淺談植物護坡在崇明島生態河道治理中的應用

黃 蒙

（上海嘉定水務工程設計有限公司，上海市 201800）

0 引言

《上海市崇明區總體規劃暨土地利用總體規劃（2017～2035）》提出：至2035 年，上海市崇明區基本建成在生態環境、資源利用、經濟社會發展、人居品質等方面具有全球引領示范作用的世界級生態島。這給上海市崇明地區河道生態治理提出了新的要求。

上海市崇明區有河道16 232 條，總長度為9 210.93 km。其中：市級河道2 條，長180.68 km；區級河道28 條，長357.4 km；鎮級河道703 條（段），長1 728.07 km；村級河道15 168 條（段），長6 765.93 km[1]。由于河道分布廣、數量多，給全面開展河道生態治理工作帶來了一定難度。為此，探尋一種投資低、效果好的護坡形式十分必要。

1 植物護坡措施的作用

1.1 有效控制水土流失

雨水沖刷是造成水土流失的主要自然因素之一。植物的葉片、根系可以有效削弱降雨對土壤的沖擊，從而減少表土因飛濺而損失；植物地表以上部分可以延緩地表徑流流速，過濾地表徑流中的沉積物。相關資料顯示：良好的植被覆蓋率可以有效減少土壤流失，當蘆葦、菖蒲等植物植被覆蓋率達30%時，土壤可承受小雨沖刷；當植被覆蓋率達80%以上時，土壤可承受暴雨沖刷[2]。

1.2 固結土壤防止沖刷

植物發達的根系可以很好地加固土壤。植物可以通過降低土壤中的孔隙壓力、吸收水分而達到增強土壤顆粒黏聚力的作用。實踐證明，沙土中植物根系可以顯著提高土的抗剪能力，而且植物根系直徑越細，其抗拉強度越高[3]。此外，植物軀干、根系可以起到錨固作用，增加河道邊坡的穩定性，特別是挺水植物，對緩解水位變動區的水力侵蝕有著顯著效果。

1.3 修復生態和凈化水質

植物可以為動物提供良好的棲息空間。動植物相互依存，既能提高生物多樣性，又能形成良好的生態系統。另外，植物具有很好的凈化水質功能。植物可以通過光合作用釋放氧氣，增加水體含氧量；同時吸收大量污染元素，資料顯示：每生長1 t 草可以吸收氮素2.0～2.4 kg，蘆葦對水體中磷的去除率可以到達65%。

1.4 提升沿線景觀效果

伴隨著社會的發展以及人民生活水平的不斷提高，營造優美、怡人的河道環境已經成為一種社會需求。河道生態治理中通過配置適合的植物和適當的景觀建設，形成河流、動植物、人類和諧的共處空間，有助于水景觀建設，提升河道沿線整體景觀效果。

2 植物護坡措施的分類

2.1 單純植物護坡措施

單純植物護坡措施即全部利用植物的作用對河道邊坡進行保護的一種生態治理措施。目前，在上海應用的主要有以下形式：

（1）喬灌草結合護坡。喬灌草結合護坡是利用濕生喬木、灌木，斜坡草皮以及水生植物的共同作用所形成的多層次岸坡防護措施。

（2）活枝扦插護坡。活枝扦插護坡利用常水位以上的岸坡扦插4～5 排活性垂柳枝，坡面及水下結合鋪設結縷草、種植挺水植物等發揮護坡功能。

（3）活枝柴籠護坡。活枝柴籠護坡利用杞柳等可生根植物的枝莖，用繩捆扎成柴籠并固定到岸坡上，待生長后配合其他植物或工程措施共同防護河道邊坡。

2.2 植物與生態護坡復合措施

植物與生態材料復合措施是將植物護坡與生態護坡材料相結合，通過二者協同作用的一種復合式生態護坡技術。

植物與生態材料復合措施設計、實施過程中應注意以下事項：

（1）選擇的植物品種要適應性強，能夠保障成活率；要求具有發達的根系，能夠充分與生態護坡材料結合；優先選用本土且功能豐富的品種。

（2）選擇的生態護坡材料要有一定透水性，實現水土交互；要具有一定的孔隙率，供植物根系發育；要具有一定的柔性，適應河道邊坡形態變化；自身護坡效果顯著。

（3）選擇適合的季節進行種植；確保生態護坡材料表面耕植土厚度；加強施肥、澆水等養護工作。

目前，在上海市崇明地區應用過的生態石籠、生態混凝土、生態網墊、固化土等生態護坡材料都能夠與植物護坡有機結合在一起，在保護河坡中獲得了很好的效果。

3 植物品種選擇的原則

（1）優先選用本土植物。植物品種的選擇應當優先選用本土生長良好或是經過驗證且適應當地環境的植物，這樣不僅可以提升植物的成活率，而且便于與周邊環境融合。

（2）便于日常養護管理。由于上海市崇明區河道數量多、岸線長，所以在植物品種的選擇過程中，應當注意選擇便于日常養護管理的品種，從而減輕養護管理工作壓力以及減少養護資金投入。

（3）生長季節交錯搭配。選擇的植物品種應形態優美，能夠改善河道沿線景觀，同時要注意品種的搭配，盡量做到四季常綠、各季有景。

（4）注意保持生態平衡。選擇植物品種時既要考慮自身成活率，又要保證其不影響其他植物群落正常生長，植物間應相互促進，形成良好的生態環境。

4 崇明島土質特點

崇明島是我國最大沖積島，由長江夾帶泥沙遇到海浪的沖積而成。島上土質以砂性土為主，土體顆粒間黏聚力低、塑性低，性質松散，不具黏著性和塑性，但透水性極強。砂性土作建筑地基時易壓密，沉降量小，但在水頭及動荷載作用下，容易產生管涌、液化以及坍塌等不良工程地質現象，特別是在水位變動區（2.60～3.00 m 高程，上海吳淞高程，下同），受水力淘刷產生坍坡的情況較為普遍。

5 河道邊坡防護要求

首先，要選用生態、節約并防護有效的護坡形式。崇明世界級生態島定位的確立，要求在河道治理方面采用生態的理念、生態的材料，不能再走傳統治理方式的舊路。同時，面對體量龐大的河網水系，河道治理的經濟效益也不容忽視。

其次，要結合海綿城市建設，構建河岸植被緩沖帶。河岸植被緩沖帶是指位于水體和陸地之間的植被過渡帶，具有保護河岸、凈化水質、生態美觀等功能。緩沖帶構建中要因地制宜，選擇合適的河段建設；要喬灌草結合，優先選用本土且具有凈化、景觀等綜合功能的植物品種；要確保一定建設寬度，保障功能正常發揮[4]。

最后，要著重水位變動區水力沖刷以及常水位以上岸坡雨水沖刷的防治。

6 河道生態治理實例

6.1 河道概況

鶚鴣港位于上海市崇明區廟鎮中東部，南北走向，是崇明區“一環二十八豎”中的豎向一級支河，規劃河口寬35 m，河底標高-0.50 m。河道具有引水、排澇、調蓄、灌溉等功能。本次工程整治段南起南橫引河，北至盤船洪，長約4 km，河道流經廟鎮鎮區，河道中部東側為廟鎮綠地公園。

上海市崇明區地形單一，造成島內植物結構群落結構單一，缺乏灌木層，草本層多為廣布雜草[5]。此次整治的河段沿線主要有水杉、加拿大楊、夾竹桃、毛竹、蘆葦、一枝黃花、酢漿草等崇明島常見植物。河道沿線植被雜亂，水生植物缺失，河道沿線土質砂性較重，河坡存在不同程度坍塌、淤積情況。

6.2 植物護坡措施的運用

為了解決上述問題，此次河道生態治理結合河道及周邊環境現狀，因地制宜采用單純植物以及植物與生態護坡復合2 種護坡措施。

6.2.1 單純植被護坡措施

單純植物護坡措施應用在整治河道北段，河岸上為林地和農田，河道沿線蘆葦長勢較好。為此，植物品種選擇根系發達、適應性強，同時具有凈化水質功能的蘆葦作為水生植物種植（或補種）在水位變動區（2.60～3.00 m 高程），以削弱水力沖刷對岸坡的影響。常水位以上（3.00 m 高程至堤頂）保留岸坡原有植被，以減輕雨水沖刷對岸坡的影響。結合岸坡上的林地，形成優質的河岸植被緩沖帶，在改善水環境的同時，營造出濃厚的“鄉愁”氛圍。

6.2.2 植物與生態護坡復合措施

植物與生態護坡復合措施應用在新建護岸河段，河岸上為村莊、農田、林地以及通往廟鎮鎮區的主要道路——宏海公路。

生態護坡材料選用水土保護毯，這是目前生態河道治理常用的材料之一，其網孔孔隙率可達95%以上；縱、橫向抗拉強度可分別達2.2 kN/m、1.6 kN/m以上，具有生態、透水、耐久、適用性強、施工簡便等特點。

水生植物搭配種植美人蕉、鳶尾、千屈菜、再力花等崇明生態河道治理中應用較多、形態優美的品種。斜坡植物主要選用便于養護、成活率高的麥冬。堤頂種植楓楊、紅楓、香樟、紅葉李等苗木。配合河道沿線林地、行道樹等構建立體河岸植被緩沖帶。

施工時，河道邊坡修整成1 ∶2～1 ∶3 緩坡；2.60～3.00 m 高程鋪設水土保護毯并用鋼釘固定，水土保護毯上覆蓋厚50 cm 耕植土；坡上種植斜坡植物和淺水植物，2.60 m 高程處設置鋼筋混凝土方樁+壓頂結構固腳，2.50 m 高程處利用木樁建設水生植物平臺，種植水生植物。

目前，本工程已經基本實施完成，植物護坡措施在減少水土流失、削弱水力沖刷以及提升河道沿線景觀等方面初見成效。

7 結語

崇明水系的特點，決定了其在河道生態治理中需要生態環保、效果明顯、投資節約的護坡形式。植物護坡措施由于具有投資節約、施工簡便、環境優美、功能多樣等顯著特點，在河道生態治理中得到了廣泛的認可和應用。但植物護坡措施也存在著管理養護要求高、受自然環境制約嚴重的弊端。為此，植物護坡措施的應用仍需要大量的科學研究、學科間的合作與交流以及在河道生態治理中的應用實踐，以探索出最優的植物品種種植和搭配方案。