除险加固后的土石坝坡面生态防护

俊富环境

山变绿水变清荒漠变绿洲

近期我国众多地区处于雨季汛期，天气变幻莫测，强降雨天气时有发生。河南7.20暴雨期间，郑州二七区金水河上郭家咀水库下游坝坡便曾发生大范围冲刷垮塌，幸未发生决口溃坝。

我国现有水库9.8万多座。其中，大型水库近800座，中型水库4100多座，小型水库近9.4万座。按坝型分，土石坝9万多座，占92%。这些水库的大坝87%以上修建于上世纪1950~1970 年代，经过数十年运行，老化失修 、病险问题较为突出，现已进入了大规模的除险加固期。近年来，水利部对全国6.9万多座小型病险水库进行除险加固，到2025年底前，将完成现有病险水库除险加固。

大坝加固要进行取土、边坡整治和坝坡修复等工程，会破坏原有的植被 、留下许多裸露的边坡，造成水土流失，坝坡破坏， 影响水库生态环境。上游坝坡受水库运行环境和工程条件的限制，一般采用圬工工程防护，但下游坝坡的防护不影响工程安全，常常被忽视。

在每年除险加固的水库中，有不少下游坝坡植被遭到破坏，导致土质裸露，普遍存在不同程度的冲刷侵蚀和浅层局部滑坡现象。且自然植被在3～5年甚至更长的时间内都难以恢复。因此，在水库除险的同时，还应考虑到保护生态环境和改善边坡景观。采用生态恢复技术是边坡防护措施中综合效益较佳的选择，并且符合环境保护和水土保持的发展潮流，在水库除险加固中采用生态护坡，能实现经济效益、生态效益的双赢。

比较生态护坡与传统护坡

传统的圬工护坡方式主要有干砌块石护坡、浆砌块石护坡、三合土灰浆抹面护坡、喷射混凝土及喷锚支护等，这些护坡方式均强调其工程功能，难以恢复自然植被、不利于环境保护和生态平衡；而且对于降雨强度高、岩土易被风化侵蚀破坏的地区，采用传统的护坡方式很难保证工程材料与边坡岩、土体的兼容性，工程结构容易被架空，从而导致滑坡等破坏。用于护坡的块石、混凝土块等一旦损坏，就成为建筑垃圾，不利于人与环境和谐发展的新发展理念。

在发展生态水利的今天，对裸露边坡采用植被防护进行生态恢复的方式日益受到重视。生态护坡与传统的边坡防护相比，具有明显的优势。传统防护措施虽在修建初期可有效减轻坡面的不稳定性和侵蚀，但随着表面结构的风化、混凝土的老化，防护强度降低、效果变弱。而生态防护正好相反，初始时期相对较弱，随着植物的生长，防护强度增加，对减轻坡面不稳定性和防止侵蚀的作用越来越大，且比传统的圬工防护方式造价便宜。

生态护坡技术是多学科相结合的科学技术，对坝坡采用生态护坡是解决边坡稳定、保持水土、绿化美化的最佳途径。

随着表面结构的风化、混凝土的老化，传统的圬工防护强度降低、效果变弱

生态护坡原理

生态护坡是指用单独用植物或者植物与土木工程和非生命植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和自然侵蚀。

坝坡生态护坡是以现代生态学原理作指导，对因工程建设而遭受生态破坏的边坡，通过人工设计和恢复措施，在坡面构建一个具有植被自生长能力的功能系统，通过生态系统的自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡浅表层的抗冲刷、抗滑动、边坡加固和生态恢复，以达到减少水土流失、维持生态多样性、生态平衡以及美化环境等效果。其主要手段是通过对破坏坝坡立地条件的分析和周围植被的调查，科学合理选择植物，利用适宜的工程技术手段，快速建立或恢复坝坡植被，最终通过植物群落的自然演替，朝着地带性顶级植物群落的方向发展。

生态护坡是利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡同时美化生态环境的一种新型技术，是集岩土工程学、植物学与生态学、土壤肥料学等多学科为一体的综合工程技术。

俊富环境柔性生态护坡技术在河岸边坡模拟图

生态护坡的主要作用

（1）植物根系的锚固作用。

植物的垂直根系穿过坡体表层的松散风化带，锚固到深处较稳定的岩土层上，起到预应力锚杆的作用。禾草、豆科植物和小灌木在地下0.75m～1.5m深处有明显的土壤加强作用，树木根系的锚固作用可影响到地下更深的岩土层。试验表明，根的直径越细，其抗拉强度越高，对于直径2mm～5mm各种类型的根，其抗拉强度为8～80MPa。

（2）边坡稳定作用。

边坡的失稳与坡体孔隙水压力的大小有着密切关系。植物通过吸收和蒸发坡体内水分，降低土体的孔隙水压力，增加土体的基质吸力，提高土体的抗剪强度，有利于边坡体的稳定。

（3）控制土壤侵蚀、保持水土。

植被能拦截高速下落的雨滴，抑制地表径流并削弱雨滴溅蚀，从而控制土壤流失。通常情况下，土体的流失量随着植被覆盖度的增加呈降低趋势。

（4）净化大气、降低噪声。

植物的光合作用能够吸收二氧化碳，释放出氧气，同时能稀释、吸收和固定周围大气中的部分有害气体。植物群落还具有降低噪声和降低强光照射的作用。研究证明，植被吸收噪声和降低光辐射的能力远强于砌石、混凝土及裸露边坡。

俊富环境柔性生态护坡技术岸坡应用示意图

俊富环境两种生态护坡技术

对于土石坝坡面的生态防护，俊富环境的“土壤活化与抗侵蚀喷播技术”和“柔性生态护坡技术”均能达到理想效果。

“土壤活化与抗侵蚀喷播技术”与传统的喷播复绿方式存在相同点，但在喷播基材，以及挂网、客土等配套方案的多样化组合方面有所发展改良。且“土壤活化与抗侵蚀喷播技术”增强了抗冲刷效果，喷播后2个小时即可抵御暴雨冲刷，弥补了生态防护方式在完工初期的稳定性上相对圬工防护方式的不足。

“柔性生态护坡技术”以新型软体环保材料绿垒®️生态袋在坡面形成结构稳定、对植物友善的客土系统、防护系统，可同时实现坡面浅表层防护、水土保持、持久绿化等三大效用。绿垒®️生态袋适应耐久性结构的物理和化学性能及环境亲和特性尤其适用于土石坝坡面等涉水区域的生态恢复。

在水库除险加固措施中，坝坡防护是必须的。众多工程实践证实，生态护坡能够取代传统的护坡型式，且是生态水利的发展趋势。在工程实践中采用坡面种草、坡脚植乔灌、坝顶栽鲜花的立体生态护坡模式，短期内可用较低成本形成坝坡冲刷防护系统，并且改善了生态环境，是切实可行、经济合理的护坡型式。生态护坡符合防洪工程可持续发展的理念，将随着社会的发展在水利领域得到广泛推广。

俊富环境柔性生态护坡技术应用在水体岸坡

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