塘壩生態護坡工程之必要性

□鄭 潔（信陽市水利勘測設計院）

人類利用塘壩攔水蓄水進行灌溉、飲用、養魚、種植水生植物和凈化水質已有上千年的歷史了。在崗嶺地帶的水稻耕作區，塘壩的作用更是不可小覷。河南省信陽市是一個水稻主產區，現有的56.67萬hm2耕地中有44.67萬hm2為水稻區。其中水庫灌區占全市水稻灌溉面積的50%，其余50%的水稻區主要依靠塘壩灌溉。由此可以看出塘壩在信陽糧食生產中的作用。

據最新統計，信陽市現有各類塘壩11.68萬處，總容積達8.35億m3。單個塘壩的容量一般在0.10～10萬m3之間，分布極廣，密度很大。這些塘壩大都是依當地地形而建，有村口塘、繞村塘，還有一些田頭塘、坡腳塘，形狀千姿百態。正如老百姓講的“大沖一小庫，小沖一大塘”。塘壩由擋水建筑物、泄水建筑物和放水建筑物等組成，就信陽地區而言，塘深一般在1～4m之間。塘的形成有的是天然形成的，有的是人工改造形成的，塘的內邊坡多是土質邊坡，坡比一般介于1：1.50～1：3.00之間。

1 生態護坡的意義

如今，人與自然和諧相處作為一種科學的理念，成為指導水利工作的中心思想。為了改變混凝土護坡對河道生態環境的破壞，提出了生態修復理論及建設生態型護坡。

1.1 改善水質及水體的自凈能力

傳統的護岸，破壞了水體——土壤——生物之間的物質和能量循環體系，不利于具有凈水功能的水生生物的生長，削弱了水體的自凈能力。生態護坡所采用的植被以及新型材料加強了護坡的透水性和透氣性，在一定程度上保持了水體——土壤——生物之間的物質和能量循環，保護了水體的自凈能力。

1.2 調節水溫變化，維持水生生態系統的平衡

傳統護坡增強了對光照的吸收，導致水體溫度變化過大，不利于維持水中生態平衡。水溫的變化過大，不利于對溫度敏感物種的生存，從而會影響相關的食物鏈，導致塘壩生態系統失衡。而生態護坡引入植被、灌木等，在調節光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了一定的作用，因此，從這個層面上說，生態護坡在一定程度上改善了水生生態系統的平衡。

1.3 保護塘壩的生態多樣性

生態護坡的透水性有利于維持塘壩水體的原有生態環境，同時也為各種生物的生長、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供有利的水邊環境，保護塘壩的生物多樣性。

1.4 恢復護坡的綠色景觀

傳統護坡均為水泥石料修葺，使塘壩失去了原有的生機,而增加了綠色元素的生態護坡，恢復了護坡的原有景觀，滿足了現代人回歸自然的追求。生態型護坡在滿足傳統型護坡功能的基礎上，不單純局限于新型環保材料或技術的應用，同樣重視發掘傳統人工材料和技術的生態功能以及改進傳統的護坡方法，在設計和施工中更多地顧及環境和生物的需求，力爭維持、改善原有生態環境。

生態型塘壩護坡建設，是水利建設發展到一種相對比較高級形態的必然結果。水利建設發展歷來是與農業生產發展密不可分，并為之服務。在不同的發展階段，水利從單純為農業特別是糧棉生產服務的溫飽型農田水利，發展到為農村經濟全面發展服務的“小康型”農村水利，又發展到綜合型的農村水利。每個發展階段對水利建設的目標和方式都是不一樣的。20世紀80年代以前，我國注重的是水利工程建設，而很少考慮水利工程與自然的協調。改革開放以來，我國塘壩建設有了新的發展，但隨之而來又出現了一個新的問題，追求豪華洋派，硬質工程比比皆是。投資規模日益龐大，塘壩出現了新的“硬傷”。于是，生態型塘壩建設成為社會關注的新問題。21世紀初我國提出了水利要從工程水利向資源水利轉變，從傳統水利向現代水利轉變，資源型水利的塘壩，應當是生態的。生態型塘壩建設更多的強調水土保持生態建設的重要性，水質不惡化。生態型塘壩建設，是現代社會人類期望回歸自然、渴求人與自然和諧相處的迫切要求。坑塘岸坡高度一般在2~4m之間屬低矮岸坡，如采用生態護岸投資將更節省。如果整個信陽市的坑塘改造項目均采用生態護岸,其經濟、生態、社會效益將是十分巨大的。

2 當前塘壩改造的現狀

這些年為堅守全國總耕地面積不少于1.20 hm2紅線，確保糧食安全、國家穩定，國家各部門為增產糧食均安排了一些農業項目（如：農業綜合開發、小農水重點項目、千億斤糧食基地項目、土地綜合整治項目等），這些項目無不涉及到坑塘改造，項目總投資在數十億元以上。這些改造的內容主要是建新塘或是對已有老塘壩進行清淤改建、邊坡護岸、進出水口改造等。但以往在坑塘邊坡護岸上的新建或改建上，大多是采用硬體材料護坡（也叫工程護坡），其存在的缺陷顯而易見。一是硬體材料邊坡（如漿砌石邊坡、預制或現澆混凝土護坡等）的缺陷：全部采用的是生產過程中高污染、高能源消耗材料；其設置的溫度縫、沉陷縫成了易損部位；還須設置施工排水系統。施工周期長，還需要必要的施工條件和較大的施工場地。二是硬體材料擋土墻（如漿砌石擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻）缺陷：需要基礎結構，增加工程造價和施工難度；需要大量模板、腳手架；造價高等。三是硬體材料邊坡對生態構成直接影響：這些邊坡及擋土墻的使用破壞了塘壩的生態平衡，減少甚至取消了生物最佳棲息位置，降低了生物的多樣性，降低了水體的自我凈化能力；同時這些邊坡及擋土墻不能綠化；破壞周圍自然環境，增加了溫室效應；在有些發達地區已被列為限制使用的技術。四是目前我國的特點是農村外出打工的人數非常多，家中多半是留守的老人和兒童，工程護坡易造成兒童溺水事故，同時牲畜飲水也不便。五是過程護坡易造成較大的風浪爬高，不利于壩體安全。

3 塘壩生態護坡的主要形式

塘壩生態護坡最重要的特征就是天然屬性，應該盡量選擇天然組合材料。天然材料產生于自然、耐久性好，即使發生化學反應也是很漫長的過程，而人工合成材料卻難以做到這一點，天然材料的另一特性就是容易在塘壩中形成新的自然平衡，較快恢復美麗鄉村的天然景觀。目前，塘壩生態護坡的形式主要有：植被護坡、三維土工植被網護坡、植被型生態混凝土護坡和水泥生態植基護坡。

3.1 植被護坡

發達的根系固土植物在水土保持方面有著得天獨厚的效果，采用發達根系植物進行護坡固土，能達到固土保沙，防止水土流失，又可以滿足生態環境的需求。但是這種類型的護坡形式也存在著問題。比如：護坡容易被沖刷形成深溝，相對來說護坡的效果不明顯，植被易于加大降水入滲，優化地下水的補給環境及促進邊坡深層水巖化學作用，危及邊坡穩定；其有限的蒸騰作用并不能遏制暴雨或連續降雨期間斜坡地下水位短時間內的大幅抬升，不能顯著改善邊坡的穩定狀況以防護深層滑坡；同時由于在植被恢復的初期，草本對邊坡的適應性，往往優于喬灌木，因而采用單一或者混合草種的情況多于采用喬灌木。其結果往往是前期效果不錯，但植被系統相當脆弱，容易遭受破壞；再者栽植草本植物時，過多地引進國外草種，對于鄉土草種的選擇利用與開發注意不夠，可能會引發新的生態問題，如物種入侵、生物多樣性損失等。

3.2 三維土工植被網護坡

這種護坡方式主要利用活性植物并結合土工合成材料，在坡面構建一個具有自身生長能力的防護系統，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術。三維土工網是一種類似于絲瓜瓤狀的植草土工網，以加入炭黑的尼龍絲加工制成，絲與絲的交叉點熔合粘接，相互纏繞，質地蓬松，孔隙率在90%以上，在其空隙中可填加土料和草種。植草穿過網墊生長后，其根系深入土中，植物、網墊、根系與土合為一體，形成牢固密貼于坡面的表皮，可有效地防止坡面被暴雨徑流或水流沖刷破壞。

3.3 植被型生態混凝土護坡

這種類型的生態護坡形式采用多孔混凝土、保水材料、緩解肥料和表層土組成，是植被型生態混凝土的骨架，具有較高的透氣性，同時保持了被保護土與空氣間濕、熱的對流。該種護坡類型能較好地抗沖刷能力，在最表面的覆草具有緩沖的性能，這種護坡受水位劇降的影響比較小，在季節性的寒冷地區，有利于排除和降低保護土內含水量，減少凍害破壞。

3.4 水泥生態植基護坡

采用固體、液體和氣體三相組成具有一定強度的多孔性材料。固土物質包括適合于植被生長的土壤、肥料、有機質和由低堿性的水泥、河沙組成的膠結材料等。在植基土體物質之間，由稻草秸稈等多孔材料組成間隙，以方便植物提供充足的水分和空氣。

4 解決生態環境問題的緊迫性

生態環境的破壞帶給人類的是資源減少，能源枯竭；氣候反常，沙漠化加快，人類生存環境惡化；植被減少，水土流失，暴雨頻發，洪水泛濫，吞噬城市；大氣污染，酸雨過多，大氣臭氧層遭破壞，廢棄物造成的化學公害，水質嚴重破壞，熱帶雨林日趨減少；溫室效應的逐漸加劇使人類瀕臨滅頂之災［溫室氣體包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCS）、全氟化碳（PFCS）、六氟化硫（SF6）］。

全球變暖已成為世人共識的不爭事實，氣候專家預測：“在10年或更短的時間，全球氣候變暖將逼近危險的臨界點”。進入21世紀以來，能源節約和生態環境建設已成為全球矚目的兩大課題，人類回歸自然已是大勢所趨，但是，我國經濟的快速增長導致了對資源的掠奪性開采和對環境的嚴重破壞，成為我國經濟可持續發展的主要障礙，同時也伴隨著巨大的潛在危機……前任聯合國環境規劃署署長莫里斯·斯特朗指出，中國目前是世界經濟發展速度最快的國家，盡管中國經濟前景樂觀，政府需要大力解決環境污染問題……

國家職能部門也強烈意識到“生態成本”將成為影響中國經濟社會發展的重要問題，如果以綠色GDP來衡量我國經濟，則是負增長。由此可見，生態環保建設在國家經濟持續發展過程中的重要性。

黨的十八大報告專題論述了“生態文明”建設，提出了“著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展”的新要求。胡錦濤同志在十八大報告中指出，“建設生態文明，是關系人民福祉、關乎民族未來的長遠大計”、“我們一定要更加自覺地珍愛自然，更加積極地保護生態，努力走向社會主義生態文明新時代”。習近平總書記指出，建設生態文明，關系人民福祉，關乎民族未來。生態環境保護是功在當代、利在千秋的事業。要清醒認識保護生態環境、治理環境污染的緊迫性和艱巨性，清醒認識加強生態文明建設的重要性和必要性，以對人民群眾、對子孫后代高度負責的態度和責任，真正下決心把環境污染治理好、把生態環境建設好。

這些重要論斷，深刻闡釋了推進生態文明建設的重大意義，表明了我們黨加強生態文明建設的堅定意志和堅強決心。