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                连锁护坡模具对河道治理工程的应用效果介绍

                  近年来,随着社会的发展与进步,我国水环境污染和富营养化日趋严重。在满足水利工程功能的前提下,利用水生植物营造水景、美化环境、改善河湖水质越来越受到人们的重视。当前,各类河道整治工程正由以功能性为主,逐渐转变为在保证既有功能的前提下,实现人与自然的和谐相处,即由单一的防洪除涝转变为综合考虑生态、环境、水资源利用,使人类活动、社会发展与生态环境相协调。

                  以绿化预制混凝土为主要材料的生态护坡具有恢复和保护环境、改善生态条件、保持原有防护作用的功能,而连锁护坡块是一种新型河道护砌结构,是对这种结构的创新。该结构以预制混凝土块为材料,经铰索纵横向铰接后直接摊铺,无需砂浆砌筑。其块体种植孔可实现快速绿化,起到植物修复作用,渗透性可保证河岸与河流水体之间的物质交换,从而实现生态护岸功能。

                1、传统刚性材料护坡的优缺点

                  传统的河道整治工程中,多采用浆砌或干砌块石、现浇混凝土等刚性材料护坡。这类护坡形式可以发挥河道行洪、排涝以及水土保持等功效,且具有稳定性好、节省土地、施工机械化程度高等优点,但其耐久性差,局部破坏可导致更大破坏,而且难以植草,影响河道景观,不透水性也易引起生态退化,破坏自然生态系统,加剧水质恶化。

                2、连锁护坡块的植物修复机理

                  连锁护坡块是一种由铰索穿孔联接的联锁式护坡系统,该系统由一组尺寸、形状、质量相同的混凝土块用若干铰索相互联接形成的联锁矩阵,适用于中小水流情况下的土壤侵蚀控制。采用独特联锁设计的联锁式护坡块,铺面在水流作用下具有良好的整体稳定性。高开孔率渗水型柔性结构铺面能够降低流速,提高排水能力;开孔部分一方面可起到渗水、排水、消能的作用,另一方面可起到增加植被面积、美化环境的作用;与植被配合可以控制底泥营养盐的释放,吸收水体中过剩的营养物质,抑制浮游藻类生长。此外,混凝土内可以添加灭螺木质纤维,利用孔洞和杀螺植物有效杀灭吸血虫。

                  植物修复技术对水环境的净化机理:在适宜的生长条件下,与水中微生物、藻类等生物共同作用的水生植物,根据其自身特点,将水中的富营养化物质,如N、P、重金属污染物等吸收在根、茎、叶等不同部位,从而既提供自身的营养需求,又达到净化水质的作用。与其他水环境污染治理方法相比,植物修复技术主要具有以下优点:①植物修复可以现场进行,减少运输费用和人类直接接触污染物的机会;②对水体的富营养化物质、有机污染物、重金属污染物等具有良好的处理效果;③可以实现水体营养平衡,改善水体的自净能力;④工程造价相对较低,不需耗能或低耗能;⑤在治理水体的过程中,无需投放药剂,不会形成二次污染。

                3、连锁护坡块综合生态效能

                  连锁护坡块将水、河道、堤岸、植被、微生物、水生生物等结合成一个完整的河流生态体系,有着巨大的生态效能。它利用植物地上部分形成堤防迎水坡面软覆盖,减少了坡面的裸露面积和外营力与坡面土壤的直接接触面积,起到护坡作用;植物根系与坡面土壤的结合,改善土壤结构,增加表层土壤团粒体,提高坡面表层的抗剪强度,有效提高迎水坡面的抗侵蚀性,减少坡面土壤流失;植被繁茂的根系为微生物生长提供了良好环境,由此形成的生物膜可以对水质进行净化。此外,河堤不再是平滑的混凝土护坡,自然形成的鱼道、鱼巢造成了水的紊流,也有利于水体复氧。

                  连锁护坡作为一种护岸型式,防洪功能是其必要功能,同时生态护坡上种植植被,可以调节地表和地下水文状况,使水循环途径发生一定变化。当洪水来临时,洪水通过坡面植被向堤中渗透储存,削弱洪峰,可起到延滞径流的作用。当枯水季节到来时,储存在植被根系中的水反向补偿河流抽水,对调节水量起到了积极作用。同时,连锁护坡中大量采用根系发达的固土植物,其在水土保持方面具有很好的效果,护岸的抗冲性能大大加强。当植被根系穿透混凝土,并充分生长至土体中时,在垂直坡面方向拔出绿化混凝土生态护坡块体约需要5倍于块体自重的力量,说明根系具有锚固作用,植物的根系增加了绿化混凝土块体对土体的防护作用,增强了岸坡的稳定性。

                4、连锁护坡块的特点

                  (1)具有良好的整体性。连锁护坡是以工厂化生产砌块为护面层单元的一种铺砌式坡面结构,规则的块型和铰索联接形成矩阵单元,使相邻单元联接为一体,共同抵御波浪和水流的冲击。

                  (2)防冻胀性能好。连锁护坡块平面尺寸小,厚度为0.1~0.3m,具有一定的柔性。块体之间用铰索联接,能较好地适应温度的变化,防冻胀性能好。

                  (3)工厂化生产,各项性能指标易于控制。块体的强度,抗冻性和渗透性指标可选择不同的原材料配合比来满足不同的设计要求,块体规格也可按具体需要设计生产。

                  (4)施工效率高。块体形状规则,尺寸统一,可以利用先进的设备批量生产,生产速度快,质量稳定。施工无需砂浆砌筑,受天气影响小,施工效率高。连锁护坡块可机械吊装施工,方便快捷,可大大节省总工程投资。

                  (5)整体美观,生态效益好。连锁护坡系统为柔性结构,可保留江河湖泊原有的自然形态,保留或恢复其蜿蜒性或分汊状态。块体间留有孔隙,可为生物的生长发育提供栖息地,发挥河流的侧向联通性。采用传统的方法进行堤岸防护时,岸坡被大量硬化,对整个生态系统的破坏是显而易见的。相反,连锁护坡将水、河道、岸坡植被连成一体,在自然地形、地貌的基础上,建立起阳光、水、植物、生物、土体、护岸之间的河道生态系统。

                  连锁护坡的坡面具有高孔隙率多生物生长带、多流速变化带、多鱼类巢穴,为水生动物和两栖类动物提供了栖息、繁衍和避难的场所,两岸的植被为陆上昆虫、鸟类提供了觅食、繁衍的环境,水边水生植物的茎、根系为鱼类产卵、幼鱼生存提供了空间,对保持生物多样性具有一定的积极意义。

                  (6)应用范围广。适应小规模变形,遇到沉陷、堤防塌陷、管涌、结冰隆起等变形时不易发生局部破坏或结构不稳定现象。可广泛应用于河道、海岸、湖泊、水库、渠道、港口、航道、码头等护砌工程,也可用于各类隧道、大型管道、桥墩等工程。

                  (7)削弱溅蚀。植被能使部分降水在到达坡面之前被截流,使其重新蒸发,从而减少土粒的飞溅。

                  (8)恢复被破坏的生态环境。边坡植物的存在可使被破坏的生物链逐渐恢复,从而可逐渐恢复原有的生态环境。

                  (9)降低坡体孔隙水压力。植物吸收和蒸腾坡体内水分,可以达到稳定坡体的目的。

                  (10)具有较好的自净效益和经济效益。连锁护坡可以增强水体的自净能力,改善河道水质。水位变动区的水生植物既能从水中吸收无机盐类营养物(如N、P),其水下茎、根系又是大量微生物以生物膜形式附着的介质,有利于水体自净。同时其多孔隙结构形成不同流速带和紊流区,有利于氧从空气中传入水体,从而增加溶解氧,有利于好氧微生物、鱼类等水生生物的生长,进一步促进水体自净,改善河道水质。相对于普通混凝土护坡,连锁护坡可以降低造价、节省投资,目前使用较普遍的厚度为10cm的绿化混凝土生态护坡单价约为120元/m2,与传统护坡方式相比可节省大量开支。

                5、连锁护坡块植被品种的选择

                  连锁护坡块防护植被要满足以下特性:①有发达的根系,能护坡固土、防止水土流失;②适应性强,耐旱、耐寒、耐碱和耐贫瘠;③抗病虫害能力强,生长迅速;④有很好的生态景观效果。应根据不同地区的气候选择适宜的植物品种,如沙棘、龙须草、金银花、常青藤、沙打旺、枸杞、紫花苜蓿、羊毛草、黑麦草、无芒雀麦、冰草、百慕大、三叶草、黄草木樨等。

                6、总结

                  连锁护坡块可以充分利用植物修复和生态护岸技术达到对水环境的改善,其渗透性可使得河岸与河流水体之间实现物质交换,增强水体的自净能力,提高水生动植物的成活率,能以迅速、低成本和可持续的最优技术实现护坡面的绿化,为水环境中坡面护砌结构向景观化、生态化发展提供新途径。

                  制作连锁护坡块的工具:● 连锁护坡模具


                【上一个】 扭工字块模板的设计与制作【下一个】 污水检查井内部主要缺陷分析

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