城市河道中生態護坡研究分析

施穩萍 樊婧妍 陳見青 陸耀林 蔡聰

1太倉市水利局 江蘇 太倉 215400

2蘇州市相城區水利局 江蘇 蘇州 215131

3花橋水利（水務）站 江蘇 蘇州 215332

4昆山市水利水務工程質量與安全監督站 江蘇 蘇州 215300

0 導語

隨著我國城鎮化的推進，為了防洪、灌溉、固坡等需要，城市中河道開始裁彎取直、護岸硬化等工程作業。道路、住宅等基礎設施的建設，也形成了大量斷頭或者僅箱涵連接的河道系統，河流的自凈能力大為降低，破壞了河道生態系統的完整性。與此同時，城市中大量生活與工業污水排入河道，也加劇了水環境的污染程度。

近年來，隨著水環境問題的重視程度加深，城市及鄉村開始嘗試建設各類生態護坡，以期改善河道生態系統、治理水環境污染。本文結合我國河道生態護坡的使用現狀，簡要介紹國內外生態護坡的研究進展，分析各類生態護坡的利弊，為河道的生態治理提供參考。

1 生態護坡的分類介紹

生態護坡應是“既滿足河道體系的防護標準，又有利于河道系統恢復生態平衡”的系統工程。

國外一般把生態護坡定義為：“用活的植物，單獨用植物或者植物與土木工程措施和非生命的植物材料相結合,以減輕坡面的不穩定性和侵蝕。”

生態護坡的常見類型主要有植物護坡、生態袋護坡、抗沖生物毯護坡、鉸接式砌塊護坡、拋石護岸、格賓網護坡等。

1.1 植物護坡

生態河道中的植物護坡，就是采用有生命力植物的根、莖(枝)或整體作為結構的主體元素，按一定方式和方向排列，扦插、種植或掩埋在邊坡的不同位置。在植物群落生長和建群過程中加固穩定邊坡，控制水土流失和實現生態修復。

植物護坡的優點顯而易見，生態效應好，美觀度也較佳，自古以來河流均為自然護坡，人們對其的親近度也較高。植物護坡缺點為岸坡牢固度不高，易出現水土流失及岸坡侵蝕等狀況，對岸坡房屋、船只航行等有一定影響，也有一定防洪隱患。

1.2 生態袋護坡

生態袋護坡又名植生袋護坡、綠化袋護坡等，主要由生態袋、三聯排水聯結扣等材料構成。生態袋采用環保型材料無紡布等制作，具有抗紫外線、抗老化、抗酸堿鹽、抗微生物侵蝕等物理化學特性，多用于高速公路等的生態防護，也被應用于河道護坡中。

生態袋護坡具有質量輕，強度高，抗紫外線性能優，耐用性較長，透水性與透氣性佳、工程造價低等優點。生態袋護坡的缺點為相比混凝土護坡而言，穩固性和抗沖刷性相對較差，植物穿透性及耐用性受袋子材料和質量的影響極大。

1.3 抗沖生物毯護坡

抗沖生物毯是近年來從國外引進的新型護坡防護材料。是由復合纖維織物、反濾土工布與多樣化草種、草皮等配套的一體化新型生態護坡材料，在防止河道堤岸水力侵蝕、土壤流失的同時，可達到邊坡生態修復、景觀綠化的功效。

抗沖生物毯護坡的優點為生態效益較好，和以前使用的混凝土、塊石等護岸工程相比有施工簡單方便、縮短工期以及降低工程造價等優點。缺點為植物生長初期較為脆弱，且抗沖流速小，抗沖生物毯護坡的生產廠家也較少。

1.4 鉸接式砌塊護坡

鉸接式砌塊護坡，又稱鉸接式混凝土砌塊護坡、鉸接式生態護坡塊，是由鋼纜或纜繩相互連接的一組尺寸、重量一致的連鎖型預制混凝土塊形成的連鎖型矩陣，適用于中小水流情況下的土壤侵蝕控制。

鉸接式砌塊護坡的優點是能夠有效防止波浪的沖刷作用，減少水土流失。開孔式砌塊能夠生長部分植物、為水生動物繁衍提供一定空間，有一定的生態效應，生產廠家較多。缺點是相比植物護坡而言，生態效應稍差，植物覆蓋面積有限。

1.5 拋石護岸

拋石護岸是將石塊等拋至水邊形成的較為簡單的護岸型式。拋石護岸是傳統護岸型式之一，較為原生態，石塊間含有較多空隙，可成為魚類產卵及其它水生動植物的棲息場所。

拋石護岸的優點是防沖促淤效果好、取材豐富、施工簡便、工程造價低、生態效應好。拋石護岸缺點為塊石易發生位移、影響河岸穩定性，防洪堤如果緊鄰河岸，一旦崩退可能帶來災難性后果。

1.6 格賓網護坡

格賓網護坡，是將抗腐蝕、耐磨損、高強度的低碳高強鍍鋅鋼絲，外表涂塑料高分子優化樹脂模(PVC)，用六角網捻網機編織鋼線，形成不同規格矩形籠子，籠內填石頭等填充物的結構。

16世紀開始，歐洲采用柳條籃作為“格賓網”，而現代的格賓石籠通常是由金屬金屬網編制而成的六邊形蜂巢型網箱，中間被橫格柵分成幾個部分，橫格柵的多少由石籠大小決定。

格賓網護坡的優點為強度和耐久性較高、有較強透水性和穩定性，有一定的生態效應。格賓網護坡的缺點為結構中存在較多空隙，水長期滲流、沖刷，對護岸穩定性有一定的影響，其坡面植物較難生長，相比植物護坡而言，生態效應較差。

2 國內外研究進展

2.1 國外研究進展

國外對生態護坡的研究更為系統和深入，并有大量生態護坡應用到實際工程中。Aubertin G M以美國俄亥俄州馬斯京根流域的一個中等陡峭的南-西南向斜坡為研究對象，通過分析6個研究點的植物（混合硬木為主），研究自然孔徑及大孔徑土壤中的植物對表層水運動的影響。Li Ming-Han、Eddleman K E基于美國河流的生態脆弱性，嘗試介紹使用生物技術方法而非傳統工程方法以提高河岸的穩定性。Mulia A Y、Prasetyorini L A以安邦流域為例，介紹了不同的生態護坡形式，以及該種護坡對邊坡穩定性的影響，表明農地與居住地需采用不同護坡形式，且不同護坡之間的組合可以有利于邊坡的穩定性。Ramli M、 Karasu T J等嘗試使用格賓網石籠結構防止洪水對橋墩和橋臺的沖刷、侵蝕，并通過試驗分析、研究不同造型和尺寸的格賓網石籠裝置的應用效果。

2.2 國內研究進展

我國近幾年在生態護坡上做了大量研究，也有大量生態護坡被引入到河道護坡整治工程中。

劉世奇等分析了植物護坡的力學機理，并介紹了植物護坡技術相對于工程護坡技術的優勢。趙廣琦、奉樹成等以上海市浦東新區機場鎮的生態河道示范工程為例，探討了植物護坡技術在生態河道岸坡修復中的應用及其生態效應，分述了全系列生態護坡、土壤生物工程護坡及復合式生物穩定技術這三類植物護坡的技術特性和優缺點。王玲玲分別從植被的水文效應和力學效應方面分述了植被護坡的機理，指出其兼具穩定邊坡、防止侵蝕及環保效應。

邱從維介紹了生態袋護岸技術在邵武市同青溪山口楓葉塘河岸防護工程中的應用，通過比較幾種常見護岸的優缺點，闡明了以生態袋加網箱相結合形成生態袋柔性邊坡系統具有的生態優勢、結構優勢和經濟優勢。欽志強、祝卓等介紹了柔性生態袋的特點，并通過桐鄉市無量橋港生態堤岸試驗工程柔性生態袋的應用實例闡明了在確保防洪安全的同時，柔性生態袋護坡對恢復河道的生態環境具有良好的效果。彭超、劉穎卓簡述了生態袋的特點，并從生態袋力學性能、植生性能、老化性能分述了生態袋與生態護坡工程質量的聯系。

李國培以朔州市神頭泉水源保護工程為例，介紹了抗沖生物毯護坡的優缺點，提出將抗沖生物毯與格賓網護坡結合，坡面采用抗沖生物毯防護，坡腳、坡頂用格網石籠等硬質材料壓固、保護的方式整治邊坡、修復水生態。

王璐、宓永寧等分析了傳統剛性護坡和柔性護坡的缺陷，提出了鉸接式護坡系統的特性及優勢，介紹了鉸接式護坡系統的應用前景。顏建, 莊前斌等介紹了鉸接式生態護坡塊的植物修復機理、綜合生態效能、使用植被品種的選擇等。

毛佩郁、毛昶熙等根據河灣迎流頂沖位置和河床沖深，確定拋石護岸范圍和優選護岸護底方案，并對拋石護岸所應用的土工織物濾層的規格和國外典型實例作了介紹。徐錫榮、唐洪武等結合長江南京河段的河道特性及護岸現狀，選取若干護岸型式進行比較試驗，表明拋石護岸效果較好但有一定局限性，四面六邊體框架群護岸透水、穩定、減速促淤效果明顯。

李宇、陳堯隆從格賓石籠的發展、演變入手，介紹了格賓石籠結構特點，分析了石籠結構不同破壞形式的預防和補強措施。廖可陽、黃倫超等介紹了格賓柔性護岸材料的結構組成、分類，并對其護岸結構進行了特性分析和歸納總結，同時介紹了若干工程應用實例。

3 我國的應用現狀與不足之處

近年來，隨著水環境問題的日益突出，有大量學者開始著手研究生態護坡，生態護坡也開始逐漸應用到我國的城市水環境治理中，成果頗豐。但是，由于基礎薄弱，新建生態護坡投資較大、城市舊有河道改造較為困難，工業的發展與水環境保護也存在著一定的矛盾和沖突，城市河道的水環境狀況并沒有得到較大幅度的改善，局部地區的河道水環境狀況甚至有所惡化。為了改善河道水環境、提升居住環境質量，必須加快生態護坡以及其它水體修復技術的研究與應用。

需要指出的是，在河道水環境的治理過程中，單純對城市河道進行生態護坡的新建或改造，對提升水質指標、改善水體自凈能力仍有欠缺。一段河道有其整體性，屬于河流的一部分，從更大尺度來講，是流域的組成部分之一，其包含河、湖等水生態系統。只有從整體出發，吸收國內外先進治河經驗，通盤考慮，在節污、清淤、生態護坡興建或改造等工程措施并且盡量不影響防洪、通航、岸坡穩定等河道傳統功能的前提下，在河道中種植水生植物，投放魚、蝦、螺螄等水生動物，并通過曝氣增氧、生物膜凈化等措施，來恢復生物多樣性、提高水體自凈能力及水環境承載量。

4 結語

隨著我國城市化進程的推進，以及新型城鎮化、農業現代化的要求，生態護坡的研究與應用也顯得愈發重要。我國在水環境治理與水生態修復方面與歐美等發達國家的差距甚大，必須借鑒國內外先進的治水經驗，引進先進的治水理念與設備，發展和培養更多的治水團隊，才能逐步改善水環境，盡快實現水利現代化。

我國民眾對水體污染、水體富營養化等環境問題的認識還遠遠不夠，只有加大宣傳力度、喚醒民眾保護環境的意識，讓人們真正重視起環境污染對可持續發展的影響，才能徹底扭轉環境治理的不利條件。

作者簡介：姓名：施穩萍，出生年月：1985.1，性別：女 ，民族：漢，籍貫： 江蘇姜堰，職稱：工程師，學位：碩士，研究方向：水生態系統演化機理、流域水土保持與生態修復。