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随着现今社会经济的快速发展,城镇化越来越多,人类对于土地的开发利用需求也就越多,各河湖、流域也因此过度开发。一些重要的湿地(如洪泛区、湖泊下沉区)的重新建设,对河流生态系统自然调节洪灾的能力有着严重的影响。传统河流整治工程措施对河流生态系统的健康造成了严重影响,传统的护坡工程对于陆地和水环境之间的物质能量交换进行阻拦,使原生于护坡上的动植物失去了生存空间,周围生态系统处于断条状态。河湖护坡具有许多功能,例如防止水土流失,保护堤防的安全,阻挡污染物和创建水生环境,是河流生态系统和陆地生态系统的纽带。因此,对于恢复河道护坡的生态功能在河道生态治理工程中具有尤为重要的意义。
本研究基于黑龙江省三江工程建设管理局专项资金资助项目:“黑龙江省松花江干流治理工程科学研究实验——松花江干流治理工程生态护坡寒区适应性及其优化技术研究(SGZL/KY-10)”的研究内容,在综合分析国内外河道生态护坡应用研究的基础上,通过对试验区域实地调查与分析,在松花江干流治理工程中有针对性地设计多种不同模式生态护坡进行现场护坡试验段建设,围绕生态护坡覆土改良、生态护坡型式优选等展开研究,并采用AHP-熵权TOPSIS模型进行护坡优化及评价。
研究结果表明:
(1)通过对改良土壤的颗粒组成、水分特征、养分状况以及盆栽试验植物生长状况的测定、调查和综合对比分析,处理M(50%稻田土+25%砂土+25%粘土)和处理O(50%稻田土+10%砂土+40%粘土)均可作为松花江干流堤防生态护坡适宜的覆土改良配比。此配比的改良土壤在保证护坡植被正常生长的前提下,能够减少腐殖土用量50%,充分利用现场废弃土,有效降低工程建设成本,对黑龙江省河流堤防生态护坡建设具有较强的实践指导意义和广泛推广应用价值。对于改良土壤中速效氮缺乏和有机质含量不高的问题,可通过坡面种植豆科绿肥植物和添加废弃水稻秸秆等方法加以补充和改善。
(2)通过对不同型式生态护坡植物采样,分析其生长特征,护坡植物平均高度排序为:雷诺护垫生态护坡>生态袋生态护坡>环保草毯生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡;护坡植物盖度最大的是环保草毯生态护坡,盖度为100%;其次为雷诺护垫生态护坡,盖度为88%;生态袋生态护坡盖度略小些,为72.33%,最小的是框格绿化混凝土生态护坡,为52.33%;各护坡地上生物量排序为:雷诺护垫生态护坡>生态袋生态护坡>环保草毯生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡;茎叶最大截留率排序为:环保草毯生态护坡>生态袋生态护坡>雷诺护垫生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡。
(3)四种人工建设生态护坡型式抗冲历时在3.5h~7.5h之间,平均抗冲历时为5.88h,为自然生长荒草护坡的2.35倍。抗冲历时最长为环保草毯混种护坡与生态袋试样,达7.5h,为自然生长荒草护坡的3.00倍;抗冲历时由长至短依次为:生态袋生态护坡=环保草毯生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡>雷诺护垫生态护坡>自然生长荒草护坡。
(4)四种护坡型式欧式贴近度为:雷诺护垫生态护坡0.7738、生态袋生态护坡0.4124、框格绿化混凝土生态护坡0.2629、环保草毯生态护坡0.3084。雷诺护垫生态护坡为最优选方案,可为黑龙江省河道生态护坡建设提供参考。
本研究基于黑龙江省三江工程建设管理局专项资金资助项目:“黑龙江省松花江干流治理工程科学研究实验——松花江干流治理工程生态护坡寒区适应性及其优化技术研究(SGZL/KY-10)”的研究内容,在综合分析国内外河道生态护坡应用研究的基础上,通过对试验区域实地调查与分析,在松花江干流治理工程中有针对性地设计多种不同模式生态护坡进行现场护坡试验段建设,围绕生态护坡覆土改良、生态护坡型式优选等展开研究,并采用AHP-熵权TOPSIS模型进行护坡优化及评价。
研究结果表明:
(1)通过对改良土壤的颗粒组成、水分特征、养分状况以及盆栽试验植物生长状况的测定、调查和综合对比分析,处理M(50%稻田土+25%砂土+25%粘土)和处理O(50%稻田土+10%砂土+40%粘土)均可作为松花江干流堤防生态护坡适宜的覆土改良配比。此配比的改良土壤在保证护坡植被正常生长的前提下,能够减少腐殖土用量50%,充分利用现场废弃土,有效降低工程建设成本,对黑龙江省河流堤防生态护坡建设具有较强的实践指导意义和广泛推广应用价值。对于改良土壤中速效氮缺乏和有机质含量不高的问题,可通过坡面种植豆科绿肥植物和添加废弃水稻秸秆等方法加以补充和改善。
(2)通过对不同型式生态护坡植物采样,分析其生长特征,护坡植物平均高度排序为:雷诺护垫生态护坡>生态袋生态护坡>环保草毯生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡;护坡植物盖度最大的是环保草毯生态护坡,盖度为100%;其次为雷诺护垫生态护坡,盖度为88%;生态袋生态护坡盖度略小些,为72.33%,最小的是框格绿化混凝土生态护坡,为52.33%;各护坡地上生物量排序为:雷诺护垫生态护坡>生态袋生态护坡>环保草毯生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡;茎叶最大截留率排序为:环保草毯生态护坡>生态袋生态护坡>雷诺护垫生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡。
(3)四种人工建设生态护坡型式抗冲历时在3.5h~7.5h之间,平均抗冲历时为5.88h,为自然生长荒草护坡的2.35倍。抗冲历时最长为环保草毯混种护坡与生态袋试样,达7.5h,为自然生长荒草护坡的3.00倍;抗冲历时由长至短依次为:生态袋生态护坡=环保草毯生态护坡>框格绿化混凝土生态护坡>雷诺护垫生态护坡>自然生长荒草护坡。
(4)四种护坡型式欧式贴近度为:雷诺护垫生态护坡0.7738、生态袋生态护坡0.4124、框格绿化混凝土生态护坡0.2629、环保草毯生态护坡0.3084。雷诺护垫生态护坡为最优选方案,可为黑龙江省河道生态护坡建设提供参考。