淺談傳統護岸向生態護岸之轉變

陳丹 楊文健 鐘世雄 蔡曉純 田麗珊

摘? 要：該文從功能要求、設計依據、建筑材料和水流特性4個方面分別闡述了傳統護岸與生態護岸的差別與轉變，提出傳統護坡向生態護坡轉變是人類與環境和諧共存的必然趨勢。但在實際建設過程中也必須充分考慮它對水流水力特性的新影響，應因地制宜根據河道的形態、植被種類和生長環境等因素做好前期研究。

關鍵詞：生態? 植被? 斷面? 流速? 糙率

中圖分類號：U617 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）01（b）-0081-02

我國擁有眾多河流，河流數量在世界前列。我國的天然河流總長加起來約有45萬km。河流對人類而言是一把雙刃劍：一方面，提供了養育人類的條件;另一方面，非常容易產生問題，對人類的生命財產造成威脅。河流產生的主要問題有：岸灘沖刷引起塌岸，河道灘地水土流失，引起防洪堤岸的敏感性和危險性上升，令河勢趨于不穩定的狀態，對國民經濟造成重大影響。因此，近年來對防洪護岸的關注度越來越高，越來越多專家學者對護岸的機理以及護岸型式進行了研究和創新。

近年來，全國開展了大規模的江河整治和防洪體系建設，隨著國民經濟的增加，人們在追求護岸實用功能的同時，也對生態、景觀、親水等附屬功能提出了更高的要求，因此，防洪護岸的設計由原來的硬質化護岸向軟質化護岸轉變，即向生態護岸的轉變。

1? 功能要求之轉變

傳統的河流護岸工程主要功能有防治岸灘侵蝕、洪水決堤、漫溢以保障人類社會、經濟和生命財產安全;保證河流的過流能力，通航能力等功能。一般多為采用漿砌石、混凝土等材料構筑的硬質化護岸。由于其硬質化的特點，不能很好地承擔水流與陸地之間緩沖段的過渡功能，破壞了生物棲息地環境，弱化了生態系統結構的整體性，影響河流生態系統的穩定性，降低河流的納污、自凈能力，從而引起環境與水質的惡化，進而威脅人類的健康生活。由于傳統護岸型式沿程固定，不會有較大的變化，河流棲息地幾乎不存在原有的多樣性，隨之降低了生物群落的多樣性，使河流及周邊逐漸失去生態性，破壞了河流生態系統的健康。

隨著人們對生態系統保護重視程度的提高以及最近提出的人與自然和諧發展的概念，生態護岸技術越來越受到關注，生態護岸不僅擁有傳統護岸保持河岸穩定，防止岸坡侵蝕的功能，還能較好地承擔陸地與河流地過渡段功能，且兼具景觀性、生態性、生物性和安全性、穩定性、工程性、耐久性，在使水流結構更為穩定的同時，提升工程的環境生物效應和防洪護岸效應，以達到一種水體、土體、生物與工程的多方面有機結合，形成利于生物生長、環境自然代謝的自然結合狀態。

2? 設計依據之轉變

傳統的護岸工程以水力學最佳水力半徑的理論為基礎，依據的兩個原則是：（1）在相同的流量下，達到最經濟的斷面。（2）在相同的斷面型式下，達到最大的流量。傳統護岸在結構型式的選用上一般滿足斷面渠化和最小糙率這兩個要求，注重防洪固岸的功能性，很少考慮到河流的生態屬性，因此使河流的自然生態趨于不穩，易遭破壞。

生態護岸則要在保證安全性[1]的基礎上，提出了以下3個方面更高的要求：（1）生物性[2-3]，本土的原生動植物在工程的前中后期均能保持原有的生活狀態，棲息地沒有產生較大的變化，生物種類數量沒有產生明顯的降低趨勢。（2）親水性[4]，能滿足人們與水親近，與水接觸，觀看水景等要求，這一點主要要求在結構設計方面稍加注意，在護岸設計施工上設置生態岸灘、親水河堤等結構即可。（3）景觀性[5]，護岸完工后能與能融入周圍的景觀環境中，不會令人感到突兀。

3? 建筑材料之轉變

傳統護岸采用的主要建筑材料一般為：水泥、砂漿、石料、混凝土和瀝青等。這些硬質化結構材料缺乏親水性、景觀性，無法滿足人們回歸自然的追求。

生態型護岸按照天然材料（諸如植被、木材、石材）的使用情況分類，主要有以下3種類型[6-8]：（1）自然原型護岸。該種護岸主要是在護岸上直接種植草皮灌木等植被（有時會在植被上設置加固材料，如柵格狀混凝土塊或土工織物等），以保持河道堤岸的自然特性。（2）自然型護岸。該種護岸采用的人工材料較多，在種植植被中鑲嵌石材木材等材料，使護岸型式布置更為合理，以增強堤岸抗洪能力，岸坡抗沖能力。（3）多自然型護岸。在自然型護岸的基礎上，再利用鋼筋混凝土等材料進行加固，適用于對抗洪能力要求較高的河流護岸上。

可以認為，護岸對防洪、抗沖等的要求越高，人工材料的使用量相對就越多。使用天然材料有以下優點：（1）工程造價較低。（2）提升現場環境效應。正是看重對天然材料的應用和開發組合使得護岸從“傳統型”走向“生態型”，由“硬質化”走向“軟質化”。

4? 水流特性之轉變

傳統護坡大多以河床為基礎，砌筑剛性材質的擋墻，縮減了天然河流的過水斷面，拉直了彎曲河道的自然形態，增大了斷面水流流速，反而造成河道水位的抬高，增加了洪災的發生可能。河流本身所具有的泄洪功能遭到破壞后，只會加劇洪澇災害的發生頻率和強度。

生態護岸在滿足防洪要求的基礎上，重點砌筑透氣透水、生長植物的生態防護平臺，原來的河道體系不用被破壞，而且通過加寬河岸灘地，增大了過水斷面面積，分擔了主流負擔，降低了水流流速，不僅減少了洪災的發生，而且為更多的水生生物營造了生存空間。栽種草皮、灌木等植被還能起到蓄洪、固土抗沖和美化景觀的功能。但由于植物為天然材料，其枝葉生長具有不均勻、狀況隨機和大小隨機等特點，因此護岸對水流的敏感程度較傳統護岸更高。草皮阻水特性受植被的生長狀況、水流條件影響。植被密度越大、植株發育的越粗壯、植被對護岸覆蓋成都越充分，其對水流的阻礙作用也越大。

傳統護坡向生態護坡轉變既是人們對自然的重新認識和改造，也是今后繼續利用河流資源以及人類與環境和諧共存的有力保障。我們在看到生態護坡有利優勢的同時，也必須充分考慮它對水流水力特性的新影響，尤其是灘地形態和植被的選取。在實際建設過程中，應因地制宜根據河道的形態、植被種類和生長環境等因素做好前期研究。

參考文獻

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