河道生態(tài)護岸工程發(fā)展與研究

1、引 言

良好的河流景觀與濱水環(huán)境是現(xiàn)代城市文明的重要內(nèi)容，而營造城市景觀環(huán)境也離不開河流和水面。當代國際大都市環(huán)境建設的價值觀念顯示，城市河流作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要骨架，已經(jīng)和正在為城市建設者所關注，其生態(tài)服務功能的應用也逐漸引入生態(tài)城市的建設之中。但在經(jīng)濟社會的快速發(fā)展進程中，由于人類活動的影響，自然河道生態(tài)屬性受到不同程度的人為干擾，導致河道功能退化、水質(zhì)惡化、河道堵塞、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量下降。隨著社會文明進步，水環(huán)境意識日益增強，應用國內(nèi)外先進的生態(tài)河道建設理念，不僅有利干河道的整治和生態(tài)環(huán)境的改善，而且也有益于地區(qū)整體形象的提高。

2、河道生態(tài)護岸工程發(fā)展現(xiàn)狀

城市水利建設歷經(jīng)農(nóng)村水利、城市水利、環(huán)境水利和生態(tài)水利四個階段，而且逐步向景觀水利發(fā)展。在目前城市開發(fā)浪潮中，河道護岸仍以硬質(zhì)直立墻占據(jù)主導地位。硬質(zhì)直立墻基本以人工(漿)砌石、鋼筋砼結(jié)構(gòu)，它們隔絕了河道與土壤之間的水土交換，對生態(tài)性造成了不良影響，造成環(huán)境惡化和生態(tài)破壞，甚至嚴重威脅著人們賴以生產(chǎn)、生活的生態(tài)環(huán)境。隨著生括水平的提高，人們對水環(huán)境的要求也越來越高，河道已不僅僅具備“泄洪、排澇、薔水、引清、航運”等水道的基本工程，而且還具有“景觀、旅游、生態(tài)、對周邊環(huán)境的呼應”等功能。

近些年來，國內(nèi)外工程技術(shù)人員己重視研究生態(tài)型護岸技術(shù)，并已提出了多種生態(tài)型護岸結(jié)構(gòu)形式，實踐運用正逐漸增多，就寧波市河道工程來看，主要采用生態(tài)護岸材質(zhì)如;金屬格網(wǎng)擋墻、自嵌式干壘擋墻，解決以往硬質(zhì)直立墻水土不交換的問題;或者采用斜坡武護岸斷面采用透水型護坡材質(zhì)如:金屬格網(wǎng)護墊、植生毯、砼格梗，聯(lián)鎖式護坡塊、以及草皮護坡等。或者引入景觀造景概念，營造出濕地、岸坡園林式綠化等設計。這些不同的生態(tài)型護岸技術(shù)綜合起來可以歸納為兩種:一種是單純利用植物護岸。一種是植物護岸與工程措施相結(jié)合的護岸技術(shù)。寧波市水利系統(tǒng)在河道整治時較多的考慮生態(tài)性，如寧波市甬新干河、北侖小浹江工程、寧海顏公河工程、以及多條住宅小區(qū)河道工程，取得了一定的成果。

現(xiàn)狀有關理論方面的研究相對不足。目前，關于生態(tài)護岸的研究，在理論上主要集中于生態(tài)護岸的概念、內(nèi)涵以及行洪排澇功能等方面的宏觀性研究;在實踐上主要集中于護岸的材料、施工方法及成本等方面。然而，關于生態(tài)護岸生態(tài)支持功能，如截留降解污染物、營造生物多樣性、提高河流自凈能力，以及防止水土流失等定量化的研究，文化美學功能，如景觀文化質(zhì)量和景觀美學質(zhì)量的研究，卻不多見。

在國外，對環(huán)境、生態(tài)退化問題的認識較早，很早就開始研究傳統(tǒng)護岸技術(shù)對環(huán)境與生態(tài)的影響，認為傳統(tǒng)的混凝土護岸會引起生態(tài)與環(huán)境的退化。為了能有效地保護河道岸坡以及生態(tài)環(huán)境，許多國家紛紛提出了一些生態(tài)型護岸技術(shù)，如:瑞士、德國等于20世紀80年代末就已提出了“自然型護岸”技術(shù)，日本在20世紀90年代初提出“多自然型河道治理”技術(shù)，并且在生態(tài)型護岸結(jié)構(gòu)方面做了實踐。目前，在美國以及歐洲一些國家較為常用的技術(shù)是“土壤生物工程”護岸技術(shù)。該項技術(shù)是從最原始的柴木枝條防護措施發(fā)展而來的，經(jīng)過多年的研究，現(xiàn)已形成一套完整的理論體系和施工方法，并得到了廣泛應用。近30年來歐洲利用土壤生物工程對坡面的治理比較廣泛，已經(jīng)對土壤生物工程做了大量的研究。國內(nèi)該技術(shù)最早在上海市機場鎮(zhèn)河道、北京懷九一渡河段等地區(qū)進行了應用研究，為我國各類邊坡的侵蝕控制和生態(tài)修復引進了新的工程技術(shù)和方法。

但是，目前有關河岸帶生態(tài)方面的研究主要集中在生態(tài)河岸帶的定義、功能、管理及保護技術(shù)等宏觀定性研究方面，而定量方面的研究卻很少，這就導致了河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的建設、保護和管理缺乏統(tǒng)一的衡量和評價標準，給生態(tài)河岸帶的建設、保護和管理帶來了一定的困難。

3、河道生態(tài)護岸工程發(fā)展趨勢

由于對生態(tài)護岸系統(tǒng)框架的理解沒有統(tǒng)一的認識，造成了目前人們對生態(tài)護岸認識的片面性和盲目性。對于什么是生態(tài)護岸，什么樣的河坡系統(tǒng)才具有生態(tài)完整性和生態(tài)安全性，生態(tài)護岸應如何設計、施工和管理，才能保持其生態(tài)健康等問題的理解，更是仁者見仁，智者見智，沒有統(tǒng)一的說法。因此，為了能更壘面地認識生態(tài)護岸，更充分地發(fā)揮生態(tài)護岸的功能，從而保障城鎮(zhèn)河流生態(tài)系統(tǒng)的健康，今后生態(tài)護岸的研究，應該從以下幾個方面進行。

(1)生態(tài)護岸新材料的研究

由于現(xiàn)有的生態(tài)型護岸技術(shù)大多數(shù)技術(shù)是從國外直接引進的。其生態(tài)材料指標等也直接參考國外，必然存在許多弊端。如:護岸成本太高，難于大范圍推廣;由于自然地理條件的差異，導致護岸效果不明顯等。因此，新材料的開發(fā)，應成為今后生態(tài)護岸研究的一個重點。

(2)生態(tài)護岸服務功能的研究

生態(tài)系統(tǒng)服務功能，是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用。處于陸地生態(tài)系統(tǒng)與河流生態(tài)系統(tǒng)交界處的護岸生態(tài)系統(tǒng)，兼有單純的生態(tài)內(nèi)涵和水利特性的內(nèi)涵，因而其服務功能應包括行洪排澇功能、生態(tài)支持功能和文化美學功能。目前，關于生態(tài)護岸生態(tài)支持功能的定量化研究、文化美學功能等還鮮有報道。

(3)生態(tài)護岸設計的研究

生態(tài)護岸的設計，應包括護岸材料、護岸植物、坡比以及護岸結(jié)構(gòu)形式的選擇等。直觀有效的研究方法是實驗方法，通過實驗，研究在不同地質(zhì)條件下，不同護岸材料、護岸植物、坡比以及護岸結(jié)構(gòu)形式等，對坡面穩(wěn)定性的影響，對護岸生態(tài)系統(tǒng)恢復、重建的影響，對鄰近生態(tài)系統(tǒng)的影響等，進而總結(jié)出生態(tài)護岸設計的原則和標準，為生態(tài)護岸的設計提供依據(jù)。

(4)生態(tài)護岸綜合評價標準的研究

正是由于關于生態(tài)護岸定量化和效應的研究很少，這就給生態(tài)護岸的建設、保護與管理，帶來了一定的困難。缺乏統(tǒng)一的衡量標準，也造成了目前對生態(tài)護岸理解的盲目性和片面性。因此，有必要利用現(xiàn)代數(shù)學方法(如模糊數(shù)學方法)和現(xiàn)代的高新技術(shù)(如3s技術(shù)、計算機技術(shù)等)手段，對生態(tài)護岸進行綜合評價研究，提出合理而全面的生態(tài)護岸綜合評價指標體系，構(gòu)建可操作的生態(tài)護岸綜合評價模型，為生態(tài)護岸的建設提供理論依據(jù)、評價標準、施工標準，從而實現(xiàn)對生態(tài)護岸的有效管理和控制。

(5)生態(tài)護岸管理的研究

如果說河道整治的最終程序，是對整個流域或城鎮(zhèn)進行有效的規(guī)劃和控制，那么，生態(tài)護岸的管理，則應成為熏要的第一步。生態(tài)護岸的研究，屬于多目標、大尺度問題。傳統(tǒng)的諸如統(tǒng)計等管理方法，已不適合生態(tài)護岸的管理。目前，地理信息系統(tǒng)(GIS)以其強大的數(shù)據(jù)和信息處理功能，在資源調(diào)查和水土流失等方面已得到應用，如利用GIS對內(nèi)河岸線資源進行評價，河岸穩(wěn)定性評價，夏繼紅等提出，將GIS技術(shù)應用于生態(tài)護岸的統(tǒng)籌規(guī)劃、優(yōu)化設計、監(jiān)控管理和綜合評估等方面，可以提高設計管理效率，減少施工的生態(tài)干擾，為方案選擇提供科學的評判依據(jù)。因此，壘球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)等技術(shù)，在生態(tài)護岸管理中的應用研究亟待展開。

4、結(jié) 語

生態(tài)護岸是一項極具生命力的坡岸生態(tài)修復技術(shù)。它利用有生命力植物的根、莖(枝)或整體作為結(jié)構(gòu)的主體元素構(gòu)筑坡岸，在植物群落建群和生長的過程中加固和穩(wěn)定坡岸，控制水土流失和實現(xiàn)坡岸生態(tài)修復，具有很好的效果，值得廣泛推廣。