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生態岸坡

發布時間: 2020-12-08 16:54:58

A. 江蘇綠岩生態技術股份有限公司怎麼樣

簡介:江蘇綠岩生態技術股份有限公司於2003年07月09日在蘇州市工商行政管理局登記成立。法定代表人王開秀,公司經營范圍包括地質災害治理工程項目設計、施工;邊坡生態防護治理等。
法定代表人:王開秀
成立時間:2003-07-09
注冊資本:2786萬人民幣
工商注冊號:320582000061090
企業類型:股份有限公司(非上市)
公司地址:張家港市楊舍鎮(塘市辦事處)丁香路3號

B. (一)生態護坡及其優勢

1.生態護坡的含義與作用機理

生態護坡是河流生態治理的一項重要措施,是結合水利工程與生態環境保護而興起的一種新型護坡技術。它集現代水利工程學、生物科學、環境學、生態學、景觀學、美學等學科為一體,打破了傳統護岸水泥三面襯砌、整齊劃一的格局,同時不再僅僅強調護岸的抗沖刷能力等,而要求穩定性、景觀性和生態性的完美結合。因此,生態護坡技術可描述為「通過使用植物或植物與土木工程相結合的方式,減輕水流、風浪、雨水等各類侵蝕的程度,提高坡面及坡腳的穩定性,實現河岸生態群落向頂級群落演變的水利工程技術」。

生態護坡技術是利用植被涵水固土的原理穩定岩土邊坡同時美化環境的新技術,是涉及岩土工程學、水土保持學、環境保護學、生態學植物學、園林學、土壤肥料等多學科於一體的綜合工程技術。

根據以上概念,生態護坡模式應具有以下特點:

1)從概念與方法看,強調兩個標準的協調,不僅需要根據當地自然和社會經濟發展狀況提出河道的防護體系標准,而且需要了解河道本身的自然生態體系,使得工程實施後能盡快恢復河道系統的生態平衡。涉及的領域更寬,技術手段更多,方法更復雜。

2)豐富了原有護坡模式,不僅包括傳統的防護綠化型,而且還包括灘地的人工濕地系統,高爾夫球場、種植養殖等開發型模式。

3)材料的選擇多樣化,包括土、石、混凝土、生態型混凝土製品、土工合成材料、適宜的植物等。只要滿足生態防護的要求,不排斥採用混凝土進行防護。

4)與傳統的綠化美化不同,生態護坡強調盡量利用自然的力量達到植被系統的生態平衡和自然修復,恢復自然的四季景觀。經驗表明,不能自然生態平衡的系統需要人工進行維持,因而管理維護費用高。

生態護坡作用方式主要是通過坡面植物的地下根系和地上莖葉,地下廣布的根系縱橫交織,大大增加了土體的固著和結持力,地上部分的莖葉可減少或防止降雨對地的直接撞擊濺蝕。從上述角度出發,其護坡機理應當從以下兩個方面考慮:①植被系統控制侵蝕的力學機制(力學效應);②植被系統控制侵蝕的水文機制(水文效應),在這方面周錫九、張俊雲、王文生等人做了大量的研究工作,歸納起來生態護坡的機理如圖10-1所示。

圖10-1 生態護坡機理

圖10-1中深根錨固作用與蒸騰排水效應的主要功能是加固邊坡,淺根加筋作用與莖葉水文效應的主要功能是坡面防護。

植被的力學效應。植物分為草本類植物和木本類植物兩大類,由於這兩大類植物生物學特性不同,造成其根系形態也不盡相同,因此其作用機理也不同。根據根的形態特徵,植物根系可分為草本類植物根系和木本類植物水平根系、垂直根系三種類型,從力學角度表現為淺根加筋、深根錨固兩種作用類型。其機理如下:①淺根的加筋作用。植草的根系在土中錯綜盤結,使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料,草根叫視為帶預應力的三維加筋材料。②深根的錨固作用。木本植物的垂直根系的主根粗壯,扎入土層較深。垂直深根穿過邊坡的軟弱層或滑動面,以錨固與樁側阻的方式對邊坡起到加固作用,其作用類似於錨桿或抗滑樁。

植被的水文效應。植被地上部分的莖葉及枯枝落葉可減少或防止降雨對地面的直接撞擊濺蝕,植物尤其是草本植物具有控制土壤侵蝕的能力,通過其降雨截留、徑流延滯、土壤增滲、土層固結等作用,改善坡面小氣候,減緩了土表侵蝕。①降低坡體孔隙水壓力,提高土體抗剪強度。降雨是誘發滑坡的重要因素之一,邊坡的失穩與坡體水壓力的大小有著密切關系。植物通過吸收和蒸騰坡體內水分,降低土體的孔隙水壓力,增加土體吸力,提高土體的抗剪強度,有利於邊坡體穩定。②降雨截留,削弱濺蝕。一部分降雨在到達坡面之前就被植被截留,重新蒸發到大氣或下落到坡面。下落的雨滴在打擊坡面時,把動量傳遞給土體,產生的分裂力使土體顆粒分離飛濺,在滴濺過程中,雨滴動量越大,撞擊分裂力越大,被濺出的土粒數量也越多,植被能攔截高速下落的雨滴,減少雨滴數量、滴濺能量及飛濺的土粒。③抑制徑流沖刷。地表徑流帶走己被滴濺分離的土粒,進一步引起片蝕、溝蝕,植被能夠抑制地表徑流並削弱滴、濺蝕,從而能控制土粒流失。通常情況下,土的流失量隨植被覆蓋率的增加呈指數關系降低。

2.生態護坡相對於傳統護坡的優勢

傳統的城鎮河道整治,一般採用單純的工程措施護坡,主要有漿砌或干砌塊石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡等,護砌形式多為梯形或矩形斷面,有些甚至是全斷面襯砌。這些結構形式的傳統護坡,在保持坡岸的結構穩定、防止水土流失以及防洪排澇等方面,起到了一定的作用,但卻對景觀、環境和生態產生了不同程度的負面影響。而目前採用的生態型護坡一般是採用植物護坡或植物與工程措施相結合的復合護坡。因為植被的存在,恢復了護坡應具備的生態學功能,相對於傳統護坡有了較大改善。

(1)改善水質及水體的自凈能力

光潔、硬質的傳統護坡,岸坡沒有植物作為屏障,會使岸邊的垃圾以及地表徑流帶來的污染物輕易進入水體,加速水體水質的惡化,造成污染。而生態護坡因為植被能夠滯納垃圾和顆粒物質,過濾來自高地以及地表徑流中的污染物,起到保護河道水體的作用。蔡婧等的研究發現土壤生物工程柴籠、灌叢墊和傳統的植草護坡對懸浮固體和營養鹽的截留率達到80%以上。另外,寸草不生的傳統硬質護岸,破壞了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環體系,不利於具有凈水功能的水生生物的生長,削弱了水體的自凈能力。生態護坡所採用的植被以及新型材料加強了護坡的透水性和透氣性,在一定程度上保持了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環,保護了水體的自凈能力。

(2)調節水溫變化,維持水生生態系統的平衡

傳統護坡增強了對光照的吸收,導致水體溫度變化過大,不利於維持水中生態平衡。水溫的變化過大,不利於對溫度敏感物種的生存;對魚類產卵產生較大的負面影響,因為魚類的正常繁殖對溫度的反應非常敏感;在高溫季節,還會孳生傳染病菌。而引入植被、灌木或森林的生態護坡在調節光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了一定的作用。因此,從這個層面上說,生態護坡在一定程度上改善了水生生態系統的平衡。

(3)保護河道系統的生態多樣性

混凝土和砂石修葺的傳統護坡在一定程度上加快了水體的流速,加大了水流沖刷力度,水中一些生物會被水流沖走,使水中生物減少,岸上又缺乏天然植物,直接影響沿河野生物種,如水鳥等的生存。據統計,目前河道襯砌後,沿河生物種類減少了70%以上,而水生生物也只相當於原來的50%,加之河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規則化,使自然河流系統中河床的異質性不復存在,許多水生生物無法安身,不能形成多種多樣的生境組合。生態護坡的透水性有利於維持河道水體的原有流速,同時也為各種生物的生長、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供了有利的水邊環境,保護了河道系統的生物多樣性。

(4)恢復護坡的綠色景觀

過去沒有綠色的傳統護坡,使河道失去了原有的生機。而增加了綠色的生態護坡,恢復了護坡的綠色景觀,滿足了現代人回歸自然的追求。生態型護坡是在傳統型護坡基礎上的改進,不單純局限於新型環保材料或技術的應用,同樣重視發掘傳統人工材料和技術的生態功能以及改進傳統的護坡方法,在設計和施工中更多地顧及環境和生物的需求。因此,生態型護坡既源於傳統型護坡,又有別於傳統型護坡,是護坡工程發展的嶄新階段。

C. 生態格賓石籠護坡有什麼優勢

可防止水土流失、岸坡植物生長、生態綠化、景觀

D. (一)濱岸生態護坡的原則與方法

1.濱岸生態護坡的原則

(1)穩定性

生態護坡要保證堤岸的穩定性。岸坡的穩定性設計需要結合試驗資料和已建生態護坡工程的監測資料,對水力參數和土工技術參數進行評估,找出造成不穩定的主要因素,然後根據實際情況選用護岸形式,提高岸坡的穩定性和安全性。

(2)保護生物多樣性

生態護坡與傳統護坡最大的區別就在於生態護坡將生態學理論納入護岸設計當中。首先,以生態學為基礎,將生物種群作為設計的核心,考慮護岸連接長度和寬度對生物生存與繁衍的制約;其次,注意保護生物的多樣性和食物鏈網的復雜性,積極為水生生物、兩棲動物創造棲息、繁衍的環境。這樣既有利於恢復和保護河流生態環境,又有利於提高河流的自凈能力。

(3)因地制宜

在設計時要充分考察當地的地質、水文、環境條件和生物種群,因地制宜,盡量選用當地材料以降低工程成本;植物的配置也應以鄉土植物為主,合理布局,保證較高的生物種群異質性。

(4)景觀性

水環境景觀是城市、鄉村景觀的重要組成部分,在進行生態護坡規劃時,要以自然、生活、空間、歷史和文化為線索,充分了解與認識當地的自然環境與人文景觀,以便將生態護岸與當地的景觀文化融為一體。

2.濱岸生態護坡改造途徑

長期以來,漿砌石或混凝土結構等剛性材料憑借其結構簡單、穩定性強、機械化施工程度高等優點被廣泛應用於河道堤岸護坡工程中,人們多注重的是工程本身行洪、泄洪和抗沖刷等能力的發揮,而往往忽視工程對生態環境及景觀的影響。隨著社會的發展和人們環保意識的加強,堤岸護坡工程的生態環境效應愈來愈被重視,傳統的砌石或混凝土護坡工程正在逐步被棄用,尤其在經濟發達地區的城市河道整治中。取而代之的是一種融現代水利學、環境學、生物學、生態學、美學等多學科為一體的新型生態護岸技術。它在確保河道基本功能的同時,通過特殊材質的選擇、高異質生境空間的培育及富有生物多樣性的群落營造,從而構建優美的自然景觀和人文景觀。

早在20世紀80年代末,瑞士、德國就提出了「自然型護岸」技術。20世紀90年代初,日本把長達50年公路生態護坡技術應用於城鎮河道建設而提出「親水」觀念,並推出了植被型生態混凝土護坡技術。同時,美國、法國、荷蘭等發達國家也分別採用不同的生態技術,營造優美的堤岸生態景觀。盡管我國相關研究相對較晚,但近年來在廣大科研人員的努力下,無論在生態護坡理論研究,還是工程應用上均取得了長足的發展。其中包括周躍、陳明曦等對坡面生態工程的基本原理的探索,鄢俊等對各種植草護坡種草的關鍵技術研究,盧志靈、季水興等針對不同河道特點的生態型護坡結構形式研究,何江華對生態格網工藝、郭忠義等對生態磚、陳海波對網格反濾生物組合以及胡海泓、劉娜娜、林發水,等對不同護坡形式及技術均進行了較為詳細的研究。以上諸多研究主要針對不同護坡的結構進行設計研究,也有部分是對護坡植物選擇的研究。但是,對於護坡植物的跟蹤調查研究較少,尤其從能反映群落穩定性的生物多樣性角度,對護坡植被跟蹤的研究尚未見報道。

發達國家對環境和生態退化的問題認識較早,很早就開始研究傳統的護坡技術對環境與生態的影響,認為傳統的混凝土護岸會對環境帶來不良影響,從而引起生態退化為了更有效保護河道岸坡和生態環境,提出了一些生態型護坡技術。

生態護坡技術在我國起步較晚,目前參考國外經驗及根據國內自身工程特點及有關工程經驗,已形成一定的生態護坡改造技術,主要有以下幾種途徑。

(1)變硬質駁坎為軟質護岸

該方法盡量減少漿砌塊石等硬質駁坎的使用,在場地條件允許、結構保證可靠的前提下,改用松木樁、樹根樁結合植被綠化覆蓋等手段改造河道;必須使用到硬質駁坎的地方,採用水下式硬質駁坎結合水上生態護坡的形式增加河道親水性、生態性。

(2)景觀改造

該方法使河道工程改造與景觀改造完全的結合在一起,設置由高大喬木、低矮灌木、花草、魚巢、水草、動物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體等組成河坡立體生態體系,導入城市文化,使城市河流不僅呈現為一種自然景觀,更蘊涵著豐富的文化內涵,既是自然要素也是一種文化遺產。

(3)設置功能親水構築物

河口、海岸設置遊船碼頭、親水平台、河埠頭等親水構築物,結合自然生態島、景觀橋、廊架、園路等景觀改造,方便居民在河岸休閑遊憩,使城市河道成為城市中遊玩、觀賞的景區。

(4)截污納管及河底疏浚

河口、海岸沿線多為農居及企業,過去雨、污合流自接排入河道,嚴重影響水質。根據沿海城市工程實踐,可以在沿河兩側埋設截污管,使雨、污合流排入市政污水主幹管中。對於污染嚴重而近期無市政出路的重點區域,可考慮設置小型生化處理臨時設施,以解決短期污染問題。為進一步改善河道水質,在實施截污工程及配水下程的同時,還應對河道底泥進行疏浚。

3.河口、海岸生態護坡的主要結構形式

實際應用中,河口、海岸生態護坡技術宜根據不同設計理念,針對不同區段,岸、坡結合,採用不同形式,協調一體化建設,以達到生態環保的要求。其主要結構形式有:

(1)景石護坡或石籠護坡

在水位變化處,可採用景石護坡及石籠護坡,亦具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失等功效,通過景石的堆砌,使岸線錯落有致,富於變化,具有一定的景觀美化效應。

(2)親水景觀平台

將河道護坡建成親水平台或親水走廊,與兩岸自然銜接,擴大綠化范圍,增加景觀節點。在場地上建造景觀等構築物,為人們提供體閑、觀景、活動的場所,使河道成為排澇防洪、綠化、景觀林閑、旅遊等多功能為一體的復合生態系統。

(3)樹根樁或松木樁護坡

樹根樁、松木樁結合植被綠化覆蓋的手段改造河道,可以增強河道的穩定性,保證河道的生態性,對於挖方段河道整治應用效果更好。

(4)護坡種植

發達根系固土植物在水土保持方面有很好效果,採用發達根系植物進行護坡固土,既可達到固土保沙,防止水土流失,又可滿足生態環保的要求,還可進行景觀造景。

(5)生態帶

根據岸坡地形地貌、土質和區域氣候等特點,在岸坡表面覆蓋一層土工合成材料,並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、莖葉防沖蝕等目的。由於在坡面形成茂密的植被覆蓋,在表土層形成盤根錯節的根系,可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,從而能大幅度提高岸坡的穩定性和抗沖刷能力。

(6)鋪設砌塊

在河口、海岸護坡或護岸結構中可以利用生態混凝土預制塊體進行鋪設,或直接作為護坡結構,既實現了混凝土護坡,又能在坡上種植花草,美化環境,使硬化和綠化完美結合。植被型生態混凝土具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。由於草根的「錨固」作用,抗滑力增加,草生根後,草上、混凝土形成一體,更加提高了堤防邊坡的穩定性。

(7)毛竹樁護坡

在水位變化處,毛竹樁護坡具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失,美化景觀等效應。

E. 生態混凝土價格密度是多少

生態復混凝土價格是100多/平方米,所謂制生態混凝土,就是通過材料篩選、添加功能性添加劑、採用特殊工藝製造出來的具有特殊結構與功能,能減少環境負荷,提高與生態環境的。每個地區的水泥價格、沙子價格等等物價都不一樣,所以生態混凝土價格也是存在差異的,但平均下來約350/m³。

F. 修水電站對當地的危害都有什麼 主要是生態的問題

水利工程的興建,特別是大型水庫的形成,將使其周圍環境發生明顯的改變。

庫區
1.淹沒
建壩後,水位在壩前壅高形成回水,在回水范圍內,耕地、礦藏、名勝古跡(三峽大壩)等被淹沒;工廠、鐵路、公路、設施需要拆遷;居民需要遷移,城鎮需要遷建。土地和設施的賠償費,拆遷費用相當龐大。但以三峽為例,城鎮遷建後規模明顯擴大。
2.滑坡、坍岸
岸坡浸水後,掩體的抗剪強度降低,在水庫水位降落時,有可能因喪失穩定而坍滑。庫區大范圍坍岸,會加劇水庫淤積;而壩址附近的滑坡,將給工程的正常施工和運行帶來極為不利的後果。如義大利瓦伊昂拱壩庫區滑坡。
3.水庫淤積
由於水流入庫後流速減小,挾沙能力降低,使泥沙顆粒先粗後細逐步下沉,造成淤積。淤積不僅會使枯榮減小,縮短水庫壽命,加大淹沒損失,還將影響電站和航運的正常運行。基本措施是上游封山育林、退更換林等。
4.生態變化
建壩蓄水對生態環境有很大影響,受影響的有庫區和下游陸地生態系統,也有河流水生生態系統或直至河口生態系統。例如,水庫淹沒影響陸生植物生存,並破壞其生存環境。又如,水環境變化對珍稀、瀕危水聲生物的種群、數量、棲息場所、繁殖場所有致命影響。典型有長江中華鱘,長江個葛洲壩、三峽等截流後,中華鱘洄遊到其上游產卵的通道被隔斷,如今已採用人工繁殖,人工過壩等方式解決以避免中華鱘的滅絕。
5.水質變化
水庫蓄水後,由於庫區內生物機體的分解,增加了庫水的肥力,有利於水中微生物的繁殖,對魚類生長有利。但如清庫不徹底,過多的有機質在庫底分解,吸收深層水中的氧,產生硫化氫,也可使水質變壞。還有水質的富營養化。
6.氣象變化
水庫形成一定的水域,大的水域能改變附近地區的小氣候(多霧、降雨形態變化、氣溫變幅減小等),並使樞紐附近地區的生態 平衡發生改變。
7.誘發地震
20世紀60年代以來,世界上有不少大水庫在蓄水後發生了地震,如我國新豐江水電站地震6.1級,壩址烈度達到8度。產生誘發地震的庫區一般存在近期活動性地質構造,地應力較高,有局部應力集中。當水庫蓄水後,岩層中的孔隙水壓力增加,使原來穩定岩體中的地應力狀態發生變化,地塊活動隨之增強。
8.衛生條件
耕地鹽鹼化、形成沼澤地帶、孳生蚊蟲和其他有害的微生物。

G. 生態護坡的生態護坡設計原則

1 水力穩定性原則
護坡的設計首先應滿足岸坡穩定的要求。岸坡的不穩定性因素主要有:① 由於岸坡面逐步沖刷引起的不穩定;② 由於表層土滑動破壞引起的不穩定;③ 由於深層土滑動引起的不穩定。因此,應對影響岸坡穩定的水力參數和土工技術參數進行研究,從而實現對護坡的水力穩定性設計。
2 生態原則
生態護坡設計應與生態過程相協調,盡量使其對環境的破壞影響達到最小。這種協調意味著設計應以尊重物種多樣性,減少對資源的剝奪,保持營養和水循環,維持植物生境和動物棲息地的質量,有助於改善人居環境及生態系統的健康為總體原則。主要包含以下三個方面:
(1 )當地原則。
設計應因地制宜,在對當地自然環境充分了解的基礎上,進行與當地自然環境相和諧的設計。包括:①尊重傳統文化和鄉土知識;② 適應場所自然過程,設計時要將這些帶有場所特徵的自然因素考慮進去,從而維護場所的健康;③ 根據當地實際情況,盡量使用當地材料、植物和建材,使生態護坡與當地自然條件相和諧。
(2 )保護與節約自然資源原則。
對於自然生態系統的物流和能流,生態設計強調的解決之道有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、磚石等服務於新的功能,可以大大節約資源和能源的耗費;④盡量讓護坡處於良性循環中,從而使資源可以再生。
(3) 回歸自然原則。
自然生態系統為維持人類生存和滿足其需要提供各種條件和過程,這就是所謂的生態系統的服務。著重體現在:① 自然界沒有廢物,每一個健康生態系統,都有完善的食物鏈和營養級,所以生態設計應使系統處於健康狀態;②邊緣效應,在兩個或多個不同的生態系統邊緣帶,有更活躍的能流和物流,具有豐富的物種和更高的生產力,也是生物群落最豐富、生態效益最高的地段,河道岸坡作為水體生態與陸地生態之間的邊緣帶,在設計時應充分考慮其邊緣效應;③生物多樣性,保持有效數量的動植物種群,保護各種類型及多種演替階段的生態系統,尊重各種生態過程及自然的干擾,包括自然火災過程、旱雨季的交替規律以及洪水的季節性泛濫。

H. 最具有生命力的四大海洋生態系統閱讀答案

海洋水體是生物生存和發展的理想環境。海洋的生物是豐富多樣的,其動物種類總計約15萬種,植物約1.5萬種。在海洋中,生物的分布受各種因素的影響,如光照、溫度、鹽度、壓力、透明度及底土的理化性質等,從而形成各種不同的生態系統,所具有生命力也各不相同。其中,最具有生命力的生態系統有四個:紅樹林、珊瑚礁、上升流和海岸濕地。紅樹林:是生長在熱帶、亞熱帶海岸泥灘上的水生植物群落的總稱,包括喬木、灌木和草本植物,如紅樹、海欖雌、海桑、紅茄冬等。適於生長在風平浪靜、淤泥深層的海灘、濕地或河口地區。紅樹林四季常綠,因其樹皮中含有一種稱為「單寧」的化學物質而顯紅色,故稱為「紅樹林」。紅樹林與其它類型的樹林相比,有許多獨特之處。為了適應鹽分高的海洋環境,葉片上有排鹽孔,能把吸入體內的海水鹽分有效排出,其功能類似於人皮膚上的汗毛孔。另外,紅樹林紮根於海底淤泥,通氣不良,故大多發育有突出地面的呼吸根,形狀萬千。最為奇特的是紅樹林的繁殖為「胎生」方式,種子在母樹上孕育,待成熟後,先在母樹上萌發成芽,然後隨同果實一起墜海,數小時內即可紮根成長為獨立植株。紅樹林最引人注目的是有密集的支柱根,這些支柱根多在樹干基部生出,逐漸下伸,插入土中形成縱橫交錯、抵抗風浪的弓形支架。紅樹林是重要的海洋生物資源,經濟價值極高。以紅樹林為中心的海洋生態系統具有強大的生命力,它通過食物鏈維持自身的生態平衡。紅樹林吸收海底土壤中的養料而生存,其樹葉、樹枝是魚蝦的食物,鳥類又以魚蝦為食物,淤泥中的微生物又將植物、動物遺體分解成無機物歸還土壤中。以海南島的紅樹林為例,該系統內有鳥類114種(佔全島的40%以上)、昆蟲100多種,水生動物100多種,平均每公頃每年可產魚、蝦、蟹等海產品750多千克。所以海南自古有:「萬畝紅樹養萬人」的說法。紅樹林的樹皮中含有的單寧,可作鞣料和染料;有些種屬木質堅硬,耐腐蝕,是建築、橋梁和船舶的優質用材。某些紅樹植物還有葯用價值,能治療淋巴結核、皮膚病、癌症等。紅樹林還有很高的環保價值。紅樹林的根部深扎於海水中,可防禦海風,抵制海浪侵襲,保護農田和村鎮,被譽為「天然的海防衛士」。同時,紅樹林根系發達,枝葉繁茂、還可以大量吸收海洋中的污染物,凈化海水。同時,紅樹林還有較高的生態學研究價值和旅遊觀賞價值。由於紅樹林的生長環境特殊,故種類相對貪乏。全世界共有23科、34屬、81種,大致可分為兩類:東方型,指分布在亞洲、大洋洲、和非洲東海岸的紅樹林,種類豐富;西方型,分布於北美洲、西印度群島和非洲西海岸,種類貪乏。我國的紅樹林共有13科,24種,主要分布在海南、廣東和福建沿海,以海南島最為豐富,面積佔全國的70%以上。珊瑚礁:在熱帶、亞熱帶淺海上,由造礁珊瑚骨架和生物碎屑組成的具有抗浪性能的海底隆起。造礁生物的種類並非只有造礁珊瑚,其它許多海洋生物,如珊瑚藻、多孔螅、有孔蟲和一些貝類等也參與造礁,故珊瑚礁又稱生物礁。按礁體形態及其與岸線的關系,珊瑚礁的主要類型有岸礁、堡礁、環礁和台礁。按礁體與海面的關系可分為溺礁和上升礁,前者指位於造礁珊瑚生長極限深度以下的珊瑚礁;後者則指高於現今海面的珊瑚礁,如海南島沿岸和台灣楓港的隆起礁。岸礁,緊貼大陸或島嶼岸邊生長發育的以礁坪形式出現的礁體,又稱裙礁或邊緣礁,在火山島沿岸和基岩海岸是最理想的發育場所。岸礁的寬度與水下岸坡坡度有關,若岸坡陡,則較窄;若岸坡緩,則較寬。岸礁的厚度與海岸升陡有關。現代岸礁大多較薄,如海南島的岸礁一般厚1米~3米,最厚不過20米,如果海岸持續緩慢下降,形成的岸礁較厚。在我國,岸礁主要分布在海南島沿岸和台灣恆春半島。堡礁,與陸地以湖或帶狀淺海相隔,呈環狀圍繞火山島,也有在大陸架上延伸的。現今規模最大的堡礁是分布在澳大利亞東北岸外的昆土蘭大堡礁,從9°15′S~24°30′S,綿延2000千米。大堡礁由內、外兩道堡礁組成。外堡礁是一道帶狀礁群,分布在180米水深的大陸架邊緣;內堡礁由形態復雜的珊瑚礁組成,既有不規則的環礁又有陸架形環礁。環礁,環繞

I. (三)河口海岸生態護坡修復要點

河口海岸的生態修復延伸到水環境綜合整治中。生態護岸以保護和創造生物良好的生存環境和自然景觀為前提。在再生生物群落的同時,建設具有設定抗洪強度的河流護堤工程,能夠提高水系功能和改善水的質量,把受人類嚴重干擾和破壞的河道修復成為水體與土壤、水體與生物相互涵養,適合生物生長的近自然狀態的河道。因而,生態護岸技術在水環境綜合整治中逐步得到了應用和發展。

生態護岸是利用石頭、木材、多孔環保混凝土和自然材質製成的柔性結構等構建,對河岸進行加固,防止河道淤積、侵蝕和下切,同時多孔護岸材料,為植物的生長提供了有利條件,為野生動物提供棲息地,保障自然環境和人居環境的和諧統一。透水的護岸也保證了地表徑流與地下水之間的物質、能量的交換。其生態護坡手段如下:

1.河岸類型對護坡形式的選擇

河水流動過程中形成明顯的沖刷面和回水灣沖刷型、回水型和普通型河岸。處理時依河優勢,充分考慮其水動力學特徵,對於沖刷型河岸,河岸要承受河水的強烈沖刷作用,特別是在洪水季節,沖刷面是河岸侵蝕和水土流失的主要區域,對其進行生態護坡的首要措施是穩固岸堤。因此,對沖刷面,必須採用隔離封閉的護坡形式,最簡單的方法是砌石,考慮到整體協調美的生態要求,可以由低向高逐漸過渡堤岸形式,由外向內降低抗沖刷材料強度。

對於回水型河岸,河水流動相對緩慢,河岸主要起緩沖作用,河水流線呈螺旋型,在回水灣,污染漂浮物容易滯留。對其進行生態護坡時,重點考慮生態美學特徵,強調河岸的形式變化,特別是復合生態系統培植、發育和完善,同時,可以構建局部生態景觀。

對於普通型河岸,其河水動力特徵介於上述兩種類型之間,但是,依河道寬度的變化。普通河岸也呈現微弱的沖刷面和回水面,在設計處理時,應注意其功能特徵,適當取捨,既要保證岸堤的穩固性也應注重岸堤的生態性能。

另外,河岸沖刷面一側的河水以湍流為主,稀釋和自凈能力較強,抗污染負荷能力也強,回水面和普通型河岸一側河水以層流為主,自凈能力較弱,環境容量較低,容易形成典型的遲滯型污染。

2.生態護坡建設方法

(1)介質篩生態護坡

在對河堤進行護坡處理時,由內及外,向河布設粒徑逐漸放大的天然石塊護坡介質,臨河面由粗石顆粒組成,孔隙率低,但是孔徑大:內側由細石顆粒組成,孔隙率高,但是孔徑小。這樣,由河向岸就形成介質篩的形式,一方面,這種結構能夠有效地保護坡堤,減輕河岸沖刷、防止水土流失;另一方面,這種結構為水生多生態系統的發育創造了條件,遠離河岸的微型空間內便於低級生物的繁殖,而臨河的大空間內便於高級生物的生存。介質篩護坡是自然河床形式的延伸,與其他人工護坡形式相比,它更趨向於自然,節約投資和建設費用。

依據介質篩分的基本原理,確定介質篩護坡的標准形式如圖10-34所示。可以看出,介質顆粒水平角小於45°,在介質篩底層外設置松木樁,在木樁外堆放防沖刷石塊;在介質篩與松木樁間以及介質篩空隙間種植挺水植物。對岸坡植被景觀營造,以喬木為骨架,喬灌草結合,與周圍景觀視廊相協調。

圖10-34 介質篩護坡的標准形式

這種形式的護坡適用於水利條件較好的河段,其穩定性主要依賴於最外層卵石的大小和護角的處理。

(2)仿濕地生態護坡手段

濕地生態系統的強大功能已被廣泛認同,其核心在於多生物生存條件的集成和穩定。在生態護坡處理中,可以借用濕地建設的成功經驗,營造局部仿濕地系統。在回水灣和河面較寬的河段,岸堤受沖刷的壓力減弱,岸堤的穩固性較強。對這類岸堤進行護坡處理時,以植被穩定技術優先,通過植物發達的根系固化土壤和堤岸。由於細介質中孔隙率大,微生物豐富,實質上已形成了沿河帶狀小型仿濕地生態護坡,就是在這類岸堤上完善其濕地生態系統,建立高級生命棲息的環境空間,促進生態系統的新陳代謝,同時,杜絕人類活動對生態系統的干擾。

(3)根穩定生態護坡手段

樹木與草坪生態護坡存在一定差異,樹木對內部土壤具有較好的穩定作用,草坪對表土具有較好的固化作用。因此,現代生態護坡往往兼顧兩種模式,採用樹木與草坪相結合的護坡形式。對樹木根系進行穩定和固化是生態護坡的主要工程技術問題。可對其進行特別處理,即根系穩定生態護坡手段,它是通過穩定單株樹木的根系來實現整體堤岸穩定的技術。根據河水的流向,可以劃分出樹木根系的迎水面和背水面,對迎水面一側,採用混凝土澆注的硬處理;對背水面一側,採用網狀預留孔處理。這樣處理既避免了樹木根部被沖刷侵蝕,又為根系提供了物能交換的通道,從而強化對樹木根系的保護,進而對河流堤岸進行保護。

3.生態護坡恢復設計

根據夾河水利規劃,在維持夾河大堤現狀的情況下,對陌堂橡膠壩至入海口的夾河河道兩側濱水堤岸進行生態護坡建設。依據夾河現有的岸堤情況和水利條件,採用寬體斜坡護坡技術、根穩定生態護坡技術、地理板框介質篩護坡技術和半干砌石護坡技術等對其進行改造和建設。對已做石砌護岸的河段根據具體的水利及區位等因素採取退岸方式,將其改造成1:3.0的斜坡護岸,並採用半干砌石、地理板框等技術進行岸坡穩定。對自然岸堤進行平整,保護天然植被,特別是喬木,營造寬體斜坡,擴大泄洪空間。同時,對河槽與堤壩之間的灘地進行植物修復等水土保持措施。

(1)半干砌石介質篩護岸建設

在夾河上游段的部分混凝土硬化河岸改造、構建半干砌石介質篩護岸,斷面如圖10-35所示。該段護岸全長約15.0km。

圖10-35 半干砌石介質篩護岸斷面圖

為防止坡角侵蝕,沿河岸打3~4排木樁,木樁間距約5cm,在保證良好的透水性的前提下,有效地防止河水沖刷坡角;為延緩木樁腐爛,考慮將木樁完全打入水下,即要求木樁樁頂高程低於常水位。在木樁內側漿砌高度大約50cm的卵石,卵石頂高程高於常水位約30cm,以防止涌浪對生態護岸的沖刷。考慮到系統對氮的去除,可選用沸石內嵌與卵石中,提高生態系統對氮的去除。

現場澆築混凝土模塊,在混凝土半干狀態下,將大卵石置於其上,沿坡角向坡頂密實鑲嵌堆放,待混凝土完全晾乾後,天然石與混凝土固化為一體。在未澆築混凝土的坡面上,石塊受到其他固化石的擠壓作用,也穩定在岸坡上。混凝土砌塊平面尺寸約寬30cm,長50cm,其深度須滿足護岸穩定要求,且間距不小於1m。卵石粒徑約20~30cm。

在半干砌石上覆土30cm,移植附近相鄰區域的表土,以保持覆土有機質含量,在覆土上培植草本和灌木。在條件允許的情況下,盡量保證岸坡坡度小於1:3.0。為營造生物生存棲息空間,在木樁河水側拋石。為維持由江向岸的透視景觀,喬木不應太密,在保護現有喬木的基礎上,落葉與常綠搭配,臨河處盡量選用垂柳等彎曲喬木。

半干砌石介質篩護岸要比干砌石護岸穩定,且具有多空隙,能夠保證河水與空隙水及地下水之間的交換,空隙間填土又為植物生長提供了紮根基礎。

(2)地理板框介質篩護岸建設

如圖10-36所示,對夾河上游段其他混凝土硬化河岸改造、構建地理板框介質篩護岸,這種形式結構穩定性強、耐洪水沖擊。斷面如圖10-36所示。該段護岸全長約15km。

地理板框介質篩護岸的坡角處理同上面的半干砌石介質篩護岸技術;沿修正後的緩坡傾斜面布設混凝土板框,為維持板框內鬆散堆積的碎石的穩定性,板框規格為1.0m×1.0m,板框採用混凝土整體現澆製作;在框格中,依介質篩原理填充不同粒徑介質。框架厚度40cm,框中底層填粒徑5mm,厚10cm的粗砂,其上再填粒徑2cm厚10cm的礫石,礫石上面鋪一層粒徑6~8cm的碎石,形成地理板框介質篩;最後在板框上敷表層土30cm厚,在保護現有喬木基礎上,對岸坡進行再綠化,栽植落葉喬木,覆土上間植灌木和草本植物;為營造生物生存棲息空間,在木樁河水側拋石,並栽植柳樹和蘆葦等親水植物。

圖10-36 地理板框介質篩護岸斷面圖

(3)寬體斜坡護岸建設

如圖10-37所示,在夾河下游部分軟質受損河岸區域內,岸坡上植被發育較好,植物根系有效地維持了岸坡的穩定,但是略顯單薄,岸上植被則遭到不同程度的破壞。因此,該段考慮主要以植被恢復為主,有效利用植被根系的固土功能和控制面源污染的功能。該段全長約15.66km,寬度設計在20~50m之間,護岸斷面形式如圖10-37所示。

圖10-37 寬體斜坡護岸斷面圖

在夾河護岸方案中,堤岸坡角處採用了木樁+植物營養體束的護岸技術,如圖10-38所示。具體做法為,在岸坡坡腳嵌入直徑15cm、長1.5m的原木木樁,將萌芽力強的柳樹幼枝或蘆葦、菖蒲等捆成一束,用木樁將其固定在河岸坡腳。在柳樹或蘆葦、菖蒲根系未萌發之前,主要靠植物苗木束起到臨時保護河岸的輔助作用;在植物根系萌發之後,植物營養體和根系永久的護岸,達到恢復河流生態系統多樣性、提高水體凈化功能的最終目標。

圖10-38 木樁+塊石的護岸技術設計

岸堤的小傾角將減緩河水對岸堤的沖刷作用,緩解洪峰快速遷移對下游造成的壓力。坡面設計要有三維坡度變化,在水際部位設計為倒圓角坡度;在寬體斜坡護岸上採用植被穩定方法,種植柳樹、水楊,白楊、榛樹以及蘆葦、香蒲等耐濕喜水性植物。對岸堤進行穩定;在坡面上間種景觀植物,追求植物景觀的多樣性,在坡角下構築水生植物,穩定護堤,保持坡角、坡面、坡頂植被的發育和穩定;保護現有沉水、浮葉、挺水、濕生植物和灌、喬木植被系統,營造縱向生態鏈。通過沿岸拋石,構築岸邊水生兩棲類動物棲息繁衍的場所及環境,為小型動物提供避難場所。

生態護岸除了保持水土、保護河堤以及污染治理等功能外,其最主要的功能將是作為景觀林以增加河道走廊的物種多樣性和生態穩定性以及提高河道走廊的景觀效果。所以在生態護岸的建設過程中,生態護岸的景觀功能被提升到了一個重要的位置。

植物物種選取將在兼顧植物的保水護土、污染治理能力的基礎上,主要考慮其景觀功能。植物選取和種植時應注意高矮錯列,葉色和花色相搭配,喬、灌、草分層配置,以強化防護林帶的景觀效果。

防護林植物的選擇堅持本地物種優先的原則,同時兼顧植物的景觀價值、經濟價值和抗性能力。

在河灘地勢較低處種植香根草、荊三棱等多年生草本植物,在河灘地勢較高處栽種槐樹、柳樹、楊樹等喬木和杞柳、紫穗槐等經濟型灌木,並配置石榴、月季、玫瑰等觀賞性樹種。以此形成河道走廊防護林帶,以增強景觀效果,穩固河堤,防止水土流失。防護河堤兩側的面源污染收集和配布水溝渠,分隔河堤和修復工程,以提高河道走廊生態帶的層次感,加強河道走廊的生態穩定性。

4.生態護坡修復注意問題

在建設生態溝渠及生態護岸時,應以提供生物生長棲息的生物材料為主。通過使用生物材料對受損護岸進行生態修復,這類生態修復方法一般是採用由固體、液體和氣體三相物質組成的具有一定強度的多孔人工材料作為載體,利用多孔材料空隙的透氣、透水等性能,並滲透植物生長所需的營養,從而恢復河岸的植被,為生物提供良好的棲息場所。利用生物材料進行修復,如圖10-39所示。

圖10-39 生態混凝土護岸方法

(據謝三桃、朱青,2009)

在河流護岸進行生態修復上,不僅要滿足防洪排澇和生態系統健康的需求,同時也要達到景觀美質和親水和諧的功效。基於這個生態修復的要求,可以採用景觀型多級階梯式人工濕地護岸和景觀凈污型混凝土組合砌塊護岸技術等。這類修復方法一般是以無砂混凝土樁板或無砂混凝土槽為主要構件,在坡岸上逐級設置而成的護岸形式。通過在樁板與坡岸之夾格或無砂混凝土內填充土壤、砂石、凈水填料等物質,並從低到高依次種植挺水植物和灌木,從而形成岸邊多級人工濕地系統,美化了河道岸坡,呈現出層層階梯式綠色景觀,同時沿護岸線可設置的親水平台,以便人們隨時的能夠親水,如圖10-40所示。

圖10-40 景觀型多級階梯式人工濕地護岸

(據謝三桃、朱青,2009)

陳海波等在對生態護坡在河道整治中的應用時提出,生態護坡的選擇和設計應遵循水力穩定原則、生態和諧原則和因地制宜原則。顧秋平等提出,生態護坡技術應該堅持以下原則:①生態邊坡必須能夠營造一個適合陸生植物、水陸兩生植物、水生動植物生長的生命環境;②生態護坡應滿足渠道功能和堤防的穩定要求,並降低工程造價;③要盡量減少剛性結構,增強護坡在視覺中的「軟效果」,美化工程環境;④進行水文分析,確定水位變幅范圍,結合植物調查結果,選擇合適的植物;⑤盡量採用自然的材料,避免二次環境污染;⑥布置時考慮人們的親水要求。

在生態護坡的設計和類型選擇中還需要注意以下幾點:①首先要了解河道護坡的功能定位,如果待整治河道為主幹行洪河道,那麼就要優先考慮防洪排澇和航運對護坡穩定的需求,兼顧生態功能。在選擇材料和類型時可以在迎水面邊坡以傳統的干砌塊石為主,推廣使用三維土工植被網、植被型生態混凝土、土工材料復合種植等生態護坡新技術,嚴格限制漿砌石或混凝土護坡。同時,還要兼顧考慮待整治河道的位置及岸邊空間,如城鎮河道,在考慮其生態景觀功能的基礎上,還要考慮其所處空間位置的有限性,如果空間有限,那麼佔地面積大的生態型護坡就不適合待整治河道。②了解河流底泥和岸坡的土壤狀況,了解其親水性,以便有針對性地選擇護坡的類型、植被的種類以及護坡的材料。③了解河道的水質狀況以及污染物排入其中的方式。對於水質要求較高、面源污染嚴重的河道,在設計時可以構建多級階梯式、潛流型或表面流型人工濕地護岸系統。④河道的水文情況,尤其是水體的流速。對於流速緩慢的小型河道,可以直接利用草、蘆葦和柳樹等天然植物材料進行岸坡防護,這些植物都是親水的,在潮濕環境中能茁壯成長,可以在保護岸坡的同時,創造出豐富的岸邊自然生態環境。而對於水流較急、岸坡侵蝕較大的河段,單純利用草皮、柳樹和蘆葦等活體材料進行護岸,容易遭到破壞,應結合土工材料、石料、木樁等堅固材料,加強護岸的穩定性和抗侵蝕性,可以選擇三維網墊、混凝土框格、混凝土砌塊的植草護坡等復合生態護坡。

總之,生態護坡的設計和選擇應考慮河道護坡的功能需要以及各類型護坡的具體應用條件,使生態護坡和河流生態系統融為一體,形成一個有機的、開放的系統。

雖然生態護坡的應用已在國內外得到了廣泛應用,但其只考慮了生態護坡對植物的需要,而忽略了動物和微生物,忽略了生態護坡作為一個完整生態系統的動態性,忽略了真正意義上的生態護坡應該是在保證邊坡穩定的基礎上,以營造河道邊坡系統的生物多樣性為主要目標。因此,現有的生態護坡技術,雖帶有一定的生態色彩,卻是不完善的生態護坡技術,而是生態型護坡。要想實現真正意義上的滿足邊坡系統對生物多樣性的要求,建立能夠使動物、植物、微生物共存的生態護坡,生態護坡的研究須從以下三個方面著手:

1)護坡材料。為了實現真正滿足生態學要求的生態護坡,需要將護坡工程對河道的水質、水文、生態系統的影響降至最小,這就需要逐漸改進護坡所採用的材料,使生態護坡在修復水體污染、提高水體自凈能力、營造生物多樣性等方面發揮其生態學功能。

2)生態護坡的設計和類型。生態護坡的設計,包括護坡材料、護坡植物、坡比以及護坡結構形式的選擇等。要通過試驗和實踐探索,研究在不同地質條件下,不同護坡材料、護坡植物、坡比以及護坡結構形式等的組合對水流流態和流速等河道水力特性的影響,對坡面穩定性的影響,對護坡生態系統恢復和重建的影響,探索出對河流生態系統影響最小的最佳組合。

3)施工方法。即使有了完美的生態護坡設計和方案,如果施工過程不能完美呈現其各要素間的結合,也會影響生態護坡的生態效果。因此,應逐漸完善生態護坡的施工方法和技巧,將生態護坡的各要素有機結合,使其生態功能充分發揮出來[31]

煙台市在充分保護好原有的黑松植物群落海防林的基礎上,在臨海一側主要種植黑松、白蠟、檉柳、紫穗槐等抗海風、耐鹽鹼、耐瘠土、固沙性好的樹種。在相對風沙較弱的區域栽植景觀效果好的銀杏、合歡、欒樹、楸樹等喬木和黃櫨、紅楓、紫葉李、連翹等各種小喬木、花灌木。並合理調配喬、灌、花、草的比例,突出喬、灌木的綠化地位和綠化效果,突出季相色彩變化,注重各樹種色彩、冠性等生物學特性的互補作用,栽植的植物種類達到150多種,植物多樣性得到了很好的體現,基本達到了三季有花、四季常青的景觀效果。

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