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田野風（廣州）生態(tài)園林有限公司
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生態(tài)護坡的設計原則
2019-11-11
1 水力穩(wěn)定性原則
護坡的設計首先應滿足岸坡穩(wěn)定的要求。岸坡的不穩(wěn)定性因素主要有：①由于岸坡面逐步?jīng)_刷引起的不穩(wěn)定；②由于表層土滑動破壞引起的不穩(wěn)定；③由于深層滑動引起的不穩(wěn)定。因此，應對影響岸坡穩(wěn)定的水力參數(shù)和土工技術(shù)參數(shù)進行研究，從而實現(xiàn)對護坡的水力穩(wěn)定性設計。
2 生態(tài)原則
生態(tài)護坡設計應與生態(tài)過程相協(xié)調(diào)，盡量使其對環(huán)境的破壞影響達到最小。這種協(xié)調(diào)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(yǎng)和水循環(huán)，維持植物生境和動物棲息地的質(zhì)量，有助于改善人居環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的健康為總體原則。主要包含以下三個方面：
A 當?shù)卦瓌t。
設計應因地制宜，在對當?shù)刈匀画h(huán)境充分了解的基礎(chǔ)上，進行與當?shù)刈匀画h(huán)境相和諧的設計。包括：①尊重傳統(tǒng)文化和鄉(xiāng)土知識；②適應場所自然過程，設計時要將這些帶有場所特征的自然因素考慮進去，從而維護場所的健康；③根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，盡量使用當?shù)夭牧稀⒅参锖徒ú模股鷳B(tài)護坡與當?shù)刈匀粭l件相和諧。
B保護與節(jié)約自然資源原則。
對于自然生態(tài)系統(tǒng)的物流和能流，生態(tài)設計強調(diào)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、磚石等服務于新的功能，可以大大節(jié)約資源和能源的耗費；④盡量讓護坡處于良性循環(huán)中，從而使資源可以再生。
C回歸自然原則。自然生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)的服務。著重體現(xiàn)在：①自然界沒有廢物，每一個健康生態(tài)系統(tǒng)，都有完善的食物鏈和營養(yǎng)級，所以生態(tài)設計應使系統(tǒng)處于健康狀態(tài)；②邊緣效應，在兩個或多個不同的生態(tài)系統(tǒng)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(chǎn)力，也是生物群落最豐富、生態(tài)效益最高的地段，河道岸坡作為水體生態(tài)與陸地生態(tài)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(shù)量的動植物種群，保護各種類型及多種演替階段的生態(tài)系統(tǒng)，尊重各種生態(tài)過程及自然的干擾，包括自然火災過程、旱雨季的交替規(guī)律以及洪水的季節(jié)性泛濫。
生態(tài)護坡介紹
1 植物護坡
用發(fā)達根系植物進行護坡固土優(yōu)點：既可以達到固土保沙，防止水土流失，又可以滿足生態(tài)環(huán)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?shù)氐呐Ｃ荨⒃缡旌獭Ⅳ骞煞f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(jù)該地區(qū)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(zhì)要求不高，適應氣候條件強。耐酸、耐堿、耐寒冷、耐高溫、耐干旱等，生長能力強。
B根系發(fā)達，莖干低矮、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，并能夠吸收深層水分和養(yǎng)分，有效固土。
D價格低廉、管理粗放、無須養(yǎng)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：
人工種植或移植法；
草皮卷護坡法；
水力噴播法等。
水力噴播植草
以水為載體，將經(jīng)過技術(shù)處理的植物種子、木纖維、粘合劑、保水劑、復合肥等材料混合后，經(jīng)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(tài)植被。優(yōu)點：可全天候施工，速度快，工期短；成坪快，減少養(yǎng)護費用；不受土壤條件差、氣象環(huán)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(wǎng)護坡
三維植被網(wǎng)原先多用于山坡及高速公路路坡的保護，現(xiàn)在也開始被用于河道岸坡的防護。它是主要利用活性植物并結(jié)合土工合成材料，在坡面構(gòu)建一個具有自身生長能力的防護系統(tǒng)，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術(shù)。根據(jù)岸坡地形地貌、土質(zhì)和區(qū)域氣候等特點，在岸坡表面覆蓋一層土工合成材料并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(jié)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(wěn)定性和抗沖刷能力。土工網(wǎng)對減少岸坡土壤的水分蒸發(fā)，增加入滲量有較好的作用。
三維植被網(wǎng)護坡優(yōu)點：
綜合了土工網(wǎng)和植物護坡的優(yōu)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，由于土工網(wǎng)材料為黑色的聚乙烯，具有吸熱保溫的作用，可促進種子發(fā)芽，有利于植物生長。
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。以后又有進一步發(fā)展，用混凝土、石籠等做成外框來增加坡面穩(wěn)定性，但還是難以長時問抵御較大洪水侵蝕。
3 植被型生態(tài)混凝土護坡
植被型生態(tài)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(tài)混凝土的骨架。保水材料以有機質(zhì)保水劑為主，并摻入無機保水劑混合使用，為植物提供必需的水分。表層土鋪設于多孔混凝土表面，形成植被發(fā)芽空問，減少土中水分蒸發(fā)，提供植被發(fā)芽初期的養(yǎng)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(tài)混凝土上很好生長，實驗過程中，紫羊毛、無芒雀麥表現(xiàn)出優(yōu)異的耐寒性能。
優(yōu)點：
既實現(xiàn)了混凝土護坡，又能在坡上種植花草，美化環(huán)境，使硬化和綠化完美結(jié)合。
具有較好的抗沖刷性能，上面的覆草具有緩沖性能。由于草根的“錨固”作用，抗滑力增加，草生根后，草、土、混凝土形成一體，更加提高了堤防邊坡的穩(wěn)定性，經(jīng)實測，對邊距45em的六角形綠化混凝土孔構(gòu)件，原重量30kg，長草生根后拔起力達到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(gòu)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(jié)性寒冷地區(qū)，有利于排出和降低被保護土內(nèi)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濕、熱交換能力。
植被型生態(tài)混凝土構(gòu)件厚度與單塊幾何尺寸，可以按照《堤防工程設計規(guī)范》(GB50286—98)有關(guān)規(guī)定計算。由于草根的“錨固”作用，將會使上述計算結(jié)果更加趨于安全。
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