生态护坡,是综合工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科的基本知识对斜坡或边坡进行支护,形成由植物或工程和植物组成的综合护坡系统的护坡技术。 开挖边坡形成以后,通过种植植物,利用植物与岩、土体的相互作用(根系锚固作用)对边坡表层进行防护、加固,使之既能满足对边坡表层稳定的要求,又能恢复被破坏的自然生态环境的护坡方式,是一种有效的护坡、固坡手段。
生态护坡设计原则
1、水力稳定性原则
护坡的设计首先应满足岸坡稳定的要求。岸坡的不稳定性因素主要有:
- 由于岸坡面逐步冲刷引起的不稳定;
- 由于表层土滑动破坏引起的不稳定;
- 由于深层土滑动引起的不稳定。
因此,应对影响岸坡稳定的水力参数和土工技术参数进行研究,从而实现对护坡的水力稳定性设计。
2、生态原则
生态护坡设计应与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响达到最小。这种协调意味着设计应以尊重物种多样性,减少对资源的剥夺,保持营养和水循环,维持植物生境和动物栖息地的质量,有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。主要包含以下三个方面:
(1)当地原则
设计应因地制宜,在对当地自然环境充分了解的基础上,进行与当地自然环境相和谐的设计。包括:
- 尊重传统文化和乡土知识;
- 适应场所自然过程,设计时要将这些带有场所特征的自然因素考虑进去,从而维护场所的健康;
- 根据当地实际情况,尽量使用当地材料、植物和建材,使生态护坡与当地自然条件相和谐。
(2)保护与节约自然资源原则
对于自然生态系统的物流和能流,生态设计强调的解决之道有 4 条:
- 保护不可再生资源,不是万不得已,不得使用;
- 尽可能减少能源、土地、水、生物资源的使用,提高使用效率;
- 利用原有材料,包括植被、土壤、砖石等服务于新的功能,可以大大节约资源和能源的耗费;
- 尽量让护坡处于良性循环中,从而使资源可以再生。
(3) 回归自然原则。
自然生态系统为维持人类生存和满足其需要提供各种条件和过程,这就是所谓的生态系统的服务。着重体现在:
- 自然界没有废物,每一个健康生态系统,都有完善的食物链和营养级,所以生态设计应使系统处于健康状态;
- 边缘效应,在两个或多个不同的生态系统边缘带,有更活跃的能流和物流,具有丰富的物种和更高的生产力,也是生物群落最丰富、生态效益最高的地段,河道岸坡作为水体生态与陆地生态之间的边缘带,在设计时应充分考虑其边缘效应;
- 生物多样性,保持有效数量的动植物种群,保护各种类型及多种演替阶段的生态系统,尊重各种生态过程及自然的干扰,包括自然火灾过程、旱雨季的交替规律以及洪水的季节性泛滥。
Enkamat®生态护坡
Enkamat是一种开孔的三维网垫,由聚酰胺(PA6)单丝干拉成型,孔隙率达95%以上,在铺设后与植物根系紧密缠绕,为植物的生长提供额外的加筋,形成“土壤、天然植被、Enkamat® 三维立体护坡结构体系,使土壤得到整体性的锚固,从而减少水土流失。
技术(产品)特点、性能
作为欧洲流行的三维土工网垫,Enkamat® 由聚酰胺单丝纤维制成,孔隙率超 95%,使用百年不变形。
其特有的立体结构为植物生长体重额外加筋,固土能力强,与土壤、植被之间形成一个近自然的生态体系,为各类边坡提供即时性和永久性的保护。
- 整体性强,耐冲刷:最高可抵御 7m/s 的水流冲刷,保护坡、岸及河道的稳定,防止水土流失;
- 柔韧性强,经济适用:柔性护坡结构,抗地面变形能力强,不用开山碎石,也更环保和节省自然资源;
- 透水性强,自然生态:95% 以上的孔隙率,丰富的三维开放结构,开放式的生态平台,能创造更有利于植物生长的微环境;
- 品质优良,寿命长:耐酸碱腐蚀,抗紫外线耐老化,可用于水源工程,无毒无污染,超长的有效时间满足各类工程设计需要;
- 施工简便易维护:施工简单方便,无岁修成本;
- 生态环保,绿化率高:无人工痕迹,绿化率 100%,可设计立体化景观带,满足人们亲近自然的亲水要求。
适用范围
Enkamat产品系列包括标准型、平面型、加筋型及Enkamat A20。其中,标准型产品主要用于岸坡区的水土保护与景观工程;平面型产品更适用于水位变动区及水域区的防洪工程与景观工程;加筋型产品能够在高拉应力环境中使用,如裸露山体的绿化等;Enkamat A20属重型材料,能够为坡面提供即时侵蚀防护,可用于岸坡区或水下部位的防洪工程或应急工程。
应用案例
典型案例1:福建省长泰县九龙江北溪防洪工程
案例概况:该工程防洪大堤于2013年采用Enkamat水土保护毯,2014年6月台风“海贝思”的登陆使得河水流速达到了4.6m/s,坡面铺设了Enkamat7020的部分在台风后保持情况良好,植被长势丰茂。未铺设Enkamat7020的防洪堤段,坡面整体相对完整,但顶冲部分出现小面积坍塌,部分坡面被雨水冲刷出了一道道沟渠。
典型案例2:上海市崇明县港沿镇同心河、增产河治理工程
案例概况:上海市崇明县港沿镇同心河、增产河治理工程地处崇明岛,该河岸堤身土质大部分为沙性土,极易受水流侵蚀,水土流失问题严重,为提高该区域防汛排涝能力,改善区域水环境,同时满足生态护岸的要求,选用了Enkamat7020作为护坡材料。