現代城市河道生態護坡的設計分析

肖海軍

中冶建工集團有限公司，重慶 400084

社會經濟的快速發展，人們更加重視環境保護，意識到河流生態系統良好發展的重要性。河流護坡整治工程在保證安全穩定的前提下，既具有水利工程的功效，又融入生態環保、城市園林景觀及建筑藝術等內容，朝著有利于生態系統的保護和修復方向發展，保持與周邊環境和人文景觀的協調一致，實現自然景觀與人工護坡的和諧統一。

1 生態護坡的優點

生態護坡的優點很多，主要表現為固土效果好、抗沖刷能力強、經濟環保。生態護坡所采用的新型材料產品具有材料輕、耐磨損、韌性好、沖擊力強、運輸方便等優點，而且施工方法簡便，可反復使用。生態護坡工程對生態環境產生的良好效應體現在以下幾方面：（1）增強城市區域性水滲透率和透氣面積，通過地表和空氣相互交換熱量和水分，降低城市表面溫度，調節氣候，有利于緩解城市“熱島效應”；（2）減輕雨季城市道路排水系統的負擔，減少地表徑流，顯著降低暴雨對城市水體的污染。充分利用雨、雪、降水，增加地表相對濕度，補充城市日益枯竭的地下水資源，防止地層沉降，發揮透水路基蓄水功能；（3）消減行駛車輛的噪聲，改善交通環境，給人們營造安靜的生活環境。防止路面積水、夜間反光、冬季路面黑冰等現象，提高車輛和行人的舒適和安全性。（4）防止水土流失，改善城市地表植物和土壤使其有益于微生物的生存，調整生態平衡。植被可以恢復被破壞的生態環境，促進有機污染物降解，凈化空氣，調節小氣候，達到改善環境的目的。因此，現代城市河道采用生態護坡設計具有重要意義。

2 生態護坡設計的要點

生態護坡相關設計要點：（1）為了促進護岸上面的植物生長，提供生物所需棲息地，要注重保留較大的孔隙率，以利于植物深植提高路堤結構穩定性；（2）保持地下水與河水的自由貫通，達到水汽循環的目的，實現物質、營養和能量的相互交換；（3）注重成本效益，具備一定自我修復能力，無需長期進行維護管理。護岸材料柔性多樣化，以適應曲折河岸線。定水位以下斷面適合采用矩形或梯形斷面，既能滿足定水位親水性要求，又能滿足洪水位泄洪要求，從而改善生態環境和景觀，實現長期可持續發展的生態護坡。

3 生態護坡的設計方法

目前，生態護坡的設計方法很多，常用的就有十幾種，各種護坡形式兼有利弊，因此在應用選擇時，主要參照當地經濟條件和自然環境等實際情況確定合適方法，通過充分調查、廣泛取證，選出最適合的設計方案。

3.1 土質邊坡液壓噴播植草護坡

液壓噴播植草技術應用范圍廣泛，可應用于河岸、公路、鐵路兩旁邊坡綠化，也可應用于公共園林綠地、高爾夫球場建造、飛機場綠地、遭到破壞的自然山體地貌恢復、水土保持工程等綠化工程中，效果較好。液壓噴播植草技術是利用裝有空氣壓縮機的噴漿機組，將草籽、黏合劑、保濕劑、特殊肥料、水、紙漿及土壤改良劑等材料按照一定比例攪拌混合均勻后，直接將混合物噴射到提前已經平整好的種植面，完成跖草施工。這種方法具有保溫保濕作用，草籽萌芽生長快，很快就能成坪覆蓋種植坡面。在治理河岸水土流失，生物護坡防洪中效果尤其顯著，它能夠在普通綠化技術難以施工的大降坡坡面上建植草坪，施工速度快，操作方法簡單，兩個月后就能快速恢復受破壞山體原貌，防止山體滑坡和水土流失，達到固坡保土的目的。其局限性是不適用于靠近水的地方，只適用于護坡的背水面防護。

3.2 三維植被網噴播植草護坡設計

三維植被網也稱為土工網墊固土種植基護坡，利用熱塑型樹脂作為主要材料做成三維結構網，底層是高模量的基礎層，一般由3 ～4 層平面網組成，上覆起泡膨松網包，在包內填入種植土和草籽，既防沖刷又利于植物生長。其技術設計原理：當草皮還未形成之前，利用三維網的加筋錨固作用來保護坡面，避免受到風雨的侵蝕。當草皮長成之后，植物的根系與三維網筋相互連接，形成整體的模塊結構，具有較高的抗拉強度，以此提高植草覆蓋面積，三維網自身的高抗拉強度能使植物根部強度顯著增加，達到護坡目的。

3.3 蜂巢式網格植草護坡

使用該邊坡防護方法前，先要整理好邊坡坡面，使用正六邊形混凝土框磚，拼鋪成蜂窩狀網格，并在網格內，填充鋪填種植土，再在磚框內栽草或直接鋪設草坪。蜂巢限制系統使土壤質量與性能得到明顯改善，在承重、護坡、河道保護和植被擋土墻的應用中，該系統為具有挑戰性的土壤穩定問題提供了生態、環保、快速、經濟的解決方案。所使用的框架磚一般是在預制場批量生產的，其應力結構合理，可以對坡面雨水徑流有效分散，降低水流速度，防止坡面受到侵蝕，保護草皮的生長。這種防護措施的優點是受力結構合理，施工簡單，外觀整潔，美觀大方，具有護坡和綠化雙重作用；其缺點但是造價相對較高，對整體土壤固結的效果方面稍顯不足。

4 生態護坡的實際案例

近期，某市啟動了市郊河上游的河堤改造工程，一河兩岸的河堤改造采用生態護坡形式，改造完成后，為群眾提供一個人與自然和諧相處的親水休閑場所。新動工改造的河堤根據實際情況大多采用三維植被網噴播植草技術，河堤從高到低以斜面形式下降，到了接近河面的地方，便是一片平地。這樣的規劃設計既能滿足防洪需要，又能滿足群眾休閑娛樂需求。

4.1 工程設計要點

采用三維植被網噴播植草設計施工方案，有三個需要特別注意的地方，首先掛三維植被網噴播植草綠化，適用于土質邊坡、坡比陡峭度小于1 ∶1 的路塹邊坡、強風化基巖邊坡等施工效果相對較好。其次，為了使三維網與網包內回填土高效結合，防止雨水沖刷造成回填土流失，應就地取黏性土。最后，為了保證三維植被網與坡面緊密結合，要盡量平整好鋪設三維網的坡面，避免部分地方出現空鼓問題，造成所種植的草種難以著床，避免成坪之后的坡面有“斑禿”現象。

4.2 采用三維植被網噴播植草技術的設計施工

（1）按照設計要求清理邊坡，清除雜草、雜樹，噴灑野草抑制生長藥劑。為了平緩坡面，以5 ～7cm 的厚度覆蓋上覆土。上覆土厚度取決于土壤的類型和斜坡的平整度。平整后，根據邊坡的干、濕條件，適宜用水潤濕邊坡，避免產生浮土和塵土。

（2）三維網墊沿斜坡由上至下鋪平，將網墊使用U 形釘固定，U 形釘按照垂直間距100cm，橫向間距140cm，交互錯開排列，使用鋼釘將網墊各處都緊密地固定于斜坡上。在鋪設第二遍三維網格時，要和第一遍已鋪設完成的三維網搭接處重疊鋪設10 ～15cm，并使用U 形釘來固定搭接處，各個U 形釘在坡面保留約1m 間隔。在三維植被網格與各結構接觸面范圍的邊緣，將三維網邊緣卷曲5 ～10cm，用U形釘壓緊，使三維網絡與周圍結構緊密接觸。在三維植被網鋪裝固定以后，從坡頂進行人工鋪裝細土和肥料，覆蓋三維網格。由于三維網包的尺寸一般偏小，為保證回填體密度，需要將其分步驟進行。濾網回填：濾網孔小于三維植被的樹孔，回填土經網篩過濾后從上到下進行第一次回填和拍實，此時應注意忌用濕土。噴水沉降：為了防止出現“空鼓”問題，在第一次回填以后，用高壓水車澆透土壤，使回填土自然沉降。在二次回填時重復以上步驟，完成二次回填之后，三維網、土壤和邊坡泥土基本上已經融為一體，針對個別小區域范圍“空鼓”，用泥漿泵再噴一次泥漿提高緊密度，最大程度上減少“空鼓”現象，直到現象消失。

（3）使用液壓噴播機將種子、肥料、改良劑、保水劑和水的混合物均勻地噴灑在坡面上。噴灑、播種之后，可以根據情況撒少量土覆蓋網包。聚丙烯無紡布覆蓋作用是防止水流沖刷坡體和種子，保水保溫，有利于花卉、草籽發芽。在植物養護階段，前期應保持土壤濕潤，促進種子發芽和快速生長。中期一般以天然降雨維持，在旱季，大約每月噴水兩次。后期養護，每月噴水不超過兩次，應及時施肥，預防病蟲害。使用三維植被網噴播植草技術時，為增強植被固坡效果，突出自然植被多樣性，在設計施工過程中應結合多種生態種植方式，盡量形成自然山水風光，同時實現生態形固土護坡及綠化美化環境的最佳效果。

5 結論

現代城市河道護坡設計改變了傳統只注重河道自身的岸上坡穩定性和河道防洪排澇基本功能的模式，增加了對生存環境、景觀環境和生態影響方面的考慮。現代化城市河堤護坡已經逐漸發展成為更適宜環境的生態護坡。生態護坡設計側重在河堤從高到低以斜面形式下降，在河堤的斜面和臨近水面處，適當進行綠化，配置休閑設施。河堤在防洪基礎上，增加休閑娛樂的功能，更好實現人與自然和諧相處，有效維護生態環境平衡，滿足現階段的城市綜合功能開發要求，給河道附近居民和生物提供了安全的棲息環境，是河道水利工程的必然發展趨勢。