河道護坡向生態化發展探析

張正陽，徐 超，馮東利

（天津市引灤工程潮白河管理處，天津 301800）

河道護坡指的是防止河流、河道邊坡受水流沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的統稱。河道護坡工程的發展是人類在與江河長期斗爭的實踐中不斷探索出一些適應當地自然條件的模式，同一河流的上游與下游、同一國家的北方與南方、發達國家與發展中國家都有所不同。不僅如此，在不同的時代，人們對河道堤防護坡的認識和要求也不相同。人們過去比較注重河道的行洪速度、河道沖刷、水土保持等因素，如今隨著“尊重自然、恢復自然”理念的深入，在保證河道原有功能的基礎上，更多地把注意力轉向生態和景觀。特別是在嚴重的水污染引發了新的治水理念條件下，為減少水污染，與自然環境相適應的生態護坡型式脫穎而出，并日益受到重視。

1 傳統河道護坡的型式及影響

1.1 護坡型式

傳統的河道護坡和結構形式是在一定歷史條件下形成的。從河道整治的角度看，河道的主要功能是航運、排灌和調蓄等，因此一般對河道邊坡采取一定的支擋、加固與防護措施，主要有重力式擋墻、扶壁式擋墻、懸臂式擋墻、板肋式錨桿擋墻支護等形式，主要采用混凝土、塊石等比較長期耐用堅硬材料。

1.2 護坡影響

毋庸置疑，傳統的河道護坡在約束水的行為、防止水土流失方面發揮了重要作用，為廣大人民創造了一個相對安全的生活和發展空間。但是，其在對保護水的自然清潔和維持人與水環境的和諧方面有所欠缺。一是對景觀環境的影響。整齊劃一的河道斷面與現代人們追求的回歸自然的景觀需求不相一致。昔日的碧水蕩漾、青草幽幽、白帆點點的景象被堅固的護坡和擋墻破壞得無影無蹤，人們只能越過灰白高聳的混凝土擋墻才能看到有幾條混凝土駁船在污濁黑臭的河道里發出噪人的嘟嘟聲，這與現代城市河道周邊的現代或古典的建筑物都極不相稱，與周圍環境也極不協調。二是對生態的破壞。傳統的護坡工程將整個河岸表面封閉起來，隔絕了土壤與水體之間的物質交換，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，河水自凈能力大為降低，水質可能惡化，沿河野生生物種類減少。三是對居民生存環境的影響。傳統的混凝土護坡在施工中均不同程度地使用了一些添加劑，如抗凍劑、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。同時，沒有綠色的傳統護坡使河道失去了原有的生機。

2 河道生態護坡的內涵及技術

2.1 護坡內涵

河道生態護坡是一個系統的含義，首先是護坡，其次是生態。具體內涵一般包括6個方面。第一，生態護坡在滿足行洪排澇要求的基礎上，保證岸坡的穩定，防止水土流失；第二，它是開放式的系統，是與周圍生態系統密切聯系的，不斷與周圍生態系統進行物質交換；第三，它是動態平衡的系統，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；第四，它是動力式的系統，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；第五，它是整個生態系統的一個子系統，與其他生態系統之間是相互協調、協同發展的，它的生態功能好壞直接影響其他生態子系統功能的發揮，甚至還會破壞其他生態系統；第六，它是可持續發展的系統。

2.2 護坡技術

從北京、上海、廣州等城市的河道整治實踐中可以看出，目前主要采取以下幾種生態護坡技術。

（1）植物護坡：采用發達根系植物進行護坡固土，既可以達到固土保沙、防止水土流失的目的，又可以滿足生態環境的需要。但是，此種方式在當年易被雨水沖刷形成深溝，護坡效果差。而且，不宜在水下、行洪流速超過3 m/s的土堤迎水坡面和河流彎道等重點地段采用。

（2）土工材料固土種植基護坡：土工材料固土種植基可分為土工網墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工網墊固土種植基，主要由聚丙烯等高分子材料制成的網墊和種植土、籽等組成。固土網墊是由多層非拉伸網和雙向拉伸平面網組成，在多層網的交接點經熱熔后粘接，形成穩定的空間網墊。該網墊質地疏松、柔韌，有合適的高度和空間，可充填并存儲土壤和沙粒。植物的根系可以穿過網孔均衡生長，長成后的草皮可使網墊、草皮、泥土表層牢固地結合在一起。此種方式比單純植物護坡抗雨水沖刷效果稍好，但仍難以抵御較大水流侵蝕。

（3）鐵絲網與碎石復合種植基：鐵絲網與碎石復合種植基主要由鍍鋅或噴塑鐵絲網籠裝碎石、肥料及種植土組成。鍍鋅鐵絲網籠容易銹蝕，在河道護坡方面一般不宜選用，而應選用耐銹蝕的噴塑鐵絲網籠。鐵絲網與碎石復合種植基一個最大的優點就是它比較適合于流速大的河道，抗沖刷能力強、整體性好、適應地基變形能力強，避免了預制的混凝土塊體護坡的整體性差和現澆混凝土護坡與模袋混凝土護坡適應地基變形能力差的弱點，同時又能滿足生態型護坡的要求，即使進行全斷面護砌生物與微生物都能照樣生存。而且，鐵絲網籠可以做成不同形狀，既可以用作護坡，又可以做成砌體擋土墻。

（4）土工格柵固土種植基：主要是土工格柵進行土體加固，并在邊坡上植草固土。土工格柵是以聚丙烯、高密度聚乙烯為原料經擠壓、拉伸而成的，有單向、雙向土工格柵之分。設置土工格柵，增加了土體摩阻力，同時土體中的孔隙水壓力也迅速消散，所以增加了土體整體穩定和承載力。而且，由于格柵的錨固作用抗滑力矩增加，草皮生根后草、土、格柵形成一體，更加提高了邊坡的穩定性。

（5）植被型生態混凝土護坡：植被型生態混凝土由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細摻和料組成，是植被型生態混凝土的骨架，具有較高透氣性，在很大程度上保持了被保護土與空氣間的濕、熱交換能力。保水材料以有機質保水劑為主，并摻入無機保水劑混合使用，為植物提供必需的水分。表層土鋪設于多孔混凝土表面，形成植被發芽空間，減少土中水分蒸發，提供植被發芽初期的養分，防止草生長初期混凝土表面過熱。植被型生態混凝土對水流具有較好的抗沖刷性能，上面的覆草具有緩沖性能。這種護坡受水位驟降的影響較小；在季節性寒冷地區，有利于排出和降低被保護土內含水量，減少凍害破壞。

（6）高性能土壤固化劑護坡：固化劑是以水泥為主體摻入特殊的激發元素制成的，其作用機理主要是固化劑中的水分子調節劑與土壤中的水分子形成化學鍵，對水分子有很強的吸咐作用，利用土壤穩定固化（其中含有微晶核），通過晶核配位在土顆粒孔隙中生成針狀晶體，填充土體孔隙，形成骨架結構，固化劑中的固化分子通過交聯形成三維網狀結構，從而提高土壤的抗壓、抗滲、抗折等性能指標。

3 天津市引灤明渠潮白河段兩岸綠化現狀及效果

隨著近年來社會對水利工程生態影響問題的爭論，決策者和建設者已經清醒認識到，引灤輸水明渠不僅需要全面護砌、維修加固、封閉管理，更為關鍵的是輸水工程不能再是“與世隔絕”的簡單渠道，而應成為與周邊環境融為一體的生態工程。

以潮白河管理處管轄段輸水明渠為例，輸水明渠全長34.2 km，渠道兩岸共栽植各種樹木40余萬株，有各種喬木、灌木、果樹、綠籬等30多個品種，總綠化面積達303萬m3。輸水明渠兩岸綠化的實施得到了以下幾方面的成效：一是減少水土流失。以往堤岸植被很少，黃土裸露，一遇降雨，大堤被雨水沖刷成條條水溝，泥土被卷進河床里，造成河道淤積。現在綠化覆蓋率達到百分之百，明渠兩岸林成網、樹成行，既保土固沙，又美化了環境，形成了河道、樹木、景觀小品、護網一體化的景觀效果。二是凈化空氣。輸水明渠成了天然的大氧吧，對減少水量蒸發和水質保護十分有利。三是綠化獲得經濟效益。兩岸的果樹、喬木、灌木，不久就可結果或成材，將是一筆可觀的經濟效益。

生態護坡不僅具有傳統護坡的功能，而且還融入了生態、景觀、文化等多方面內容，從而可以實現人與自然的和諧共處。選擇具有適用性、經濟性和質量效益的生態護坡，是人類“尊重自然，恢復自然”的必然發展趨勢。