黄河下游堤防生态护坡措施试验与效果评价

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近年来,随着黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的实施及济南新旧动能转换起步区的规划建设,黄河下游堤防工程生态保护和自然景观日益受到重视,并提出要建设黄河下游人河城和谐统一的沿黄生态廊道。多年来黄河下游堤防的土质边坡基本沿用传统的植草护坡方式,目前主要护坡草种葛芭草在一些堤段出现了草种退化、抗侵占能力较差等问题,导致堤坡水土流失加剧、维护管理难度增大。随着生态护坡技术的发展,一些新的生态护坡措施和技术在堤坡防护、减少水土流失、维护生态多样性及优化坡面自然景观方面取得了显著成效。因此,有必要在确保防洪工程安全的情况下,通过生物与工程措施的结合应用,在生态护坡措施方面进行试验和研究,进一步改善生态和环境质量。本试验通过在黄河下游济南济阳段左岸背河堤坡和淤背区外边坡进行生态护坡试验,根据黄河下游堤防的气候、土壤等条件及待选植物种的生态适应性、固土护坡效果、工程外观等指标,综合考虑建植成本及养护管理难度,选取狗牙根、黑麦草、高羊茅、结缕草、胡枝子5种护坡草(灌木)种,采用冷暖季型草种混播、草灌混播、三维网防护技术进行生态护坡构建,共设置七组试验方案及一组葛芭草对照组,对各试验方案的生态适应性、景观效果、水土保持效益、经济性四个方面共19项指标进行长期监测。利用层次分析法、熵权法分别进行对评价指标赋权并利用博弈论方法进行组合赋权,通过模糊综合评价法和TOPSIS综合评价法分别对各组方案进行评价、分析,筛选出了一套适宜黄河下游堤防的生态护坡优选评价体系,并提出了适宜在黄河下游堤防推广应用的生态护坡方案。主要成果和结论如下:(1)在黄河下游堤防边坡采用基于草种撒播及低养护管理的生态护坡是可行的,施工简单易行,成本适中,养护和维护方便,草坪的生长情况及护坡效果、景观效果总体良好。(2)黄河下游堤防生态护坡优选评价体系为:根据评价指标选择原则,筛选适当的评价指标,并构建生态护坡评价指标体系;利用层次分析法、熵权法分别进行对评价指标赋权,再利用博弈论方法进行组合赋权的方法进行评价指标赋权。根据指标数据情况,选择适宜的综合评价方法,若主观数据充足、定性指标较少,则可选用模糊综合评价法;若客观数据较为充足,则可选用TOPSIS综合评价法进行综合评价,得出生态护坡优选方案。(3)黄河下游堤防生态护坡措施优选方案为:狗牙根+三维网方案、狗牙根+黑麦草混播方案、狗牙根+高羊茅混播方案、单一结缕草方案。在靠水几率较高的堤段建议采用狗牙根+三维网方案进行防护;在重点堤段、景观要求较高的堤段、险工坝头的坝顶埽面、水闸附近的堤顶或堤坡以及管理段所的美化绿化区建议采用单一结缕草进行防护;在其他堤段建议采用狗牙根+黑麦草混播方案或狗牙根+高羊茅混播方案进行防护。(4)在推广适应性上,本次试验堤段在地理位置和气候条件上具有一定的代表性,与黄河下游不同河段在土壤条件方面稍有差别,通过对各土场土料的粘粒含量进行统计分析可得,下游防洪工程的筑堤土场主要是滩区的耕地,滩区土壤的来源、形成、性质以及成分等各方面差异不大,不同堤段的土壤对草的生长影响基本没有明显差别。因此,在试验段进行的各类草种的播种方式、养护方式、生长条件和生长状况基本在黄河下游河段的其他段落均能达到相似的效果。
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