生態護岸的技術應用

顧 鑫，黃浩浩

（1.上海嘉定水務工程設計有限公司，上海市 201800；2.盱眙縣水利設計室，江蘇 淮安 211700）

0 引 言

隨著改革開放經濟的飛速發展，中國已經過了犧牲環境換取經濟的階段，如何協調社會發展與生態環境的關系將成為一個重要的研究課題。同時上海十三五規劃中也提出了“推進綠色發展，共建生態宜居家園”，如何把河道建設和生態環境建設融合在一起，是河道治理設計中值得思考的一個問題。傳統的護岸結構僅僅局限于滿足河道的功能要求，忽視了水生態的需求，面對這個問題能不能通過工程措施來緩解和修復這種矛盾，從而取得更好的社會效益[1-3]。

1 生態護岸與傳統護岸的區別

生態護岸是以傳統的河道整治為基礎，融合生物、生態、環境、景觀等為一體的綜合型河道護岸。傳統的護岸是為了滿足河道的防洪、排澇、引調水和航運等基本功能要求，為了控制河道形態而著力采用混凝土、塊石等硬質材料的河道護岸。

兩者在以下幾個方面均存在區別：

（1）設計理念。生態護岸是河道治理工程發展到高級階段的產物，是現代人渴求與自然和諧共處的需要。護岸是水生態系統的重要組成部分，是水域和陸域的過渡交換區，生態功能和景觀功能是生態護岸的主要附加功能，一定要注重生態環境保護和景觀的協調性功能。傳統護岸還停留在初級階段，僅僅為了滿足防洪除澇等基本功能要求。

（2）護岸材料。生態護岸采用的一種是新型合成材料（如土工格柵、植草網墊等）、改良過的混凝土（比如綠化混凝土等）、木材等；另外一種就是與傳統護岸相同的塊石、混凝土等材料，但是生態護岸對這些材料的構筑進行了改良（比如：傳統護岸通常采用漿砌塊石硬質擋墻，而生態護岸改為石籠擋墻，這樣就可以留有空隙，給動植物的生長提供了棲息點；傳統護岸通常采用現澆混凝土擋墻，而生態護岸改成預制多孔砌塊堆砌成擋墻或者護坡，達到水土交融的目的。）。

（3）工程效果。生態護岸在保證河道安全、耐久的同時，兼顧了生態環境和景觀效應，以達到一種水體和土體、水體和生物相互交融狀態。傳統護岸結構為了保證安全和耐久將河岸襯砌硬化，隔斷了水中的生物與陸域的接觸，最終導致自然環境惡化。

2 生態護岸的設計原則

（1）符合工程設計的技術要求。河道護岸是水系工程中重要的防護工程，是防止水土流失的主要對策。在生態護岸設計中，首先要能抵御河道中水流的沖刷，其次要能適應河道河床的變形，第三要能耐腐蝕性，第四要便于施工以及后期的養護。

（2）體現人水和諧的理念。生態護岸設計中應盡量不擾動原有棲息地環境或者完工后能被本土生物接受并且能與周圍環境相協調，不至于產生重大的負面影響，同時也要能讓人們安全的、便利的與水親近（比如設置一些親水平臺等）。

（3）因地制宜，節約自然資源和投資。護岸設計以前要對當地的環境和資源充分調查，根據實際情況，盡量使用當地的建材、植被等，盡可能地減少土地、水、生物資源的干擾，節約投資，達到利益最大化。

3 幾種常用的生態護岸結構

（1）生態石籠護岸

生態石籠護岸是以鍍鋅或噴塑鐵絲網籠裝塊石、碎石，上面覆蓋種植土組成，可以用網箱堆砌成擋墻，也可以用網墊做成護坡。

生態石籠材質自然、間隙有利于水土交換，利于水生植物生長和動物棲息，生態景觀效果好，工藝成熟，施工方便，造價較低（見圖1）。

圖1 生態石籠護岸（單位：mm）

（2）木樁護岸

木樁護岸是采用直徑120～150 mm的圓木樁對河道進行加固，達到邊坡穩定，樁后一般采用一層土工布作反濾，樁頂后采用一道橫木，形成整體。木樁護岸一般用于近期無法實施到位的部位，也可用于已有護岸加固或在已有護岸前增設種植生平臺的部位。

木材作為可再生資源，相比其他建材而言，污染性更小，環保性更好。木樁護岸透水性強、生態親和性好，施工簡便快捷（見圖2）。

（3）綠化混凝土護岸

綠化混凝土護岸是有粒徑比較小的碎石、水泥以及專用添加劑與水配置，在現場澆筑的新型混凝土，孔隙率可以達到25%以上，抗壓強度也能達到8 N/mm2，具有較高的穩定性和強度。

綠化混凝土的空隙與自然護岸比較接近，能使土體與水體連接，有利于動植物的生長，現場施工也比較便捷，是目前比較合適的護岸型式（見圖3）。

圖2 木樁護岸

圖3 綠化混凝土護岸（單位：mm）

（4）連鎖塊護岸

連鎖塊護岸是一種可以采用工廠預制，適用于中小河流控制土壤受水流侵蝕的連鎖式護面結構，連鎖塊間互相緊緊鎖住，起到緊貼坡面的保護功能。

連鎖塊護岸具有良好的整體穩定性，高開孔率可以降低河道水流的流速和沖刷，同時也起到滲水和排水的作用；另一方面有利于水生植物生根以及水生動物繁殖的棲息。連鎖塊的大小和形狀都適合人工鋪設，施工簡單便捷（見圖4）。

圖4 連鎖塊護岸（單位：mm）

（5）固化土生態護岸

固化土生態護岸采用GH海綿土材料，分為邊坡區域和隔埂區域兩部分：邊坡區域采用Ⅱ型輕質多孔海綿土，干重度為8 kN/m3；隔埂區域采用Ⅰ型高強度海綿土，干重度不低于12 kN/m3。

邊坡區域可使用人工草皮和小型灌木進行綠植，整治后的河道生態效果較好，能充分利用原有河道中的淤泥，施工便捷，造價較低（見圖5）。

圖5 固化土護岸（單位：mm）

4 工程實例

崇明區蟠龍河是一條鎮級河道，河道北起浜東東風界河、南至南橫引河，現狀河道全長4.86 km，南北貫穿建設鎮。河道沿線從北至南分別與浜南浜東界河、浜南蟠龍界河、蟠中蟠龍界河等河道交匯，為建設鎮南北向重要匯水、輸水通道。現狀河道大部分為土坡，岸坡沖刷坍塌，河床淤積較重。本次治理的蟠龍河河段位于建設鎮，北起浜東東風界河，南至陳海公路整治河道長4.14 km。

市政府已經明確崇明的功能定位為世界級生態島，崇明島將要全力建設生態水系景觀和改善水環境。因此，島內對防汛除澇、淡水需求及水環境質量的要求也日益提高，對河道治理的要求也越來越迫切，當前需要加大水系設施建設力度，進一步提高水面率，改善水環境，構建現代化、多功能、生態型的集“引、排、蓄、灌、景”為一體的河湖水系。到2020年，崇明島將建設成為“以優美的生態環境為品牌，以聞名的游樂度假為主導，以發達的清潔生產為支撐，環境優美、經濟發達、文化繁榮、保障健全、城鄉融合的綜合型生態島區”，具有鮮明的長江口地域特色和上海大都市的特點。

綜合考慮上面的因素，護岸結構設計選擇了生態護岸：

（1）對于已建護岸：一種是在已建護岸（有破損處）前采用密排木樁構成水生種植平臺，既保證了結構的安全性，又給水中的魚類提供了棲息地；另一種對于原有完好的護岸，保持結構不動，僅對斜坡上綠化景觀進行修復。

（2）對于不具備開挖條件或條件受限的河段，考慮蟠龍河西岸臨近建設鎮主要道路蟠龍公路，岸坡相對較陡、開挖條件受限；東岸部分河道臨近居民房屋及村莊道路，開挖條件受限這些因素，此類河段護岸選取了盡量少開挖的護岸結構（預制樁+石籠護坡），該結構河底高程0.50 m，河底寬1.0～8.0 m，高程0.50～1.90 m高程邊坡為1∶1.5～1∶2.5自然土坡，在水下采用了密排預制樁護岸結構，高程2.50 m至3.20 m高程斜坡段設置250 mm厚石籠護坡，其上至現狀道路邊坡為 1∶2。

（3）對于具備開挖條件的河段，河道東岸為農田、公益林河段，此類河段采用了石籠生態擋墻加石籠生態護坡相結合的結構，該結構河底高程0.50 m，河底寬1.0～2.0 m，0.50 m高程至1.90 m高程為自然土坡，坡比為1∶2～1∶2.5；在1.90 m高程至2.50 m高程處設生態石籠擋墻結構，高程2.50 m至3.20 m設置石籠護坡，其上為邊坡為1∶2土坡。

5 結 語

生態護岸集河道功能、生態環境、景觀效應于一體，不僅是護岸工程建設的一大提升，并將成為護岸工程建設的主流。