生態(tài)護(hù)坡磚在河道治理中的應(yīng)用:水土保持案例及生態(tài)恢復(fù)效果?
文章出處:本站 人氣:5 發(fā)表時間:2025-09-09 11:39:06
傳統(tǒng)河道治理中,漿砌石、混凝土等硬質(zhì)護(hù)坡雖能抵御水流沖刷,卻割裂了水體與陸地的生態(tài)聯(lián)系,導(dǎo)致水土涵養(yǎng)能力下降、生物多樣性減少。生態(tài)護(hù)坡磚作為 “生態(tài)友好型” 護(hù)坡材料,通過透水性設(shè)計、植生空間預(yù)留及環(huán)保材質(zhì)應(yīng)用,實現(xiàn)了 “水土保持” 與 “生態(tài)恢復(fù)” 的雙重目標(biāo),已廣泛應(yīng)用于山區(qū)河道整治、平原河網(wǎng)恢復(fù)、城市景觀河道改造等場景。以下結(jié)合實際案例,解析其應(yīng)用路徑與恢復(fù)效果。
一、生態(tài)護(hù)坡磚的關(guān)鍵特征:適應(yīng)河道治理的功能設(shè)計
與傳統(tǒng)硬質(zhì)材料不同,生態(tài)護(hù)坡磚的關(guān)鍵在于其“保護(hù)”與“生態(tài)”的協(xié)同設(shè)計,主要體現(xiàn)在三個維度:
1. 以水土為導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)設(shè)計
為了抵抗河流沖刷(尤其是洪水),生態(tài)護(hù)坡磚多采用“互鎖”或“嵌合”結(jié)構(gòu)——單磚通過凹凸槽拼接,形成整體連續(xù)的護(hù)坡體系,比傳統(tǒng)砌塊具有更好的防滑穩(wěn)定性(摩擦阻力≥0.6,可抵擋 3-5m/s 水流速度)。與此同時,磚體預(yù)留透水孔(孔徑) 5-10mm),或采用多孔混凝土材料(孔隙率 20%-30%),雨水和河流的滲水可以通過磚滲透到河岸內(nèi)部,補充地下水源,減少地表徑流的沖刷;磚底設(shè)置碎石墊層(厚度較薄 10-15cm),進(jìn)一步提高排水能力,防止河岸內(nèi)存水導(dǎo)致土壤變軟、滑坡。
2. 預(yù)留生態(tài)友好的植生空間
生態(tài)護(hù)坡磚一般設(shè)計植生孔、植生槽或中空結(jié)構(gòu),為草本植物、灌木等植物提供生長媒介。常見的“十字”和“蜂窩”護(hù)坡磚可以達(dá)到植生面積的比例種植狗牙根、紫花苜蓿等耐濕保土植物后,30%-50%的根系可以深入河岸土壤,形成“植物” - 磚體“復(fù)合保護(hù)層,大大提高了河岸的抗沖刷能力。一些磚體還預(yù)留了小型生物通道(總寬度 2-3cm),為青蛙、昆蟲等小動物提供遷移路徑,恢復(fù)河岸線路的生態(tài)連接。
3. 選擇環(huán)保耐用的材料
主流生態(tài)護(hù)坡磚采用再生骨料(如破碎的混凝土骨料和建筑垃圾中的廢石)與水泥和生態(tài)膠凝材料混合制成,既減少了固體廢物的排放,又減少了天然石材的開采需求。磚表面一般采用抗風(fēng)化、耐腐蝕處理(如摻硅灰、礦渣微粉)和酸堿水質(zhì)。(pH 值 6-8)在干濕交替環(huán)境中,使用壽命可達(dá) 15-20 2008年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)漿砌石護(hù)坡(10-15 年)。
二、水土保持應(yīng)用案例:適應(yīng)不同河流場景的實踐
生態(tài)型護(hù)坡磚的選型與施工要結(jié)合河流水文特性(流速、水位上升)、以下是河岸土質(zhì)及治理目標(biāo)三種典型場景的應(yīng)用案例:
1. 山區(qū)沖刷型河流:高韌性保護(hù)和水土修養(yǎng)
山河(如南方丘陵地區(qū)的溪流)坡度下降較大,汛期水流湍急(流速可達(dá) 2-4m/s),土壤侵蝕嚴(yán)重,護(hù)坡強度應(yīng)優(yōu)先考慮。在某山區(qū)河道治理項目中,選擇“互鎖混凝土生態(tài)護(hù)坡磚”(單磚尺寸 300×300×抗壓強度150mm,≥選擇“干砌”,C30) “砂漿填縫”的施工方法,在磚體間預(yù)留 5mm 透水間隙,底部鋪裝 20cm 厚層配碎石墊層。與此同時,在磚體植入孔中種植狗牙根和紫穗槐,形成“草本植物”灌木“立體保護(hù)”。河流洪水處理后,河岸的沖刷量從每年開始。 300m3降到 50m3下面,提高土壤含水率 15%-20%,河岸穩(wěn)定性顯著提高,不再發(fā)生滑坡坍塌事故。
2. 平原沉積型河流:透水與排水協(xié)同
平原河流(如華北平原河網(wǎng))流速平緩,泥沙容易沉積,需要兼顧水土保持和排水防澇。“多孔陶粒生態(tài)護(hù)坡磚”(孔隙率)用于某平原河道恢復(fù)項目。 25%,透水性≥1.5×10?3m/s),選擇“階梯式”鋪裝(每次) 10m 降低 0.5m),適用于河道緩坡地形。蘆葦、菖蒲等水生花卉種植在磚槽中,根系可以吸收沉淀物,凈化水體;磚體透水孔與河岸內(nèi)部排水盲管相連,迅速排出河岸存水,防止土壤鹽堿化。經(jīng)過管理,河流年沉淀物減少河岸排水速度提高40% 30%,雨季無內(nèi)澇現(xiàn)象,同時植物根系保土作用,減少了60%河岸表面土壤流失。
3. 城市景觀河流:保護(hù)與景觀相結(jié)合
城市河道治理應(yīng)兼顧水土保持、生態(tài)恢復(fù)和景觀美化。在一個城市濱河公園的河道改造中,選擇了“仿石生態(tài)護(hù)坡磚”(外觀模擬天然石材,內(nèi)置植入腔),沿河岸線鋪設(shè)了“近水式”(磚底與常水位相等)。鳶尾、美人蕉等觀賞性水生花卉種植在植入腔內(nèi),河卵石鋪設(shè)在磚縫中,形成自然岸線景觀;同時,磚體互鎖結(jié)構(gòu)可以抵御城市暴雨造成的短期洪水(流速)≤2m/s),避免河岸沖刷。改造后,河流不但實現(xiàn)了水土零損失,而且形成了“水土零損失” - 岸 - 植物 - 動物的微生態(tài)系統(tǒng),鳥類和魚類的數(shù)量比改造前增加。成為城市生態(tài)景觀示范段的30%。
三、生態(tài)恢復(fù)效果分析:從“河岸保護(hù)”到“系統(tǒng)改進(jìn)”
生態(tài)護(hù)坡磚的應(yīng)用不僅解決了土壤侵蝕問題,還促使了河流生態(tài)系統(tǒng)的整體恢復(fù),主要表現(xiàn)在三個層面:生物多樣性恢復(fù)、水質(zhì)改善和生態(tài)功能齊全:
1. 生物多樣性恢復(fù):建設(shè)濱岸生態(tài)棲息地
生態(tài)護(hù)坡磚的植物空間和生物通道為濱岸生物提供了生存媒介。植物方面,磚種植的草本植物、灌木和河流水生花形成連續(xù)的植被帶,為昆蟲和鳥類提供食物和棲息地;動物方面,磚的縫隙和透水孔變成了青蛙、螃蟹等小動物的藏身之處。一些項目的監(jiān)測顯示,河岸線周圍的陸生蟲類型在處理后增加魚的產(chǎn)卵面積在20%-30%之間。 15%。例如,在一個南方城市的河流中選擇生態(tài)護(hù)坡磚后,經(jīng)常觀察到鳥類,如蒼蠅和夜鷺,比治療前增加4 種類,表明濱岸生態(tài)環(huán)境得到了明顯改善。
2. 污水凈化:植物 - 磚塊協(xié)同過濾
生態(tài)護(hù)坡磚與植物形成的復(fù)合系統(tǒng)可以顯著凈化河流水質(zhì)。磚體多孔材料可以吸附水中的懸浮物(如沉積物和有機(jī)顆粒),吸附率可以達(dá)到 20%-30%;植物根系分泌的微生物可以降解水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。測試數(shù)據(jù)顯示,菖蒲生態(tài)護(hù)坡磚系統(tǒng)對氨氮的去除率達(dá)到總磷去除率為40%-50%。 30%-40%。在一個農(nóng)業(yè)區(qū)的河道治理中,生態(tài)護(hù)坡磚與植物恢復(fù)相結(jié)合后,水體透明度從 0.5m提升至 1.2m,COD(化學(xué)需氧量)濃度 80mg/L 降到 40mg/L 下面,達(dá)到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。
3. 完整的生態(tài)功能:恢復(fù)河道 - 生態(tài)”循環(huán)
傳統(tǒng)的硬質(zhì)護(hù)坡阻斷了河流水質(zhì)與地下水的交換,而生態(tài)護(hù)坡磚的透水性可以恢復(fù)到“地表水” - 地下水“連接”——洪水期間,雨水通過磚滲入補充地下水,枯水期間,地下水通過磚反滲入補充河流,保持河流基流穩(wěn)定。同時,磚與植物的復(fù)合保護(hù)層可以調(diào)節(jié)沿岸微氣候,增加空氣濕度(較硬的護(hù)坡區(qū)域可以改善 5%-10%),改善周圍生態(tài)環(huán)境。在一個干旱地區(qū)的河流中選擇生態(tài)護(hù)坡磚后,地下水比治理前上升0.3m,每年都有河流斷流天數(shù) 60 天減少至 20 天空,生態(tài)系統(tǒng)的抗旱能力顯著提高。
四、應(yīng)用要點和發(fā)展趨勢
1.關(guān)鍵應(yīng)用要點
選型適應(yīng):山區(qū)急流河道優(yōu)先選用高韌性互鎖磚,平原緩流河道選用高透水空心磚,城市河道選用景觀仿石磚;
施工規(guī)范:根據(jù)河流地形分層鋪設(shè),底部設(shè)置碎石墊層增強排水。種植孔應(yīng)選擇耐濕、保土能力強的當(dāng)?shù)刂参?,防止外來物種入侵;
維修:定期清理磚體堵塞的透水孔,補種枯萎植物,檢查互鎖結(jié)構(gòu)的完整性,確保持續(xù)穩(wěn)定發(fā)揮作用。
2. 未來的發(fā)展趨勢
材料創(chuàng)新:開發(fā)新型輕質(zhì)高強度生態(tài)護(hù)坡磚(如碳纖維增強混凝土磚),降低施工難度;
智能化升級:將傳感器嵌入磚體中,實時監(jiān)控河岸濕度、水流速度等數(shù)據(jù),實現(xiàn)智能維護(hù);
系統(tǒng)集成:將生態(tài)護(hù)坡磚與生態(tài)浮島、濕地植物相結(jié)合,構(gòu)建“岸邊” - 水 - 一體化的陸地河道恢復(fù)系統(tǒng)。
綜上所述,生態(tài)護(hù)坡磚通過“結(jié)構(gòu)保護(hù)植物保土生態(tài)連接的協(xié)同設(shè)計打破了傳統(tǒng)河道治理中“重保護(hù)、輕生態(tài)”的局限性,在水土保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。隨著環(huán)保理念的深入和技術(shù)的升級,生態(tài)護(hù)坡磚將成為河道生態(tài)治理的關(guān)鍵材料之一,促使河道從“人工整治”向“自然恢復(fù)”的轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)人與自然的和諧共生。
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