【河道生态治理水土保持技术】常水位以下坡面水土保持措施(下篇)
仿木桩护坡是在坡脚处按一定等高距设置钢筋混凝土浇筑基础和柱状结构,对主体结构面拉毛处理后,涂刷SPC界面剂,再用彩色水泥进行装饰处理,制作出树皮、树节、年轮、裂缝、脱落等仿真效果。在仿木桩和坡面回填土之间填充卵石和土工布作为返滤层,栽植植物,构建结构稳定的植物群落,是依靠仿木桩及植物根系进行综合固土护坡的技术措施。该技术固土护坡效果显著、景观层次自然生态,植物绿化效果良好。
(1)设计原则:无论边岸防护要求如何,首先应重视挡土墙的设计合理,仿木桩只是起到辅助作用;不要过分追求景观装饰而忽略防护功能;仿木桩的体量、高低和色彩要与边岸环境相协调;桩与桩之间可密排,也可适当留有间隙,间隙一般≤20mm;仿木桩埋深依坡度、土质而定;排桩以上坡面乔、灌、草选用适应当地立地条件、抗性强、景观性好的品种。
(2)措施设计:
图 仿木桩结合植物护岸设计图
(3)适用范围:多应用在城镇风景观赏河道、景观河湖、池塘小水面、公园水系的驳岸;适用于既要求防护又要求环境装饰的平原郊野河道景观护岸;也可用于排洪河道经过城镇的河段,作为护岸景观的点缀。
(4)典型实例:清河、转河、永定河。
图 仿木桩结合植物护岸应用实例
生长在岸边的矮干柳树群体,其密集发达的根系可将土壤牢固的按压住,洪水时可保护河道坡脚免遭冲刷,同时其枝、干在洪水时可阻逆水流而不倒伏,从而降低近岸的流速,降低水流的冲刷能力。另外,繁茂的柳群可为鱼类、鸟类和昆虫栖息繁衍提供场所,提高河道生物多样性。
(1)设计原则:尽可能采用当地河道四周自然生长的柳树品种,因为柳树一旦扎根牢固,则品种变迁要很长时间,考虑到给其它生物造成的影响,应极力避免移植;扦插工作最好在柳树休眠期(秋—冬)进行。若在其生长期(春—夏)插条,由于地上部分生长快,根系生长慢,有供水跟不上地上部分生长而枯死的可能;柳树虽耐水淹,但一年中大部分时间泡在水里则多死亡,因此要考虑水位变化对柳树的影响;柳树的根不能伸进不含氧气的土壤层,若无氧气层存在或地表下不深的地方,根将不发达,洪水很易“搜根”拔掉,故拟进行柳树插条的地方有必要提前调查土壤含氧状况。
(2)措施设计:
图 扦插柳条护岸设计图
(3)适用范围:适用于缓流部和河流凹部等不易受冲刷的地方;柳树适合生长在高出平均水位0.3-2m的地方,一般认为3m是上限,此外,常年泡水根将腐烂;一般说来,柳树适于细沙土壤一直到砾石构成土壤,故要选择适合当地土壤之品种;不宜设在水流直冲部;扦插基质为砂砾或卵石构成者,柳条不易插入,不适于应用此工程。
(4)典型实例:凉水河
图 扦插柳条护岸应用实例
土工生态袋护岸是采用内附种子层的土工材料袋,以不同的形式码放,起到拦挡防护、恢复植被作用,防止水流对坡脚冲刷和淘蚀,达到防止水土流失的目的。该技术稳定岸坡的效果较好,具有透水不透土的过滤功能,又能实现水分在土壤中的正常交流。
(1)设计原则:采用适合绿化植物的营养土壤;常水位以下,生态袋装填砂土、中粗砂:粘土=8:2,常水位以上填充砂性土;根据绿化要求、现场情况确定有机肥的种类和掺入量;底层生态袋内需填充10-25mm碎石;常水位以下袋内植物要选择耐水淹、根系发达的品种,常水位以上植物选择耐旱、耐寒、自繁能力强的品种。
(2)措施设计:
图 土工生态袋结合植物护岸设计图
(3)适用范围:适用于平原城镇、郊野水流较缓的河道、公园水系和山区小流域沟道边坡;特别适宜土层较薄、缺少植物生长所需土壤的石质、土石坡面或坡脚;适用坡比范围为1:1.5-1:0.5,坡面太长时需要进行分级处理,每级坡面高度根据坡体实际情况而定。
(4)典型实例:永定河
图 土工生态袋结合植物护岸应用实例
叠石是中国传统的造园手法,作为造景的重要手法很早就被运用于凿池筑岸护坡固土,成为最悠久的石筑挡土墙垂直护岸形式之一。这种结构既能满足抗冲蚀的防护要求,又能起到造景作用,有利益于水体与岸坡的交流,避免完全阻隔,而且叠石的挑、飘、洞、眼、担、悬等手法形成的大量空洞,为水生动植物提供了天然的繁殖栖息地。
(1)设计原则:叠石的负荷较大,设计时应对基础进行专门计算,保证挡土墙底部基础的承载力应足以支撑结构及上方的叠石,防止底部发生大量沉陷;叠石的摆放、砌筑要做到稳固牢靠,避免因石块不牢靠而引起游人跌水事故;植物的选择要依据水深、水质和造景要求等选择适宜的水生或攀援植物种类;避免大面积单独运用。
图 叠石结合植物护岸设计图
(3)适用范围:多用于对景观性要求较高的城镇、郊野风景观赏河道和公园、景园水系边岸防护。
(4)典型实例:转河、玉渊潭公园
图 叠石结合植物护岸应用实例
置石结合植物护岸是在坡脚处浇筑基础,再在其上进行山石、块石、黄石等堆砌和码放,用碎石和土壤填充石与石之间的缝隙,栽植耐水湿的植物,在抗冲蚀的同时营造景观,并使土体与水气互相交换和循环。
(1)设计原则:设计时应对基础进行专门计算,保证底部基础的承载力应足以支撑结构及上方的石块,防止底部发生大量沉陷;石块的摆放、砌筑要做到稳固牢靠,避免因石块不牢靠而引起游人跌水事故;依据水深、水质、植物茎秆高度等选择合适的水生植物种类;避免大面积、单独运用或砌筑过高。
(2)措施设计:
图 置石结合植物护岸设计图
(3)适用范围:多用于平原城镇风景观赏河道和公园、景园水系的边岸防护;也可用于平原郊野对景观性要求较高的湿地、河道、公园水系等。
(4)典型实例:转河、菜食河
图 置石结合植物护岸应用实例
抛石护坡是传统的护岸手法,是将卵石、块石等按一定级配与层次堆积散铺于斜坡式岸边,减缓水流和水浪对河湖边岸的直接冲刷;石块间的缝隙可为植物生长,鱼类等水生动物栖息、繁衍的场所。
(1)设计原则:坡度应缓于1:1.5;底部应嵌入冲蚀线以下;抛石下方可视实际土质条件铺设过滤垫层,以防止基础土层的细粒被冲刷流失,以及抛石定位后产生大量沉陷;抛石过滤层一般采用碎石级配料或土工织物,也可两者同时采用;抛石表层尺寸应大于Dmin,其最小直径要求与流速关系见表;抛石层底部必须延伸至水际线以下,且将石层嵌入河床土壤中,并需要增加抛石厚度以增强抗水流冲刷和侵蚀的能力。
表 坡脚防护常用挺水植物
(2)措施设计:
图 抛石结合植物护岸设计图
(3)适用范围:适用于城镇公园水系、平原郊野对抗洪要求不高,却有生态、景观要求的河道;适用于低流速(≤3m/s),冲蚀小和水较浅的河岸;较多用于河床坡度较缓,河岸相对广阔的河道;最适用于当地有丰富石材资源的地方;河湖边岸较陡;水流较大、水体较深的河道坡脚不宜使用此种方法。
(4)典型实例:妫水河、永定河
图 抛石结合植物护岸应用实例
对受地域限制的河道,在治理过程中不拆除河道原挡墙,只在现状基础上对其进行加固、改造,在水位变动幅度范围内构建分级挡墙,利用新建挡墙与原挡墙间形成分级防护挡墙,构建河道复合断面,挡墙间形成一定宽度的种植槽,可通过在其内栽植水生植物绿化美化,净化水体。
(1)设计原则:种植槽内回填填料尽量采用河道清理淤泥和岸坡整理土方,实现资源化就地利用,减少外弃;同时需要满足水生植物种植要求;植物应选择耐水淹、水湿的种类,具备水质净化功能和景观价值,依据种植槽宽度、深度选择适宜的植物种类,注意多种植物综合应用,避免单调。
(2)措施设计:
图 坡脚种植槽结合植物护岸设计图
(3)适用范围:适用于受各种条件限制,不能拆除硬性挡土墙,只能在现状基础上对其进行改造、加固的平原城镇段排水、风景观赏河道。依据此次调查,此类措施多用于平原城镇段复式断面和矩形断面城市风景观赏河道。
(4)典型实例:在直墙坡脚砌筑种植槽,内填客土,栽植水生植物和花灌木,改变传统砌石、混凝土等直立挡土墙护砌生硬、呆板的形象,使两岸直坡变成“绿坡”,是一项较新颖的生态防护措施。如转河、北护城河。
图 坡脚种植槽结合植物护岸应用实例
指将水生植物栽于水陆交界之处,一是利用水生植物浓密的茎叶消除水浪,使主流集中在河道横断面的中部,避免或减弱水浪对岸坡的冲刷,有利于堤防的稳定和安全;二是利用水生植物发达的根系较强的扭结力,发挥固土的作用,防止水流对坡脚的淘蚀,减少土壤流失。
通过调查,北京市常用固脚水生植物主要为挺水植物,常见品种及习性见表。
表 坡脚防护常用挺水植物
(1)设计原则:根据水深、水流速度、水质、土壤条件等选择适宜的品种;选择根系发达、固土能力强的植物品种;根据景观要求选择合适的植物;水生植物的抗冲刷和耐淘蚀能力一般,有的使用寿命短,因此要多种植物综合运用;有通航要求的河道、公园水系应考虑行船激浪对植物寿命的影响。
(2)措施设计:
图 水生植物护岸设计图
(3)适用范围:适用于水流较缓慢、坡度平缓的城市风景观赏河道或公园水系和郊区对景观要求较高的中小河道;有通航要求的河道、公园水系应慎用此措施。
(4)典型实例:清河
图 水生植物护岸应用实例