同的防护效果。土工网垫固土方法主要是利用聚丙烯等高分子材料支撑的网垫与当地的土体进行结合,进而形成网垫固土,其通过多个方向的拉伸网的作用,在不同的网层焦点位置进行连接,这样便形成一个巨大的空间网垫。通过这种网垫方式,为植被根系的生长提供了更为柔韧的空间,利用土壤和沙砾进行填充,植物的根系便可以在网垫下均衡的生长,长成之后便形成了草皮、泥土等结合体,起到一定的固土作用。总的来说,土工材料固土种植基的方式具有较强的稳定性,在外框方面具有一定的稳固性,但是在遇到较大的洪水浸泡时,其防护作用便无法发挥,因此当前在防水坡面的保护中一般不适用。
3、植被型生态混凝土护坡植被
植被型生态混凝土护坡植被主要是由混凝土、保水材料、缓释肥料等组成,其具有较强的透气性,而且能够有效的保证植被土与空气之间的湿热交换能力,通过表层植被的作用,能够减少土中水分的蒸发,并且为植被的生长提供所必要的养分和水分。该护坡技术对于水流具有一定的抗冲刷性能,同时其表面的植被也能对水流起到一定的缓冲作用,所以应用较为广泛。同时,在北方寒冷地区,利用该护坡技术能够有效地将土体中的含水量降低,以此来减少冻害产生的危害。 4、生态化护坡施工工艺流程的论述
(一)平整坡面
若边坡基面夯实和找平工作处理得不好,会直接影响生态砌块铺设质量与整个边坡防护工程的施工速度。在砌块铺设前,把需要铺设的基面按设计坡度要求进行严格的找平和夯实工序。一般按照10~15m为一段,通过挂线、水平仪上下找平等技术手段完成找平工作,然后按照边坡防护设计坡度要求进行边坡地基清污夯实处理,清除地基上原有的杂草、树根、以及其它突出物。对于边坡地基表面如有较大的突出物或深坑时,应用相应推土机进行预推平,然后用相应的夯实机进行边坡表面平整、密实,直到符合边坡坡度设计要求为止。
(二)铺碎石和土工布
在已完成的边坡基面上铺设滤水土工布,且相临土工布间搭接不得小于100mm,而且伸入两端基面深度应不小于1m。
(三)铺装生态护坡砌块
在生態护坡砌块前应先计算排放位置,并按照设计次序从下向上排成两列。在设计时,应严格计算护坡所需用的生态砌块量、生态砌块上、下沿与两边趾墙间的间隙等数据,并结合工程特性要求严谨确定第一块生态砌块的具体安放位置,第一块生态砌块所安放性能好坏直接影响到整个护坡砌块的铺设质量。铺设生态砌块一般在左下边沿或右下边沿同时开始铺设两行生态护坡砌块,长约10m,然后再按45°角斜向上逐一进行铺设。
五、水利工程生态护坡质量控制要素
1、重视护坡工程的可行性研究、尽量减少硬化河道护坡
尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或用非工程措施解决。在我国—些地方的河段完全可以这样做。比如:河岸凹凸不平、边坡土质抗冲刷能力强、数十年未发生崩岸的河段;河流岸滩较宽、边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水面边坡在特大洪水年份也未发生浪坎、跌窝等险情的河段。
当然,河道岸坡硬化混凝土护对于防洪来说是有利的。近年来我国水利工程的生态与环境评估越来越受到重视,采用工程措施还是非工程措施必须综合分析,权衡利弊。总之,对河道堤防护坡工程进行严谨科学的可行性研究,是实现资源节约的前提。
2、工程技术措施的思路要创新
采用任何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统设计思路上进行优化创新这种可能性不大,必须开拓新的思路。首先要尽量减少不可再生资源的使用量,其次是从护坡的造价与使用年限。
3、开阔工程技术设计思路
尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势。提高预制混凝土构件的强度。强度提高了,可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。
4、生态护坡建设应适应经济社会的发展
生态护坡是实现生态水利的一部分。因此,发展生态护坡必须适应我国自然环境和社会发展的需要。
护坡首先要满足防洪功能,就是说护坡主要的作用是防御洪水,其它功能都服务于防洪、护坡满足生态需求但不能因此而削弱其主导功能。生态护坡最主要特征是恢复河流天然属性。应尽量选择天然材料如天然石材、草皮等。尽量少用水泥和人工合成材料。天然材料产生于自然、耐久性好,与河流不相排斥,即使发生化学反应也很漫长,而人工合成材料却难以做到这一点。天然材料的另一特性就是容易在河道中形成新的自然平衡,较快恢复河道天然景观。发达国家修建生态护坡的一些做法值得借鉴,但要进一步消化吸收,不能照搬。
六、结束语
护坡生态化技术作为水利工程项目管理的核心工作之一。对工程项目的护坡生态化方面具有十分重要的作用。我们必须将科学技术融合到项目管理工作中。
参考文献:
[1]霍文义.水利工程护坡生态化设计技术分析[J].大观周刊,2012
[2]杨立生,徐永新.水利工程护坡生态化设计技术分析[J].价值工程,2010