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生態護坡經濟發展論文

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一.生態護坡和傳統護坡的差異

生態護坡經濟發展論文

傳統的護坡工程一般以水泥、石料、混凝土等硬性材料為主要建材,大致可分為淺層防護類護坡、砌石類護坡、框格護坡、砼護面板和噴混類護坡.優點是護坡能力強,堅實耐用,能有效的發揮防洪過程中的護坡作用,能保持岸坡的結構穩定性、防止水土流失以及防洪排澇。但是在外觀上較為單調生硬,對自然植被有一定的破壞,減少了綠地植備面積,不利於生態環境的保護.而且河道邊坡的穩定性發生了改變,原有的生態系統遭到破壞,出現生態失衡問題並與當前倡導的低碳經濟建設不相適應。以混凝土護坡板為例,在施工中傳統的混凝土護坡均不同程度地使用了一些新增劑,如抗凍劑、早強劑、膨脹劑等,這些新增劑遇水發生化學反應,對水質和水環境來說都有不利的影響,並且建築材質不同,護坡的效果也不一樣,而且我國現階段大量使用的預製混凝土六角塊一般採用C15或C20標號,抗壓強度15—20MPa,在正常情況下有較好的耐久性,但與流動的河水、含硫酸鹽、鎂鹽或碳酸的汙水長期接觸時,會發生軟水腐蝕、硫酸鹽或溶解性化學腐蝕使結構強度下降。生態護坡一般採用“用活的植物,單獨用植物或者植物與土木工程和非生命的植物材料相結合,以減輕坡面的不穩定性和侵蝕”,從純粹的工程護坡到生態護坡,在強度、耐久性、安全性和環境的協調性方面比較強,具有增強岸坡穩定性、滿足河流防洪排澇、防止水土流失等功能,既要實現河道護坡防洪抗衝的要求,又滿足了邊坡生態平衡要求,能夠使河道、湖泊的坡面形成良性的河坡生態系統,坡面的低矮灌木、綠地、水草、迎水坡、坡腳及近岸水體組成河坡立體生態體系,進行坡面的保護和抗侵蝕,可以創造良好的生態環境和自然景觀效果,有效保護水土資源和生物的平衡,減少對周圍的動,植物生存環境的破壞。生態護坡材料以環保材料為主,多數為天然材料,對環境汙染小。

二.主要的生態護坡形式

生態護坡雖然技術含量不是很高,但是在防洪工程中以它適應生態平衡,符合自然與人類社會和諧發展的理念而廣受關注,因此我國生態護坡技術近期發展較快,形式多樣的生態護坡技術在防洪工程建設中被列為首選的護坡形式而廣泛運用,目前採用的生態護坡技術主要有:綠地植被護坡技術、水力噴播植草技術、土工材料固土種植基、石籠植物複式網格護坡、水泥生態種植基、植被型生態混凝土等。

1.純自然植被護坡技術

樹木、草地在河道護坡方面能夠很好的發揮穩固水土的作用,利用植物發達的根系部分進行護坡固土,防止水土流失,淨化水土中的有害物質,在護坡過程中充分利用植物的特點,選用適合於本地氣候特點和動植物圈系的植物,從生態可持續科學發展的角度從根本上改變過去防洪建設中的弊端。純自然植被護坡技術主要採用坡面草坪種植,其播種的方法是人工種植或移植法、草皮卷護坡法、水力噴播法等,在需要種植草坪的坡面,通過播撒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,經過噴播機的攪拌之後,進行噴灑。這種技術的特點是施工期限短,噴播速度快,草坪形成快,養護費用低,避免改變坡面原有地貌,對於坡面的維護比較容易,總體成本比較低。這種護坡方式對於受洪水衝擊力不是很大,即設計控制流速在1.5m/s以下,水位不會經常驟升驟降的河道坡面非常適合。

2.土工材料固土種植基護坡

純植被的護坡雖然經濟適用,但是在強大的雨水沖刷下容易形成溝壑,地面的整體穩固性不夠,在雨水較多的地區採用土工網墊固土種植基、土工單元固土種植基等土工材料固土種植基形式來護坡,在坡面鋪設聚丙烯,等高分子材料製成的網墊,由多層非拉伸網和雙向拉伸平面網組成,或者用混凝土和石籠做成蜂窩狀的外框,平鋪在坡面,保留適當的高度和空間,在中間填充土壤和沙粒,將草籽通過水力噴草技術散佈在網墊的土壤層,待草籽發芽成長後,通過根系深入坡面泥土當中,形成有網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起的護坡固土種植基,這種種植基比較穩定,耐水沖刷,也不會輕易被人的足跡踩踏消滅,能夠增加坡面的穩定性和牢固性。一般控制流速在2.5m/s以下,堤防邊坡不大於1:3,但是這種土工材料固土種植基在重力的作用下,與地面的結合不是非常的牢固,容易發生位移,由其在凍土區,由於凍張破壞,對於堤防迎水坡面來說,具有一定的侷限性。

3.植被型生態混凝土護坡

對於堤防迎水坡面,水位驟升驟降的坡面,還有河流彎道衝擊力比較強的坡面,植被型生態混凝土護坡是一種保護能力強的生態護坡形式,由縫隙和多孔混凝土中的土、保水材料、緩釋肥料和草籽組成。多空隙混凝土是為了保持土壤和空氣在水、熱量、空氣之間的交換,一般具有很強的透氣性,作為這種生態護坡的骨架,一般包含水泥、粗骨料、細摻和料。在植被型生態混凝土空隙鋪撒土壤,其中摻加保水材料,為植物提供水分,這種保水的材質以有機質為主,是為了減少土中水分蒸發,防止草本植物在生長初期混凝土表面過熱,以至草種燒枯。草在生根後,草、土、混凝土形成一體,這樣護坡體穩定性更高,抗沖刷能力更強,也能有效的避免土工材料固土種植基護坡的滑動現象,並且具有的保水能力,對水土流失具有更好的保護作用,對於低溫和強降雨也有非常有效的抵擋作用。

4.石籠植物網格、預製異型砼連鎖板

石籠植物網格、預製異型砼連鎖板介於植被型生態護坡和硬性砼板護坡之間,在板縫隙長出綠草植被,利用植物根系與板之間的連結增強板整體穩定性,連鎖板更適應坡面變型,預製連鎖板利用機械抗壓成型,強度高抗沖刷能力滿足要求,單位平米造價60-80元,只要草籽種植初期,保證生長所需水分,待植草紮下深根時,能抵抗短期乾旱。現在國內的成功經驗很多。

三.生態護坡的經濟效益研究

相對於生態護坡,我國的傳統護坡大部分是採用混凝土板護坡,因為在生產預製混凝土過程中,水泥硬化後的水泥石在正常情況下有較好的耐久性。我國現階段大量使用的預製混凝土六角塊一般採用C15或C20標號,抗壓強度15—20MPa,目前採用的預製C15混凝土六角塊護坡,其鋪砌定額直接費約五六十元/m2(不含墊層費用,包括預製8cm厚混凝土六角塊、成品運輸、鋪砌),在以往的護坡形式中,為了坡面的.美觀和坡面穩定,採用混凝土預製件來鋪砌護坡是常用的方式,但要求坡面不陡於1:2.5或更緩些,為了增強混凝土密實性,封閉孔隙來阻止河道的水侵入,從而保證混凝土塊具有更好的抗侵蝕性,混凝土預製塊標號有時要提高到C25,這樣預示著成本更高。而且這種混凝土護坡具有一定的使用年限,不利於迴圈使用,對於凹凸不平的河岸往往不好鋪設和施工,而對於河流岸灘較寬、邊坡平緩、植被生長良好的河段對混凝土的浪費也不少。其成本佔工程總費用的比例大。加上製作、運輸、鋪設等人工費用,對於防洪工程來說,數額不小。生態護坡與此相比,就有很多的優勢,但也受到凍漲地域性限制及河流工程水流流速限制,草籽,土壤的成本非常的低,生態護坡多數是採用水力噴播的方式,施工時不受天氣、環境、氣候條件的影響,草籽的迴圈生長可以無限期的延長生態坡面的壽命,無需人工經常的維護和修繕,遂於適用性、經濟性和質量效果,生態護坡符合防洪工程可持續發展的理念,值得普遍推廣應用。生態護坡還有利於形成城市景觀,與周圍的綠地、林木、建築、雕塑渾然一體,成為城市的休閒場所,提升城市的宜居質量,為此帶來的城市經濟效益也不可低估。其次是石籠植物網格護坡,鋼筋混泥土連鎖板護坡,該種形式比純生態植物護坡防衝能力強,較純砼板的抗衝能力低。

在板底的砂粒料中含有少量不超5%的粘性土,及板縫、孔中靠天然風運的土可以長出毛茸茸的綠草,運用幾年後,根系與連鎖板一起能起到抗衝作用,該石籠植物複式網格護坡造價80多元/m2而鋼筋混凝土連鎖板單價60多元/m2,石籠網格可用在較高堤防上並可做成擋土牆式,而砼連鎖板適用坡面緩,要求平整並美觀的位置如城市堤防等。生態護坡糅合了防洪抗洪的安全功能、能源節約與迴圈利用的功能、美化環境促進人與自然和諧的功能,在河道和湖泊的堤岸保護方面充分體現了科技為自然服務的作用,對於面大量廣的護坡形式,極大的節約了材料成本、施工成本、養護成本和人工費用,是非常經濟的護坡形式。而石籠植物網格和鋼筋混凝土連鎖板式護坡就地域和河工要求而言與純生態護坡和砼現澆(預製)板相比造價偏高,再滿足抗凍堤坡穩定要求和抗衝能力上為首選形式,以及從天然生態的建設要求上與同現澆板相比石籠植物網格和鋼筋混凝土連鎖板是較為優越的。