多种生态护坡技术在丽水瓯江堤防工程中的应用研究

1、多种生态护坡技术在丽水瓯江 堤防工程中的应用研究1 工程概况工程概况2 生态护坡概述生态护坡概述3 生态护坡工程技术生态护坡工程技术 3.1 三维植物网护坡三维植物网护坡3.2 绿化混凝土护坡绿化混凝土护坡4 结结 语语3.3 连锁水工砌块护坡连锁水工砌块护坡3.4 三维排水柔性生态袋护坡三维排水柔性生态袋护坡3.5 椰网植生带护坡椰网植生带护坡0 前前 言言 长期以来，我国河道采用的传统的长期以来，我国河道采用的传统的硬质护坡硬质护坡，人为改变了河道，人为改变了河道附近动物、植物的生长环境，破坏了流域内原有的生物食物链，附近动物、植物的生长环境，破坏了流域内原有的生物食物链，不利于滨水区的景

2、观环境和生态平衡的发展。随着人们对生态不利于滨水区的景观环境和生态平衡的发展。随着人们对生态环境认识的进一步提高，逐渐意识到传统护岸措施应用到水利环境认识的进一步提高，逐渐意识到传统护岸措施应用到水利工程中，将造成较大的工程中，将造成较大的负面影响负面影响。传统的硬质护坡图片 0 前言前言丽水市水利局在对丽水瓯江堤防的整治中，结合丽水市水利局在对丽水瓯江堤防的整治中，结合丽水瓯江水生丽水瓯江水生态保护与修复工程态保护与修复工程对丽水瓯江生态护坡的构建进行了探索和研对丽水瓯江生态护坡的构建进行了探索和研究，所提出的究，所提出的瓯江干流水生态系统保护与修复总体规划瓯江干流水生态系统保护与修复总体规

3、划（2006-2020）被国家水利部列为全国水生态保护与修复工被国家水利部列为全国水生态保护与修复工作的五个试点项目之一。作的五个试点项目之一。丽水瓯江水生态系统保护与修复工程是瓯江生态岸线建设工程丽水瓯江水生态系统保护与修复工程是瓯江生态岸线建设工程的重要组成部分，对全流域水生态保护与修复工作的开展起到的重要组成部分，对全流域水生态保护与修复工作的开展起到举足轻重的作用。举足轻重的作用。本文针对丽水瓯江本文针对丽水瓯江大中型山溪性河流大中型山溪性河流所具有的独特的水文特征，所具有的独特的水文特征，寻找能够在该地区推广应用的生态护岸形式，并为相似河流护寻找能够在该地区推广应用的生态护岸形式，并

4、为相似河流护坡的生态治理恢复工程提供借鉴与科学理论指导。坡的生态治理恢复工程提供借鉴与科学理论指导。 1 1 工程概况工程概况瓯江水力条件瓯江水力条件:瓯江干流水力资源丰富，洪水多发生于五、六瓯江干流水力资源丰富，洪水多发生于五、六月梅雨季节和八、九月台风季节，属山溪性河流，蓄渗能力较月梅雨季节和八、九月台风季节，属山溪性河流，蓄渗能力较强，产流时间快，汇流迅速集中，暴涨暴落时间短。强，产流时间快，汇流迅速集中，暴涨暴落时间短。 工程区位工程区位:处于瓯江干流中游区域丽水市水阁开发区内，位于处于瓯江干流中游区域丽水市水阁开发区内，位于丽水市莲都区丽水市莲都区53省道西侧，堤防总长省道西侧，堤防

5、总长1608m。 主要任务主要任务:建设与完善瓯江干流水阁区段的生态防洪工程，保建设与完善瓯江干流水阁区段的生态防洪工程，保护与修复河流自然岸线与生态系统。护与修复河流自然岸线与生态系统。 工程措施工程措施:选择选择三维植物网三维植物网为主要护坡材料，将为主要护坡材料，将绿化混凝土护绿化混凝土护坡、连锁水工砌块护坡、椰网植生带护坡、三维排水柔性生态坡、连锁水工砌块护坡、椰网植生带护坡、三维排水柔性生态袋护坡袋护坡各各50m作为示范段进行建设，用于研究各种护坡结构抗作为示范段进行建设，用于研究各种护坡结构抗冲刷性能植物的生长情况，寻找能够在该地区推广应用的生态冲刷性能植物的生长情况，寻找能够在该

6、地区推广应用的生态护坡形式。护坡形式。 卵石滩上的生活垃圾卵石滩上的生活垃圾 建筑垃圾弃料的堆积场建筑垃圾弃料的堆积场2 生态护坡概述生态护坡概述生态护坡生态护坡是利用植物或者植物与土木工程相结合，对河道坡面是利用植物或者植物与土木工程相结合，对河道坡面进行防护的一种新型护坡形式。进行防护的一种新型护坡形式。生态护坡生态护坡集防洪、生态、景观、自净效应于一体，代表着护坡集防洪、生态、景观、自净效应于一体，代表着护坡技术发展的方向。技术发展的方向。生态护坡生态护坡综合考虑综合考虑“水安全、水环境、水资源、水景观水安全、水环境、水资源、水景观”的协的协调，调， 在满足抗洪、排涝、航运等工程需求的同

7、时，充分考虑在满足抗洪、排涝、航运等工程需求的同时，充分考虑生态效应，把河堤由过去硬化护坡结构改造成为适合生物生长生态效应，把河堤由过去硬化护坡结构改造成为适合生物生长的水体和土体、水体和植物或生物相互涵养的仿自然护坡形态。的水体和土体、水体和植物或生物相互涵养的仿自然护坡形态。 3 .1三维植物网护坡三维植物网护坡 3 生态护坡工程技术应用生态护坡工程技术应用三维植物网三维植物网是植草固土用的一种三维结构的似丝瓜网络样的网是植草固土用的一种三维结构的似丝瓜网络样的网垫，质地疏松、柔韧，留有垫，质地疏松、柔韧，留有90%的空间可充填土壤、沙砾、细的空间可充填土壤、沙砾、细石和草种，植物根系可以

8、穿过其间整齐、均衡的生长，长成后石和草种，植物根系可以穿过其间整齐、均衡的生长，长成后的草皮使网垫、草皮、坡面土壤牢固地结合在一起，形成的绿的草皮使网垫、草皮、坡面土壤牢固地结合在一起，形成的绿色复合保护层，可有效地防止坡面被暴雨或水流冲刷破坏。色复合保护层，可有效地防止坡面被暴雨或水流冲刷破坏。 优点：优点：经济合理、施工简单、技术成熟、效果显著等经济合理、施工简单、技术成熟、效果显著等 。本工程中，三维植物网护坡长约本工程中，三维植物网护坡长约1300m，材料单价为，材料单价为19.46元元/m2，较其他护坡材料相比，较其他护坡材料相比，经济性较高经济性较高。 三维植物网护坡断面图三维植物

9、网护坡断面图 瓯江水阁区段三维植物网护坡照片瓯江水阁区段三维植物网护坡照片 三维植物网护坡已经达到预期效果三维植物网护坡已经达到预期效果，狗牙根、百喜草、多年生，狗牙根、百喜草、多年生黑麦草、香根草等植物长势较好，护坡抗水流冲刷能力较强，黑麦草、香根草等植物长势较好，护坡抗水流冲刷能力较强，结构安全可靠，能够达到建设生态护坡目标。结构安全可靠，能够达到建设生态护坡目标。 3 .2 绿化混凝土护坡绿化混凝土护坡 绿化混凝土绿化混凝土即即生态混凝土生态混凝土，它是通过材料筛选、添加功能性添加，它是通过材料筛选、添加功能性添加剂、采用特殊工艺制造出来的具有特殊结构与功能，能减少环境剂、采用特殊工艺制

10、造出来的具有特殊结构与功能，能减少环境负荷，提高与生态环境的相协调性，并能为环保做出贡献的混凝负荷，提高与生态环境的相协调性，并能为环保做出贡献的混凝土（土（1995，日本混凝土工学协会）。，日本混凝土工学协会）。绿化混凝土护坡材料采用的绿化混凝土护坡材料采用的无砂混凝土无砂混凝土主要由水泥、粗骨料、减主要由水泥、粗骨料、减水剂和营养液等拌制而成。由于缺少普通混凝土中的砂，胶凝材水剂和营养液等拌制而成。由于缺少普通混凝土中的砂，胶凝材料不足以填充粗骨料的孔隙而形成蜂窝状结构、具有料不足以填充粗骨料的孔隙而形成蜂窝状结构、具有连续性多孔连续性多孔特点特点及良好的透水性和透气性，使绿色植物和水中生

11、物能在其中及良好的透水性和透气性，使绿色植物和水中生物能在其中正常生长。正常生长。植草后的绿化混凝土护坡具有较好的植草后的绿化混凝土护坡具有较好的抗冲抗冲性能，覆草对水流的缓性能，覆草对水流的缓冲作用同样可起到冲作用同样可起到降低流速，增强落淤，净化水质，美化环境，降低流速，增强落淤，净化水质，美化环境，改善生态的效果改善生态的效果，对自然环境和生态平衡具有积极的保护作用。，对自然环境和生态平衡具有积极的保护作用。本工程中绿化混凝土护坡材料单价为本工程中绿化混凝土护坡材料单价为60.18元元/m2，较其他护坡材，较其他护坡材料相比，料相比，价格较高，施工操作较为复杂，速度较慢，后期养护价格较高

12、，施工操作较为复杂，速度较慢，后期养护成本高成本高。工后防洪安全能达到的设计要求，生态修复功能基本。工后防洪安全能达到的设计要求，生态修复功能基本能够满足要求，但草类长势较其他几种护坡弱。能够满足要求，但草类长势较其他几种护坡弱。 绿化混凝土护坡断面图绿化混凝土护坡断面图 3 .3 连锁水工砌块护坡连锁水工砌块护坡 连锁水工砌块是用干硬性细石混凝土经混凝土成型机振动加压连锁水工砌块是用干硬性细石混凝土经混凝土成型机振动加压制成，具有制成，具有密实度好、强度高、抗冲击能力强、抗冻、抗腐蚀、密实度好、强度高、抗冲击能力强、抗冻、抗腐蚀、持久耐用、可重复使用持久耐用、可重复使用等优点。每块水工砌块与

13、周围六块共同等优点。每块水工砌块与周围六块共同联锁啮合固定，形成相对稳定的组合体，有利于保证护坡整体联锁啮合固定，形成相对稳定的组合体，有利于保证护坡整体稳定性。稳定性。 连锁水工砌块连锁水工砌块施工方便快捷施工方便快捷，不需要大型设备，不需要大型设备，维护方便、经维护方便、经济济，后期，后期养护成本较低养护成本较低。本工程的连锁水工砌块护坡材料单价为本工程的连锁水工砌块护坡材料单价为32.8元元/m2，较其他护坡，较其他护坡材料相比，价格适中。因为其连锁结构的需要，开孔率的限制材料相比，价格适中。因为其连锁结构的需要，开孔率的限制对植物的选择稍有影响。工后黑麦草、狗牙根等长势较好，其对植物的

14、选择稍有影响。工后黑麦草、狗牙根等长势较好，其防洪安全和生态修复均达到预期要求。防洪安全和生态修复均达到预期要求。 连锁水工砌块护坡断面图连锁水工砌块护坡断面图 3 .4 三维排水柔性生态袋护坡三维排水柔性生态袋护坡 三维排水柔性生态袋以三维排水柔性生态袋以聚丙烯聚丙烯为主要原料，采用无纺针刺工艺为主要原料，采用无纺针刺工艺经单面烧结而成，具有经单面烧结而成，具有抗紫外线、抗老化、抗酸碱盐、抗微生抗紫外线、抗老化、抗酸碱盐、抗微生物侵蚀、透水不透土物侵蚀、透水不透土等特点。既能防止填充物等特点。既能防止填充物(土壤和营养成分土壤和营养成分混合物混合物)流失，又能实现水分在土壤中的正常交流。流失

15、，又能实现水分在土壤中的正常交流。 生态袋护坡具有生态袋护坡具有生态环保、地形适应性强、抗震性能好、施工生态环保、地形适应性强、抗震性能好、施工快捷快捷等优点。等优点。本工程生态袋护坡单价为本工程生态袋护坡单价为89.41元元/m2，将选好的黑麦草狗牙根等混合种子、保将选好的黑麦草狗牙根等混合种子、保水剂、微生物肥料等材料，通过机器设水剂、微生物肥料等材料，通过机器设备均匀复合在两层可降解的无纺布中间，备均匀复合在两层可降解的无纺布中间，并覆上一层抗老化绿网，然后将复合好并覆上一层抗老化绿网，然后将复合好的材料按一定的规格缝制成袋。的材料按一定的规格缝制成袋。工后效果工后效果：生态袋护坡植物长

16、势喜人，能达到设计要求的防洪：生态袋护坡植物长势喜人，能达到设计要求的防洪安全和生态修复功能。安全和生态修复功能。 三维排水柔性生态袋护坡断面图三维排水柔性生态袋护坡断面图 3 .5 椰网植生带护坡椰网植生带护坡椰网植生带是天然可降解的椰纤维制成的紧密网状、毯状的水椰网植生带是天然可降解的椰纤维制成的紧密网状、毯状的水保材料，在完成侵蚀防治功能保材料，在完成侵蚀防治功能35年后会逐渐分解，具有很高的年后会逐渐分解，具有很高的吸水储水吸水储水和和过滤能力过滤能力，不仅可以提供一个安全且自然的植物根，不仅可以提供一个安全且自然的植物根部支撑系统，还能起到部支撑系统，还能起到过滤泥沙、保持水土、景观

17、绿化和环境过滤泥沙、保持水土、景观绿化和环境保护保护的作用。的作用。 椰网植生带护坡具有椰网植生带护坡具有施工操作简便、铺设速度快、生产效率高、施工操作简便、铺设速度快、生产效率高、养护成本低等养护成本低等优点。优点。 本工程椰网植生带护坡单价本工程椰网植生带护坡单价为为16.77元元/m2 。黑麦草与麦黑麦草与麦冬等护坡植物长势较好，达冬等护坡植物长势较好，达到设计要求的防洪安全和生到设计要求的防洪安全和生态修复功能。态修复功能。 椰网植生带护坡断面图椰网植生带护坡断面图 4 结语结语本文依托丽水瓯江水生态保护与修复工程，分别对三维植物网、本文依托丽水瓯江水生态保护与修复工程，分别对三维植物

18、网、绿化混凝土、连锁水工砌块、三维排水柔性生态袋及椰网植生绿化混凝土、连锁水工砌块、三维排水柔性生态袋及椰网植生带五种不同类型的生态护坡技术进行了应用研究，并对各护坡带五种不同类型的生态护坡技术进行了应用研究，并对各护坡技术的施工难易程度、工程成本以及工后效果等方面进行了比技术的施工难易程度、工程成本以及工后效果等方面进行了比较分析。可得出如下结论较分析。可得出如下结论（1）施工难易程度施工难易程度：绿化混凝土最复杂、三维植物网、椰网植：绿化混凝土最复杂、三维植物网、椰网植生带及连锁水工砌块次之、三维排水柔性生态袋最简单。生带及连锁水工砌块次之、三维排水柔性生态袋最简单。（2）施工成本施工成本依次为：三维排水柔性生态袋、绿化混凝土、连依次为：三维排水柔性生态袋、绿化混凝土、连锁水工砌块、三维植物网、椰网植生带。锁水工砌块、三维植物网、椰网植生带。（3）固水保土作用：固水保土作用：在观测同期内，五种材料抗强降雨及水流在观测同期内，五种材料抗强降雨及水流冲刷能力强，固水保土效果良好，基本都能适应瓯江山溪性河冲刷能力强，固水保土效果良好，基本都能适应瓯江山溪