河道護(hù)坡向生態(tài)化發(fā)展探析

張正陽(yáng)，徐 超，馮東利

（天津市引灤工程潮白河管理處，天津 301800）

河道護(hù)坡指的是防止河流、河道邊坡受水流沖刷，在坡面上所做的各種鋪砌和栽植的統(tǒng)稱。河道護(hù)坡工程的發(fā)展是人類在與江河長(zhǎng)期斗爭(zhēng)的實(shí)踐中不斷探索出一些適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件的模式，同一河流的上游與下游、同一國(guó)家的北方與南方、發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家都有所不同。不僅如此，在不同的時(shí)代，人們對(duì)河道堤防護(hù)坡的認(rèn)識(shí)和要求也不相同。人們過(guò)去比較注重河道的行洪速度、河道沖刷、水土保持等因素，如今隨著“尊重自然、恢復(fù)自然”理念的深入，在保證河道原有功能的基礎(chǔ)上，更多地把注意力轉(zhuǎn)向生態(tài)和景觀。特別是在嚴(yán)重的水污染引發(fā)了新的治水理念條件下，為減少水污染，與自然環(huán)境相適應(yīng)的生態(tài)護(hù)坡型式脫穎而出，并日益受到重視。

1 傳統(tǒng)河道護(hù)坡的型式及影響

1.1 護(hù)坡型式

傳統(tǒng)的河道護(hù)坡和結(jié)構(gòu)形式是在一定歷史條件下形成的。從河道整治的角度看，河道的主要功能是航運(yùn)、排灌和調(diào)蓄等，因此一般對(duì)河道邊坡采取一定的支擋、加固與防護(hù)措施，主要有重力式擋墻、扶壁式擋墻、懸臂式擋墻、板肋式錨桿擋墻支護(hù)等形式，主要采用混凝土、塊石等比較長(zhǎng)期耐用堅(jiān)硬材料。

1.2 護(hù)坡影響

毋庸置疑，傳統(tǒng)的河道護(hù)坡在約束水的行為、防止水土流失方面發(fā)揮了重要作用，為廣大人民創(chuàng)造了一個(gè)相對(duì)安全的生活和發(fā)展空間。但是，其在對(duì)保護(hù)水的自然清潔和維持人與水環(huán)境的和諧方面有所欠缺。一是對(duì)景觀環(huán)境的影響。整齊劃一的河道斷面與現(xiàn)代人們追求的回歸自然的景觀需求不相一致。昔日的碧水蕩漾、青草幽幽、白帆點(diǎn)點(diǎn)的景象被堅(jiān)固的護(hù)坡和擋墻破壞得無(wú)影無(wú)蹤，人們只能越過(guò)灰白高聳的混凝土擋墻才能看到有幾條混凝土駁船在污濁黑臭的河道里發(fā)出噪人的嘟嘟聲，這與現(xiàn)代城市河道周邊的現(xiàn)代或古典的建筑物都極不相稱，與周圍環(huán)境也極不協(xié)調(diào)。二是對(duì)生態(tài)的破壞。傳統(tǒng)的護(hù)坡工程將整個(gè)河岸表面封閉起來(lái)，隔絕了土壤與水體之間的物質(zhì)交換，生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈被斷開(kāi)，使土壤和水體中的生物失去了賴以生存的環(huán)境，河水自凈能力大為降低，水質(zhì)可能惡化，沿河野生生物種類減少。三是對(duì)居民生存環(huán)境的影響。傳統(tǒng)的混凝土護(hù)坡在施工中均不同程度地使用了一些添加劑，如抗凍劑、膨脹劑等，這些添加劑在水中發(fā)生反應(yīng)，對(duì)水質(zhì)和水環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。岸坡沒(méi)有天然植物作為屏障，會(huì)使岸邊的垃圾輕易入水，造成污染。同時(shí)，沒(méi)有綠色的傳統(tǒng)護(hù)坡使河道失去了原有的生機(jī)。

2 河道生態(tài)護(hù)坡的內(nèi)涵及技術(shù)

2.1 護(hù)坡內(nèi)涵

河道生態(tài)護(hù)坡是一個(gè)系統(tǒng)的含義，首先是護(hù)坡，其次是生態(tài)。具體內(nèi)涵一般包括6個(gè)方面。第一，生態(tài)護(hù)坡在滿足行洪排澇要求的基礎(chǔ)上，保證岸坡的穩(wěn)定，防止水土流失；第二，它是開(kāi)放式的系統(tǒng)，是與周圍生態(tài)系統(tǒng)密切聯(lián)系的，不斷與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)交換；第三，它是動(dòng)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(dòng)態(tài)平衡；第四，它是動(dòng)力式的系統(tǒng)，水流對(duì)岸坡有沖刷作用，岸坡對(duì)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；第五，它是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，與其他生態(tài)系統(tǒng)之間是相互協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展的，它的生態(tài)功能好壞直接影響其他生態(tài)子系統(tǒng)功能的發(fā)揮，甚至還會(huì)破壞其他生態(tài)系統(tǒng)；第六，它是可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)。

2.2 護(hù)坡技術(shù)

從北京、上海、廣州等城市的河道整治實(shí)踐中可以看出，目前主要采取以下幾種生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。

（1）植物護(hù)坡：采用發(fā)達(dá)根系植物進(jìn)行護(hù)坡固土，既可以達(dá)到固土保沙、防止水土流失的目的，又可以滿足生態(tài)環(huán)境的需要。但是，此種方式在當(dāng)年易被雨水沖刷形成深溝，護(hù)坡效果差。而且，不宜在水下、行洪流速超過(guò)3 m/s的土堤迎水坡面和河流彎道等重點(diǎn)地段采用。

（2）土工材料固土種植基護(hù)坡：土工材料固土種植基可分為土工網(wǎng)墊固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。土工網(wǎng)墊固土種植基，主要由聚丙烯等高分子材料制成的網(wǎng)墊和種植土、籽等組成。固土網(wǎng)墊是由多層非拉伸網(wǎng)和雙向拉伸平面網(wǎng)組成，在多層網(wǎng)的交接點(diǎn)經(jīng)熱熔后粘接，形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)墊。該網(wǎng)墊質(zhì)地疏松、柔韌，有合適的高度和空間，可充填并存儲(chǔ)土壤和沙粒。植物的根系可以穿過(guò)網(wǎng)孔均衡生長(zhǎng)，長(zhǎng)成后的草皮可使網(wǎng)墊、草皮、泥土表層牢固地結(jié)合在一起。此種方式比單純植物護(hù)坡抗雨水沖刷效果稍好，但仍難以抵御較大水流侵蝕。

（3）鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基：鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基主要由鍍鋅或噴塑鐵絲網(wǎng)籠裝碎石、肥料及種植土組成。鍍鋅鐵絲網(wǎng)籠容易銹蝕，在河道護(hù)坡方面一般不宜選用，而應(yīng)選用耐銹蝕的噴塑鐵絲網(wǎng)籠。鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是它比較適合于流速大的河道，抗沖刷能力強(qiáng)、整體性好、適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)，避免了預(yù)制的混凝土塊體護(hù)坡的整體性差和現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡與模袋混凝土護(hù)坡適應(yīng)地基變形能力差的弱點(diǎn)，同時(shí)又能滿足生態(tài)型護(hù)坡的要求，即使進(jìn)行全斷面護(hù)砌生物與微生物都能照樣生存。而且，鐵絲網(wǎng)籠可以做成不同形狀，既可以用作護(hù)坡，又可以做成砌體擋土墻。

（4）土工格柵固土種植基：主要是土工格柵進(jìn)行土體加固，并在邊坡上植草固土。土工格柵是以聚丙烯、高密度聚乙烯為原料經(jīng)擠壓、拉伸而成的，有單向、雙向土工格柵之分。設(shè)置土工格柵，增加了土體摩阻力，同時(shí)土體中的孔隙水壓力也迅速消散，所以增加了土體整體穩(wěn)定和承載力。而且，由于格柵的錨固作用抗滑力矩增加，草皮生根后草、土、格柵形成一體，更加提高了邊坡的穩(wěn)定性。

（5）植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡：植被型生態(tài)混凝土由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、適量的細(xì)摻和料組成，是植被型生態(tài)混凝土的骨架，具有較高透氣性，在很大程度上保持了被保護(hù)土與空氣間的濕、熱交換能力。保水材料以有機(jī)質(zhì)保水劑為主，并摻入無(wú)機(jī)保水劑混合使用，為植物提供必需的水分。表層土鋪設(shè)于多孔混凝土表面，形成植被發(fā)芽空間，減少土中水分蒸發(fā)，提供植被發(fā)芽初期的養(yǎng)分，防止草生長(zhǎng)初期混凝土表面過(guò)熱。植被型生態(tài)混凝土對(duì)水流具有較好的抗沖刷性能，上面的覆草具有緩沖性能。這種護(hù)坡受水位驟降的影響較小；在季節(jié)性寒冷地區(qū)，有利于排出和降低被保護(hù)土內(nèi)含水量，減少凍害破壞。

（6）高性能土壤固化劑護(hù)坡：固化劑是以水泥為主體摻入特殊的激發(fā)元素制成的，其作用機(jī)理主要是固化劑中的水分子調(diào)節(jié)劑與土壤中的水分子形成化學(xué)鍵，對(duì)水分子有很強(qiáng)的吸咐作用，利用土壤穩(wěn)定固化（其中含有微晶核），通過(guò)晶核配位在土顆?？紫吨猩舍槧罹w，填充土體孔隙，形成骨架結(jié)構(gòu)，固化劑中的固化分子通過(guò)交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高土壤的抗壓、抗?jié)B、抗折等性能指標(biāo)。

3 天津市引灤明渠潮白河段兩岸綠化現(xiàn)狀及效果

隨著近年來(lái)社會(huì)對(duì)水利工程生態(tài)影響問(wèn)題的爭(zhēng)論，決策者和建設(shè)者已經(jīng)清醒認(rèn)識(shí)到，引灤輸水明渠不僅需要全面護(hù)砌、維修加固、封閉管理，更為關(guān)鍵的是輸水工程不能再是“與世隔絕”的簡(jiǎn)單渠道，而應(yīng)成為與周邊環(huán)境融為一體的生態(tài)工程。

以潮白河管理處管轄段輸水明渠為例，輸水明渠全長(zhǎng)34.2 km，渠道兩岸共栽植各種樹(shù)木40余萬(wàn)株，有各種喬木、灌木、果樹(shù)、綠籬等30多個(gè)品種，總綠化面積達(dá)303萬(wàn)m3。輸水明渠兩岸綠化的實(shí)施得到了以下幾方面的成效：一是減少水土流失。以往堤岸植被很少，黃土裸露，一遇降雨，大堤被雨水沖刷成條條水溝，泥土被卷進(jìn)河床里，造成河道淤積?，F(xiàn)在綠化覆蓋率達(dá)到百分之百，明渠兩岸林成網(wǎng)、樹(shù)成行，既保土固沙，又美化了環(huán)境，形成了河道、樹(shù)木、景觀小品、護(hù)網(wǎng)一體化的景觀效果。二是凈化空氣。輸水明渠成了天然的大氧吧，對(duì)減少水量蒸發(fā)和水質(zhì)保護(hù)十分有利。三是綠化獲得經(jīng)濟(jì)效益。兩岸的果樹(shù)、喬木、灌木，不久就可結(jié)果或成材，將是一筆可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

生態(tài)護(hù)坡不僅具有傳統(tǒng)護(hù)坡的功能，而且還融入了生態(tài)、景觀、文化等多方面內(nèi)容，從而可以實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。選擇具有適用性、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量效益的生態(tài)護(hù)坡，是人類“尊重自然，恢復(fù)自然”的必然發(fā)展趨勢(shì)。