生態護坡在河道整治工程中的應用

【摘要】河道生態建設是融現代水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、美學等學科為一體的水利工程。它是在不影響岸坡安全性、耐久性的前提下，充分考慮生態效果，把河岸由傳統的結構改造成為水體和陸地、生物相互作用的，適合生物生長發育的區域，最終使受損河流盡可能恢復至近自然或人們期望的狀態，實現其生態服務功能。

【關鍵詞】河道整治;設計;生態護坡

傳統的河道治理往往只考慮河道的防洪、引水、排澇、蓄水和航運等功能，較少考慮河道的生態或環境工程，因此河道的護坡結構多采用漿砌塊石或混凝土等剛性硬質材料，使河道的環境條件模式化，并使生物種類單一化。

1、生態護坡的設計原則

生態護坡是指利用植物或者植物與土木工程相結合，對河道坡面進行防護的一種新型防護形式。生態護坡應該同時具有岸坡穩定、透水透氣、固土護坡、空間延伸的特點，有利于植物、動物以及人類的生存發展。根據國內外生態護坡的成功經驗，結合各河道的特點，生態護坡的設計應兼顧以下原則：

1.1水力穩定性原則

護坡的設計首先應滿足岸坡穩定的要求。岸坡的不穩定性因素主要有：①由于岸坡面逐步沖刷引起的不穩定;②由于表層土滑動破壞引起的不穩定;③由于深層土滑動引起的不穩定。

1.2 生態原則

生態護坡設計應與生態過程相協調，盡量使其對環境的破壞影響達到最小。設計應以尊重物種多樣性，減少對資源的剝奪，保持營養和水循環，維持植物生境和動物棲息地的質量，有助于改善人居環境及生態系統的健康為總體原則。主要包含以下三個方面：

1.2.1當地原則

設計應因地制宜，在對當地自然環境充分了解的基礎上，進行與當地自然環境相和諧的設計。包括：①尊重傳統文化和鄉土知識;②適應場所自然過程，設計時要將這些帶有場所特征的自然因素考慮進去，從而維護場所的健康;③根據當地實際情況，盡量使用當地材料、植物和建材，使生態護坡與當地自然條件相和諧。

1.2.2保護與節約自然資源原則

對于自然生態系統的物流和能流，生態設計強調的解決之道有4條：①保護不可再生資源;②盡可能減少能源、土地、水、生物資源的使用，提高使用效率;③利用原有材料，包括植被、土壤、磚石等，大大節約資源和能源的耗費;④盡量讓護坡處于良性循環中，從而使資源可以再生。

1.2.3回歸自然原則

自然生態系統為維持人類生存和滿足其需要提供各種條件和過程，著重體現在：①自然界每一個健康生態系統，都有完善的食物鏈和營養級，所以生態設計應使系統處于健康狀態;②在生態系統邊緣帶，有更活躍的能流和物流，具有豐富的物種和更高的生產力，河道岸坡作為水體生態與陸地生態之間的邊緣帶，在設計時應充分考慮其邊緣效應;③保持有效數量的動植物種群，保護各種類型及多種演替階段的生態系統，尊重各種生態過程及自然的干擾。

2、生態護坡的形式

2.1單純植物措施護岸

單純植物護坡技術是指河道生態建設中全部采用植物進行河岸岸坡保護的技術。該技術主要用于河道堤岸坡度相對較緩、確定性較好、土層深厚且種植層與地下層連接的河道堤岸防護。單純植物護坡技術主要指喬灌草結合的護坡技術，是指從河道堤岸坡腳至坡頂依次種植沉水植物、浮葉植物、挺水植物、濕生和中生植物等一系列護坡植物，形成多層次生態防護，兼顧生態功能和景觀功能的堤岸防護技術。

2.2土工材料系列護坡

土工合成材料系指巖土工程中應用的合成材料的總稱。土工合成材料包括土工織物、土工膜、土工特種材料、土工復合材料四大類。土工合成材料護坡是指在河道岸坡防護中，采用土工合成材料，對河岸岸坡進行加固處理的一種技術。目前應用于河道治理中的主要土工材料加固技術有：無紡土工布反濾、生態袋護坡、土工柵格加筋土、三維土工網墊護坡等。

2.3石籠防護系列護坡

石籠防護結構是指用特定材料編制成網箱并填充石料形成的一種防護結構，目前中小流域治理中用的較多的一種為格賓結構。格賓防護結構，是將抗腐蝕、耐磨損、高強度的低碳鋼絲，用六角網捻網機編制成平面網格狀，在施工現場組裝成不同尺寸規格的網箱（賓格）或網墊（雷諾護墊），填充石料形成柔性的、自透水的、整體性的防護結構。

2.4生態混凝土系列護坡

生態混凝土，就是通過材料篩選、添加功能性添加劑、采用特殊工藝制造出來的具有特殊結構與功能，能減少環境負荷，提高與生態環境的相協調性，并能為環保做出貢獻的混凝土。生態混凝土護坡是利用生態混凝土具有相互貫通孔洞這一特性，實現地下水體的正常交往，同時混凝土面層的植物根系可通過孔洞進入基礎土壤，起到加筋作用，進一步增強防護結構的強度。

2.5混凝土與漿砌石（干砌石）系列護坡

該系列主要以傳統材料（混凝土、漿砌石、干砌石）為主要材料制成支護結構，目前在中小河流治理工程中使用較多的主要有以下三種結構形式：（1）開孔預制塊組成的護坡結構，包括：1）空心六方塊護坡;2）鉸接、連鎖式預制塊護坡;3）自嵌式混凝土塊擋墻（護坡）;（2）現澆框格護坡，包括：1）漿砌石框格干砌塊石護坡;2）漿砌擋墻與石籠組合擋墻;（3）全封閉式護坡：1）漿砌石護坡;2）預制混凝土塊護坡;3）漿砌石（混凝土）擋墻護坡。

3、生態護坡的功能

（1）護坡功能：植被的深根有錨固作用、淺根有加筋作用;

（2）防止水土流失：能降低坡體孔隙水壓力、截留降雨、削弱濺蝕、控制土粒流失;

（3）改善環境功能：植被能恢復被破壞的生態環境，降低噪音，減少光污染，保障行車安全，促進有機污染物的降解，凈化空氣，調節小氣候。

結語：

隨著城鎮的不斷發展，人們對水環境提出了越來越高的要求，不僅要求與周圍環境相協調的河道景觀，而且要求河水清澈、水草繁茂的自然生態景觀。現代水利護坡工程應該克服傳統水利工程對河流形態的多樣化重視不足和忽視生態環境缺陷;遵循河流演變的客觀規律，盡可能保持流域內自然地水循環和生態系統的整體性;加強對生態環境的保護，遏制日益加劇的水環境惡化和水生態系統退化;逐步推廣和完善河流生態工程建設措施以維護河流生命健康。

參考文獻：

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作者簡介：

唐海倫（1989.09-），女，漢，湖南常德人，工程師，本科，從事水工設計及水利規劃。