防洪工程的生态护坡研究论文

2022-04-28

摘要:自古以来,水利工程便在防洪防汛中发挥着十分重要的作用,历朝历代也对水利工程建设予以了高度重视,在现代社会中更是如此,并将水利工程建设提升到了国家战略高度,这也彰显着我国防洪防汛与经济发展的决心。今天小编给大家找来了《防洪工程的生态护坡研究论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

防洪工程的生态护坡研究论文 篇1:

浅析防洪工程的生态护坡

摘要:生态护坡不仅具有传统护坡的功能。而且还融入了景观、文化和生态等多方面内容,从而可以实现人与自然的和谐共处。在对生态护坡概念分析的基础上.剖析了生态护坡的内涵,介绍了目前主要的生态型护坡技术,并对其优缺点进行了评价,最后提出了生态护坡技术创新时应该注意的问题。

关键词:防洪工程;生态护坡;内涵;技术;问题

防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施,通过技术创新,来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡形式,是水利工程设计和防洪建设的一大课题。人们在追求人与自然和谐相处的条件下,对生态护坡的要求越来越高。防洪工程生态护坡建设应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,使护坡工程与周围环境融为一体。现将以可持续发展的观点,就水利防洪工程生态护坡谈几点认识。

一 生态护坡是防洪工程的发展趋势

生态护坡是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下,日益受到重视的。随着我国经济快速发展,生态与环境恶化日益加重,特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革,为减少水质污染,与自然环境和景观相适应的新型生态护坡形式脱颖而出,生态护坡是防洪工程发展的必然趋势,对生态护坡的研究也不断深入。

二 生态护坡的内涵

生态护坡,是指“用活的植物.单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合,以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”,其途径与手段是利用植披进行坡面保护和侵蚀控制。目前,工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提,在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时,兼顾工程的环境效应和生物效应,以达到一种土体和生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态。

三 生态护坡的技术

我国生态护坡技术近期发展较快,形式多样的生态护坡技术已经在北京,上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用。目前采用的生态护坡技术主要有:植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面,但在防洪护坡使用上可以借鉴和参考。下面介绍几种生态护坡技术:

(一)植物护坡。发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用发达根系植物进行护坡固土,既可以达到固土保沙.防止水土流失,又可以满足生态环境的需要,还可以进行景观赏,在防洪工程护坡方面可以借鉴。城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成深沟,护坡效果差,影响景观。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m/s的土堤迎水坡面和防洪重点地段(如河流弯道)不适宜植草护坡。

(二)土工材料固土种植基护坡。土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。土工网垫固土种植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成,在多层网的交接点经热熔后牯接,形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧,有合适的高度和空间,可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长,长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。另外,现在又出一种土工单元固土种植基,即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性,虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些,但还是难以抵御较大洪水侵蚀,还不能应用到堤防迎水坡面。

(三)植被型生态混凝土护坡植被。该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架,具有较高透气性,在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。保水材料以有机质保水剂为主,并掺人无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分。表层土铺设于多孔混凝土表面,形成植被发芽空间,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分,防止草生长初期混凝土表面过热。植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲性能。这种护坡受水位骤降的影响较小;在季节性寒冷地区,有利于排出和降低被保护土内含水量,减少冻害破坏。

四,防洪护坡创新中应重视的几个问题

(一)从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯干建设传统护坡。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。

(二)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。

(三)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。

(四)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。

(五)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,士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。(1)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。(2)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。

五 结语

根据目前国情,具有适用性、经济性和质量效益的生态护坡值得推广应用。针对生态护坡难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入朝生态护坡发展,真正做到。尊重自然,恢复自然”,保护好现有的自然资源。

本文阐述了生态护坡的内涵以及生态护坡技术.介绍植物护坡、土工材料固土种植基护坡和植被型生态混凝土护坡植被三种生态护坡技术,并分析了防洪护坡中应重视的几个问题。展望未来.生态护坡技术将有一个十分广阔的前景。

作者:冯丽杰

防洪工程的生态护坡研究论文 篇2:

水利工程建设中生态护坡的应用措施探讨

摘 要:自古以来,水利工程便在防洪防汛中发挥着十分重要的作用,历朝历代也对水利工程建设予以了高度重视,在现代社会中更是如此,并将水利工程建设提升到了国家战略高度,这也彰显着我国防洪防汛与经济发展的决心。近些年来,随着水利工程建设的不断兴起,生态护坡作为防洪防汛的一种重要手段,在水利工程建设中得到了非常广泛的应用,但它和传统护坡存在一定的差异,这也使其成为水利工程建设中的一项关键技术。为此,本文对水利工程建设中生态护坡的应用措施进行深入的分析与探讨,希望能为水利工作人员带来一定的启示与参考。

关键词:水利工程 生态护坡 防洪防汛 应用措施

1 水利工程建设中生态护坡综述

1.1 生态护坡与传统护坡间的差异

生态护坡是一门综合性的学科,它集成了植物学、土壤学、生态学、水力学及力学等多门学科的知识与内容,其在水利工程建设中是一种以环境保护为理念的关键护坡技术,通过对边坡进行一定程度的加固、支挡与防护来确保水利工程建设中的边坡安全。生态护坡与传统护坡之间的差异体现在生态护坡不侧重于护坡强度,而更关注于环境的保护与重视。传统的护坡技术主要是通过混凝土护坡等方式来实现边坡保护,但在护坡作用上却较为单一,不仅观感较差,难以保护环境,还会对环境造成一定的破坏。而生态护坡则充分兼顾了环境工程与岩土工程的双重应用优势,它不仅能够起到明显的护坡效果,还有在很大程度上对周边的环境进行美化与改善,还起到稳固边坡的作用。

1.2 生态护坡的施工特点及意义

现阶段,对于生态护坡的概念尚未形成较为权威性的诠释,但生态护坡的施工特点却比较明显,生态护坡是以减轻环境污染、降低资源浪费为施工原则的,这也使生态护坡施工中所选用的材料大部分都是环保材料。此外,生态护坡在施工过程中,不仅要确保起到护坡的作用,还要对其所起到的生态意义进行重点关注,采取措施来维护生态平衡,减轻水污染问题。生态护坡的意义在于它能够推动我国环保事业,有助于生态保护,同时更是实现社会经济可持续发展目标的重要手段,在生态水利的发展中发挥着极大的助力作用。

2 水利工程建设中生态护坡的应用措施

在分析了水利工程建设中生态护坡与传统护坡间的差异以后,对生态护坡的施工特点及意义进行了明确,在生态护坡施工中,更应遵循其施工特点进行科学的实施,通过合理运用生态护坡技术才能使其作用得到最大限度的发挥。为此,以下便对水利工程建设中生态护坡的应用措施进行探讨。

2.1 人工种植植被护坡措施

在水利工程建设中,对生态护坡施工的常见措施便是利用人工播种的方法来种植花草,使水利工程的坡体表面形成一层由绿色植物和花草组成的绿色植被,而这便是人工种植植被护坡措施。人工种植植被护坡主要是利用绿色植被的根系来满足防洪防汛要求的,同时人工种植植被还能起到良好的固土效果,避免因泥石流或水土流失等问题给水利工程的坡体结构带来不利影响。现如今,人工种植植被护坡技术的实际应用已经趋于成熟,能够有效满足维持坡体生态平衡的要求。通常来说,可以通过对草皮平铺护坡的方式来达到稳固土体要求,该方法要求将自然植被铺到需要进行防护的坡体表面当中,这样能够使绿色植被的功能得到最大限度的发挥。该方法主要适用于边坡坡度比较平缓的情况,而对于水位流动湍急及坡度较大的坡面则应用不多。

2.2 客土植被护坡措施

客土植被护坡措施能够起到非常理想的稳固水土的作用,该方法是生态护坡的常用措施之一,能够为坡面创造非常良好的自然空间环境,以此促使自然植物生长。在应用该措施时,需要按照规定的比例对各种植物进行整合,并掺入粘合剂与缓释复合肥来制作客土。然后将制成的客土铺设到水利工程护坡表面上,这样就能够使客土上的植物受到客土滋养而实现快速生长。需要注意的是,在客土制作时需要确保土层具备相应的转换热度与施度,以此控制水分的不良损耗,在后期时为了确保客土上的植被能够对水分进行吸收,还应适当掺入一定量的混合保水剂,这样能够使坡体植被的抗侵蚀与抗冲刷能力得到显著提高。该措施在土坡、岩基坡面、水库边坡及沙坡中的应用比较常见。

2.3 网络生态护坡措施

所谓网络生态护坡是利用砖石砌块、腐殖土、混凝土构造来构建一种生态护坡网络系统,并在腐蚀土中种植一些绿色植物,通过植物根系与工程自身的护坡结构来形成具备较强护坡功能的综合型护坡系统。该措施能够对水利工程周边的生态环境进行优化,使生态环境的质量得以显著提高。该措施实现了自然植被护坡与人工护坡的有效结合,它相比于其他护坡措施来说,其灵活性与应用价值都要更高。

2.4 土工材料固土护坡措施

对水利工程坡体的防护,最佳的方法便是通过植被来实现,利用植被进行护坡所具备的生态效应与固坡效果是其他护坡技术所无法比拟的,但植被在护坡过程中需要得到环境、水分及土壤的支持,这也是确保植被生长的必要条件。因此,为了确保植被的稳固性,可以在护坡过程中引入相应的土工材料来实现。比如可以通过聚丙烯化合物的应用来制作固土网垫,在固土网垫中填入可供植物生长所需的土壤,同时确保土壤中的水分与养分能够满足植物生长需求,然后在土壤中种植根系比较发达的绿色植物,使这些绿色植物能够在固土网垫 中通过网孔来吸收养分,进而使绿色植被得以充分成长。通过这种方法能够使泥土、绿色植被及聚丙烯实现有效结合,从而起到良好的固土护坡效果。

2.5 水利工程喷播种草护坡措施

在水利工程中,喷播种草护坡措施是通过规定的比例对改良剂、粘合剂、肥料及草皮种子进行调配,然后将其應用到防洪坡面中,采用机械施压法对配料进行喷酒,这些配料在经过一段时间后会牢牢附着在防洪坡面上,植物种子便会在配料的滋养下慢慢生长,植物根系也会越来越发达,并最终起到稳固土体的作用,进而达到护坡效果。现如今,喷播种草护坡措施凭借着操作简单、稳固土体效果好等应用优势,使其在水利工程建设中得到了非常广泛的应用,并已经成为水利工程坡体防护的主流技术。

总而言之,在水利工程建设中,对坡体的施工与防护是非常重要的,它对于确保水利工程使用质量,保障工程项目运行效果具备着非常重要的现实意义与极高的应用价值。不过,现阶段的水利工程建设中,对于坡体的防护与施工仍旧存在诸多问题亟待解决,这也是施工单位需要迫切解决的,只有因地制宜采取科学合理的护坡措施,才能使水利工程的应用价值得到最大程度的体现。

参考文献

[1] 贺隆元,潘昆,陈春武,等.生态护坡技术在云南省水利工程中运用的探讨[J].林业建设,2015(4):142-145.

[2] 李芳.水利防洪工程中生态护坡建设研究[J].中国高新技术企业,2017(2):118-119.

作者:董书萌

防洪工程的生态护坡研究论文 篇3:

浅谈防洪工程的生态护坡

【摘要】防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施,将生态护坡功能与工程功能及安全功能同等考虑,选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式。防洪工程生态护坡工程建设应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,使护坡工程与周围环境融为一体。

【关键词】防洪工程;生态;护坡

生态护坡是综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护,形成由植物或工程和植物组成的综合护坡系统的护坡技术,其途径与手段是利用植披进行坡面保护和侵蚀控制。目前,工程界更直观地把它称为“边坡绿化”。生态型护坡是以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提,在保证护坡具有一定强度、安全性和耐久性的同时,兼顾工程的环境效应和生物效应,以达到一种土体和生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态。

1.防洪工程生态护坡的发展方向

人类在与江河长期斗争的实践中,探索出一些适应当地自然条件的河工建筑物模式。堤防、河道防洪护坡工程也一样,同—河流的上游与下游、同一国家的北方与南方、发达国家与发展中国家都有所不同。在不同的时代,人们对堤防河道护坡的认识和要求也不相同,生态护坡就是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下,而日益受到重视。

我国20世纪90年代初出现了生态护坡的概念。1991年河道堤防管理部门开始注意到生态护坡。进入21世纪,随着我国经济快速发展,生态与环境恶化日益加重,特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革,一些能减少水污染、与自然环境和景观相适应的新型护坡不断出现,对生态护坡的研究也不断深入。

目前,我国开始试验推广的几种生态护坡主要有:植被护坡、土工材料复合种植基护坡、植被型生态混凝土护坡和水泥生态种植基护坡。我国生态护坡建设主要是模仿学习国外经验后自主开发产品,另外也部分引进国外先进产品。正确地把握生态护坡生长习性,并选择适合本地自然条件的类型,需要明确生态护坡的本质和特点。

2.生态护坡的技术

我国生态护坡技术近期发展较快,形式多样的生态护坡技术已经在北京、上海、广州等经济较发达城市的河道整治过程中得到应用。目前采用的生态护坡技术主要有植被草、水力喷播植草技术、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土、水泥生态种植基等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面,但在防洪护坡使用上可以借鉴和参考。下面介绍几种生态护坡技术。

2.1植物护坡

发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果,采用发达根系植物进行护坡固土,既可以防止水土流失,又可以满足生态环境的需要,在防洪工程护坡方面可以借鉴。城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成深沟,护坡效果差,影响景观。

2.2土工材料固土种植基护坡

土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。土工网垫固土种植基,主要由聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成,在多层网的交接点经热熔后牯接,形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧,有合适的高度和空间,可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长,长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。另外,现在又出一种土工单元固土种植基,即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状单元中填土植草达到固土护坡的作用。土工材料固土种植基护坡形式也可以采用混凝土、石笼等做成外框来增加坡面稳定性,虽然比单纯植物护坡抗雨水冲刷效果好一些,但还是难以抵御较大洪水侵蚀,还不能应用到堤防迎水坡面。

2.3植被型生态混凝土护坡植被

该型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架,具有较高透气性,在很大程度上保持了被保护土与空气间的湿、热交换能力。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。表层土铺设于多孔混凝土表面,形成植被发芽空间,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分,防止草生长初期混凝土表面过热。植被型生态混凝土对水流速具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲性能。这种护坡受水位骤降的影响较小,在季节性寒冷地区,有利于排出和降低被保护土内含水量,减少冻害破坏。

3.防洪护坡创新中应重视的几个问题

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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,士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。例如,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.结语

根据目前的国情、适用性、经济性和质量效果,符合生态护坡工程可持续发展的理念,值得普遍推广应用。正确的决策必须建立在相关科学研究的基础上,针对生态护坡难点问题有必要开展系列研究,加大这方面的科研投入,朝生态护坡发展。将生态护坡功能与工程功能及安全功能同等考虑。防洪工程生态护坡工程建设,应树立“尊重自然、恢复自然”的理念,使护坡工程与周围环境融为一体。 [科]

【参考文献】

[1]崔海洋,于永利,任红玲.浅谈防洪工程的生态护坡[J].水利天地,2010,(12).

[2]陈西.浅谈防洪工程的生态护坡[J].中国城市经济,2011(26).

[3]邢坦.浅谈防洪工程生态护坡[J].科技信息(科学教研),2007(27).

[4]杨宏伟,吴吉祥.浅谈防洪工程的生态护坡[J].黑龙江科技信息,2008,(36).

作者:秦绪华

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