生態(tài)護(hù)坡在嫩右工程建設(shè)中的應(yīng)用

戴 昊，趙雪飛

（1.水利部松遼水利委員會，吉林 長春 130021；2.松遼水利水電開發(fā)有責(zé)任限公司，吉林 長春 130021）

嫩江右岸省界堤防工程位于吉林、黑龍江和內(nèi)蒙古自治區(qū)三?。▍^(qū)）交界地帶，工程全長114 km。該工程2002年開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2010末全部完工。在水利工程設(shè)計(jì)中，對堤防的護(hù)坡和護(hù)岸工程，采用了混凝土板、干砌石或模袋混凝土等護(hù)坡形式，用以提高抗沖和抗?jié)B能力；在工程實(shí)施過程中，針對傳統(tǒng)的護(hù)坡形式存在不同程度地破壞了原有生態(tài)，影響生物種類賴以生存的自然環(huán)境等缺點(diǎn)，不斷研究和探索，選擇不同的防護(hù)工程段，采用了多種生態(tài)護(hù)坡、護(hù)岸形式，不但達(dá)到了工程效果，而且有效地保護(hù)和修復(fù)原有生態(tài)，使工程與自然環(huán)境相互和諧。

1 傳統(tǒng)護(hù)坡缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的護(hù)坡工程主要采用干砌塊石、漿砌石、現(xiàn)澆混凝土、預(yù)制混凝土板或模袋混凝土護(hù)坡等形式。隔絕了土壤與水體之間的物質(zhì)交換，原生長在岸坡上的生物不能繼續(xù)生存，生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈被斷開，使土壤和水體中的生物失去了賴以生存的環(huán)境。

混凝土護(hù)坡在施工中均不同程度地使用了一些添加劑，如早強(qiáng)劑、抗凍劑、膨脹劑等，這些添加劑在水中發(fā)生反應(yīng)，對水質(zhì)和水環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。岸坡沒有天然植物作為屏障，會使岸邊的垃圾輕易入水，造成污染。這些雖然不是水質(zhì)惡化的主要原因，但它們對水質(zhì)的惡化起到了促進(jìn)作用。同時，大面積混凝土護(hù)坡使其失去了原有的生機(jī)，這與現(xiàn)代人們追求回歸自然的要求不相一致，特別是人類密集的城鎮(zhèn)周邊，與現(xiàn)代城鎮(zhèn)建立優(yōu)美環(huán)境相違背，更與現(xiàn)代城市的人文景觀不相和諧。

2 生態(tài)護(hù)坡的概念

生態(tài)護(hù)坡，首先應(yīng)在滿足堤防、險工等防護(hù)工程穩(wěn)定安全要求的基礎(chǔ)上，通過采取不同工程形式建立開放式的系統(tǒng)，使其與周圍生態(tài)系統(tǒng)密切聯(lián)系，不斷與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)交換；生態(tài)護(hù)坡是動態(tài)平衡的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的生物之間存在著復(fù)雜的食物鏈，它們互為食物，保持著系統(tǒng)的動態(tài)平衡；生態(tài)護(hù)坡與水流之間是相互作用的，水流對岸坡有沖刷作用，岸坡對水流有阻礙作用，岸坡生態(tài)系統(tǒng)是地表水與地下水交換的媒介。為此，生態(tài)護(hù)坡是可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)。

3 嫩右工程生態(tài)護(hù)坡

3.1 護(hù)坡設(shè)計(jì)原則

嫩江右岸省界堤防工程在建設(shè)中，對堤防邊坡及河道險工增設(shè)了大量的護(hù)坡、護(hù)岸。在工程設(shè)計(jì)中，按因地制宜的原則，詳細(xì)分析工程走向與河道水流之間關(guān)系，首先考慮滿足穩(wěn)定的要求。對河道狹窄、彎道堤防頂流和筑堤材料為砂土堤段，采用混凝土板、干砌石進(jìn)行護(hù)坡，確保堤坡、凹岸穩(wěn)定。在位于水流平順、堤身高度不大的粘土堤段，僅受雨水沖刷的背水坡、高岸坡，城鎮(zhèn)邊緣等地段，采用了不同形式的生態(tài)護(hù)坡。充分考慮生態(tài)護(hù)坡與生態(tài)過程相協(xié)調(diào)，盡量使其對環(huán)境的破壞影響達(dá)到最小。以尊重物種多樣性、減少對資源的剝奪、保持營養(yǎng)和水循環(huán)、維持植物生境和動物棲息地的質(zhì)量、有助于改善人居環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的健康。

3.2 格柵生態(tài)擋墻護(hù)岸

嫩江右岸省界提防工程保安沼段堤防因多年河道變遷，在堤前形成沿堤河威脅堤防安全。其中，有一處陡岸高達(dá)4.5 m，并逐年向堤防側(cè)侵蝕而形成險工。險工與堤防之間灘地生長著茂密的灌木等植被，如果按傳統(tǒng)護(hù)坡形式，進(jìn)行大量削坡處理，必然破壞大片自然生態(tài)。為此，建設(shè)單位為保護(hù)自然生態(tài)，由干砌石護(hù)岸更改為格柵生態(tài)擋墻護(hù)岸形式，使其與當(dāng)?shù)刈匀粭l件相和諧。

保安沼格柵擋墻護(hù)岸處于沿堤河岸，在正常河水情況下，擋墻下部三分之一高度過水，在發(fā)生設(shè)計(jì)洪水的情況下，擋墻將全部被淹沒，運(yùn)行條件較復(fù)雜。針對工程特點(diǎn)，進(jìn)行了擋墻的穩(wěn)定設(shè)計(jì)，同時使用耐久性材料，延長工程運(yùn)行壽命。

格柵擋墻表面由聚丙烯土工生態(tài)袋疊砌，墻內(nèi)采用天然混合砂礫料填筑，高密度聚乙烯單向土工格柵加筋所構(gòu)成。根據(jù)工程運(yùn)行條件，正常水位以下土工生物袋內(nèi)用砂礫石充填，在此之上用耕植土摻拌草種充填，有效地解決了正常水位運(yùn)行擋墻抗沖和上部保持良好的生態(tài)環(huán)境問題。

保安沼格柵擋墻長度250 m，自2009年5月5日開始施工，至2009年5月20完成，完工對護(hù)坡表面澆水7 d后，生態(tài)土袋表面開始長出茂密草芽，一個月后嫩綠的護(hù)坡草垂?jié)M了整個坡面，生態(tài)袋全部被草皮所覆蓋。護(hù)岸工程在上部天然灌木的襯托下，其景色生機(jī)盎然。

3.3 植物護(hù)坡

嫩右工程半拉山堤防段從烏塔其鎮(zhèn)邊繞過，該段堤防夏季是鎮(zhèn)內(nèi)眾多人散步和鍛煉的場所，為此，將烏塔其鎮(zhèn)邊堤防段背水側(cè)護(hù)坡改為植物生態(tài)護(hù)坡。烏塔其段堤防植物生態(tài)護(hù)坡由矮科灌木、花卉及草皮組成。堤肩栽種紅、黃玫瑰及連翹，堤坡設(shè)計(jì)了由榆樹梅、紅櫸木、水蠟等組成的各種圖案花木叢，堤腳栽種矮科丁香，樹叢間種草皮覆蓋。在選擇這些花木和草種時，以適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛏L的矮科淺根系灌木為主，使其在較干旱的堤坡上能夠正常長，又不至于影響堤防防滲功能，達(dá)到工程與人文景觀相互結(jié)合的目的。

烏塔其植物生態(tài)護(hù)坡于2005年完成，幾年來植物的生長良好，灌木和草坡根系起到了固土護(hù)坡，保護(hù)堤坡免受雨水沖蝕。

3.4 拱形護(hù)坡

嫩右工程白沙灘險工護(hù)岸和馬蹄護(hù)岸工程均處于嫩江凹岸，受水流頂沖退岸嚴(yán)重，形成險工。在實(shí)施過程中，洪水位以下岸坡采用傳統(tǒng)護(hù)坡形式治理，對這種洪水位以上粉細(xì)沙土質(zhì)的高邊坡，單一用草皮護(hù)坡是不能解決問題，必須首先解決坡面的水土流失問題，才能達(dá)到邊坡穩(wěn)定的目的。該護(hù)坡曾選擇土工網(wǎng)墊草皮護(hù)坡、混凝土塊網(wǎng)格護(hù)坡和拱形護(hù)坡三種形式進(jìn)行比較，前兩種護(hù)坡形式排水功能較差，均無法滿足工程穩(wěn)定要求；拱形護(hù)坡具有排水性能好，滿足工程穩(wěn)定要求，拱內(nèi)種植草皮于利地表水于地下水交換，起到了固土保坡、恢復(fù)生態(tài)雙重效果。

白沙灘險工護(hù)岸拱形生態(tài)護(hù)坡2 km，已于2004年竣工，馬蹄護(hù)岸工程拱形生態(tài)護(hù)坡長度0.8 km正在實(shí)施過程中。白沙灘險工護(hù)建成后，使原來寸草不生的陡岸、高坡變成了綠郁蔥蔥生態(tài)工程，已成為當(dāng)?shù)厝藗冇^光旅游的必到之地。正在實(shí)施的馬蹄護(hù)岸工程建成后必將達(dá)到同樣效果。

3.5 草皮護(hù)坡

嫩右工程在堤身防護(hù)中，根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇粘土堤防順直水流平順的迎水坡、所有的堤防背水坡采用了大量草皮護(hù)坡；對于砂土堤和流水急，流態(tài)紊亂的堤段仍采用傳統(tǒng)的護(hù)坡形式。

嫩右工程草皮生態(tài)護(hù)坡選種最多的草種子為無芒雀麥和披堿草兩種。

無芒雀麥，又名禾萱草、無芒草，是世界上分布較廣、應(yīng)用較多的優(yōu)良牧草，是草地補(bǔ)播和建立人工草地的理想草種。無芒雀麥生長快，競爭力強(qiáng)，在雜草較多的草荒地上種植，也能獲得成功。無芒雀麥生命力強(qiáng)，耐雜草，為我國溫帶和寒溫帶建造人工草地的當(dāng)家草種。

披堿草，多年生草本，疏叢型，須根狀，根深可達(dá)100 cm，具有一定的抗旱能力，在年降水量為250～300 mm的地區(qū)生長尚好。

草皮護(hù)坡堤段，對新筑堤防坡面，特別是砂土堤坡面，應(yīng)覆蓋15～20 cm腐殖土，以有利于草皮生長和發(fā)育。

嫩右工程已實(shí)施完成的工程中，草皮護(hù)坡長勢良好，被保護(hù)邊坡穩(wěn)定，特別是半拉山堤防經(jīng)受2005年綽爾河發(fā)生的10年一遇洪水考驗(yàn)，洪水過后檢查草皮護(hù)坡坡面完好無損。收到了良好的工程目的和恢復(fù)生態(tài)效果。

4 結(jié)語

水利工程傳統(tǒng)的護(hù)坡形式雖然解決了工程問題，但不同程度地破壞了原有生態(tài)，影響生物種類賴以生存的自然環(huán)境。生態(tài)護(hù)坡可以通過不同的工程形式建立開放式的系統(tǒng)，使其與周圍生態(tài)系統(tǒng)密切聯(lián)系，不斷與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)交換，是可持續(xù)發(fā)展的工程形式。

嫩江右岸省界堤防工程生態(tài)護(hù)坡實(shí)踐證明，根據(jù)工程的防護(hù)性質(zhì)，在保證岸坡穩(wěn)定和滿足行洪要求的基礎(chǔ)上，因地制宜地選擇不同形式的生態(tài)護(hù)坡，可以收到工程防護(hù)與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展，保證社會、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的雙重效果。