生態護坡在嫩右工程建設中的應用

戴 昊，趙雪飛

（1.水利部松遼水利委員會，吉林 長春 130021；2.松遼水利水電開發有責任限公司，吉林 長春 130021）

嫩江右岸省界堤防工程位于吉林、黑龍江和內蒙古自治區三?。▍^）交界地帶，工程全長114 km。該工程2002年開工建設，預計2010末全部完工。在水利工程設計中，對堤防的護坡和護岸工程，采用了混凝土板、干砌石或模袋混凝土等護坡形式，用以提高抗沖和抗滲能力；在工程實施過程中，針對傳統的護坡形式存在不同程度地破壞了原有生態，影響生物種類賴以生存的自然環境等缺點，不斷研究和探索，選擇不同的防護工程段，采用了多種生態護坡、護岸形式，不但達到了工程效果，而且有效地保護和修復原有生態，使工程與自然環境相互和諧。

1 傳統護坡缺點

傳統的護坡工程主要采用干砌塊石、漿砌石、現澆混凝土、預制混凝土板或模袋混凝土護坡等形式。隔絕了土壤與水體之間的物質交換，原生長在岸坡上的生物不能繼續生存，生態系統的食物鏈被斷開，使土壤和水體中的生物失去了賴以生存的環境。

混凝土護坡在施工中均不同程度地使用了一些添加劑，如早強劑、抗凍劑、膨脹劑等，這些添加劑在水中發生反應，對水質和水環境產生不利的影響。岸坡沒有天然植物作為屏障，會使岸邊的垃圾輕易入水，造成污染。這些雖然不是水質惡化的主要原因，但它們對水質的惡化起到了促進作用。同時，大面積混凝土護坡使其失去了原有的生機，這與現代人們追求回歸自然的要求不相一致，特別是人類密集的城鎮周邊，與現代城鎮建立優美環境相違背，更與現代城市的人文景觀不相和諧。

2 生態護坡的概念

生態護坡，首先應在滿足堤防、險工等防護工程穩定安全要求的基礎上，通過采取不同工程形式建立開放式的系統，使其與周圍生態系統密切聯系，不斷與周圍生態系統進行物質交換；生態護坡是動態平衡的系統，系統內的生物之間存在著復雜的食物鏈，它們互為食物，保持著系統的動態平衡；生態護坡與水流之間是相互作用的，水流對岸坡有沖刷作用，岸坡對水流有阻礙作用，岸坡生態系統是地表水與地下水交換的媒介。為此，生態護坡是可持續發展的系統。

3 嫩右工程生態護坡

3.1 護坡設計原則

嫩江右岸省界堤防工程在建設中，對堤防邊坡及河道險工增設了大量的護坡、護岸。在工程設計中，按因地制宜的原則，詳細分析工程走向與河道水流之間關系，首先考慮滿足穩定的要求。對河道狹窄、彎道堤防頂流和筑堤材料為砂土堤段，采用混凝土板、干砌石進行護坡，確保堤坡、凹岸穩定。在位于水流平順、堤身高度不大的粘土堤段，僅受雨水沖刷的背水坡、高岸坡，城鎮邊緣等地段，采用了不同形式的生態護坡。充分考慮生態護坡與生態過程相協調，盡量使其對環境的破壞影響達到最小。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、有助于改善人居環境及生態系統的健康。

3.2 格柵生態擋墻護岸

嫩江右岸省界提防工程保安沼段堤防因多年河道變遷，在堤前形成沿堤河威脅堤防安全。其中，有一處陡岸高達4.5 m，并逐年向堤防側侵蝕而形成險工。險工與堤防之間灘地生長著茂密的灌木等植被，如果按傳統護坡形式，進行大量削坡處理，必然破壞大片自然生態。為此，建設單位為保護自然生態，由干砌石護岸更改為格柵生態擋墻護岸形式，使其與當地自然條件相和諧。

保安沼格柵擋墻護岸處于沿堤河岸，在正常河水情況下，擋墻下部三分之一高度過水，在發生設計洪水的情況下，擋墻將全部被淹沒，運行條件較復雜。針對工程特點，進行了擋墻的穩定設計，同時使用耐久性材料，延長工程運行壽命。

格柵擋墻表面由聚丙烯土工生態袋疊砌，墻內采用天然混合砂礫料填筑，高密度聚乙烯單向土工格柵加筋所構成。根據工程運行條件，正常水位以下土工生物袋內用砂礫石充填，在此之上用耕植土摻拌草種充填，有效地解決了正常水位運行擋墻抗沖和上部保持良好的生態環境問題。

保安沼格柵擋墻長度250 m，自2009年5月5日開始施工，至2009年5月20完成，完工對護坡表面澆水7 d后，生態土袋表面開始長出茂密草芽，一個月后嫩綠的護坡草垂滿了整個坡面，生態袋全部被草皮所覆蓋。護岸工程在上部天然灌木的襯托下，其景色生機盎然。

3.3 植物護坡

嫩右工程半拉山堤防段從烏塔其鎮邊繞過，該段堤防夏季是鎮內眾多人散步和鍛煉的場所，為此，將烏塔其鎮邊堤防段背水側護坡改為植物生態護坡。烏塔其段堤防植物生態護坡由矮科灌木、花卉及草皮組成。堤肩栽種紅、黃玫瑰及連翹，堤坡設計了由榆樹梅、紅櫸木、水蠟等組成的各種圖案花木叢，堤腳栽種矮科丁香，樹叢間種草皮覆蓋。在選擇這些花木和草種時，以適應當地氣候生長的矮科淺根系灌木為主，使其在較干旱的堤坡上能夠正常長，又不至于影響堤防防滲功能，達到工程與人文景觀相互結合的目的。

烏塔其植物生態護坡于2005年完成，幾年來植物的生長良好，灌木和草坡根系起到了固土護坡，保護堤坡免受雨水沖蝕。

3.4 拱形護坡

嫩右工程白沙灘險工護岸和馬蹄護岸工程均處于嫩江凹岸，受水流頂沖退岸嚴重，形成險工。在實施過程中，洪水位以下岸坡采用傳統護坡形式治理，對這種洪水位以上粉細沙土質的高邊坡，單一用草皮護坡是不能解決問題，必須首先解決坡面的水土流失問題，才能達到邊坡穩定的目的。該護坡曾選擇土工網墊草皮護坡、混凝土塊網格護坡和拱形護坡三種形式進行比較，前兩種護坡形式排水功能較差，均無法滿足工程穩定要求；拱形護坡具有排水性能好，滿足工程穩定要求，拱內種植草皮于利地表水于地下水交換，起到了固土保坡、恢復生態雙重效果。

白沙灘險工護岸拱形生態護坡2 km，已于2004年竣工，馬蹄護岸工程拱形生態護坡長度0.8 km正在實施過程中。白沙灘險工護建成后，使原來寸草不生的陡岸、高坡變成了綠郁蔥蔥生態工程，已成為當地人們觀光旅游的必到之地。正在實施的馬蹄護岸工程建成后必將達到同樣效果。

3.5 草皮護坡

嫩右工程在堤身防護中，根據工程實際情況，選擇粘土堤防順直水流平順的迎水坡、所有的堤防背水坡采用了大量草皮護坡；對于砂土堤和流水急，流態紊亂的堤段仍采用傳統的護坡形式。

嫩右工程草皮生態護坡選種最多的草種子為無芒雀麥和披堿草兩種。

無芒雀麥，又名禾萱草、無芒草，是世界上分布較廣、應用較多的優良牧草，是草地補播和建立人工草地的理想草種。無芒雀麥生長快，競爭力強，在雜草較多的草荒地上種植，也能獲得成功。無芒雀麥生命力強，耐雜草，為我國溫帶和寒溫帶建造人工草地的當家草種。

披堿草，多年生草本，疏叢型，須根狀，根深可達100 cm，具有一定的抗旱能力，在年降水量為250～300 mm的地區生長尚好。

草皮護坡堤段，對新筑堤防坡面，特別是砂土堤坡面，應覆蓋15～20 cm腐殖土，以有利于草皮生長和發育。

嫩右工程已實施完成的工程中，草皮護坡長勢良好，被保護邊坡穩定，特別是半拉山堤防經受2005年綽爾河發生的10年一遇洪水考驗，洪水過后檢查草皮護坡坡面完好無損。收到了良好的工程目的和恢復生態效果。

4 結語

水利工程傳統的護坡形式雖然解決了工程問題，但不同程度地破壞了原有生態，影響生物種類賴以生存的自然環境。生態護坡可以通過不同的工程形式建立開放式的系統，使其與周圍生態系統密切聯系，不斷與周圍生態系統進行物質交換，是可持續發展的工程形式。

嫩江右岸省界堤防工程生態護坡實踐證明，根據工程的防護性質，在保證岸坡穩定和滿足行洪要求的基礎上，因地制宜地選擇不同形式的生態護坡，可以收到工程防護與周圍環境相互協調、協同發展，保證社會、經濟可持續發展的雙重效果。