貴州山區(qū)中小河流治理護(hù)岸形式探討

鄧文強(qiáng)，楊貞貞

(貴州省水利科學(xué)研究院，貴陽 550002)

0 前 言

貴州是一個(gè)唯一沒有平原的省份，地形多為山區(qū)，省內(nèi)河道普遍為山區(qū)河流，山區(qū)河道坡降大，陡漲陡落，河岸沖刷嚴(yán)重，導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，河道污染嚴(yán)重。山區(qū)河流這一特殊地形，給貴州中小河流治理帶來了很多難題。近年來國(guó)家對(duì)中小河流治理逐漸加大，貴州也趕上了國(guó)家的步伐，中小河流也逐年增多，因此尋找適合貴州山區(qū)中小河流治理方法尤為重要。

隨著城市發(fā)展以及人民生活水平的提高，人民對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)漸漸增高，河道生態(tài)環(huán)境治理被提上了議程。在“十三五”規(guī)劃中，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和治理將被重點(diǎn)提出。目前，從傳統(tǒng)工程措施到盛行回歸自然河道的治理措施，護(hù)岸逐漸成為工程及治理措施的重中之重?，F(xiàn)在貴州中小河流治理的護(hù)岸邊坡形式主要有：混凝土柵格草皮護(hù)坡、重力式混凝土擋墻，重力式漿砌石擋墻、干砌石護(hù)坡，邊坡性生態(tài)防護(hù)技術(shù)、綠格防護(hù)工程技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)，生態(tài)袋護(hù)坡等一系列修復(fù)技術(shù)。除此之外，也可以采用天然土質(zhì)岸坡、自然邊坡、植樹造林、種草等常規(guī)的生態(tài)技術(shù)措施。這些方法既防止部分水土流失，美化環(huán)境，同時(shí)也對(duì)河道水質(zhì)的改善提供了有利條件。

1 貴州省山區(qū)中小型河道的特點(diǎn)

貴州省河流分別屬于長(zhǎng)江流域以及珠江流域，其中：長(zhǎng)江流域面積11.5萬km2，占土地總面積65.7%；珠江流域面積6.1萬km2，占土地總面積34.3%。全省中小河流眾多，主要分布在長(zhǎng)江流域的橫江水系、綦江水系、烏江水系、沅江水系和珠江流域的有南盤江水系、北盤江水系、紅水河水系及柳江水系。

貴州山區(qū)中小型河道的主要特點(diǎn)為：①流域面積小，河道短，坡降大，河道下游坡降小；②河床部分較松散，河流泄流能力差；③水土流失嚴(yán)重；④暴雨集中，水位暴漲暴落，流量較大；⑤由于人為破壞，河道污染嚴(yán)重。

2 貴州中小型河流護(hù)岸形式

為解決河道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，中小河流治理工程中常使用傳統(tǒng)護(hù)岸形式，如混凝土、漿砌石等，盡管這些傳統(tǒng)的護(hù)岸形式可以滿足穩(wěn)定要求，但是由于其剛性的襯砌結(jié)構(gòu)上無植被及不透水性，導(dǎo)致水環(huán)境的惡化，滿足不了日益增長(zhǎng)的生態(tài)理念。在此，提出貴州小型河道護(hù)岸形式。

針對(duì)貴州省山區(qū)中小型河道的特點(diǎn)，結(jié)合目前河道護(hù)岸的處理措施，下面闡述護(hù)岸形式對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的影響分析。通過總結(jié)貴州山區(qū)中小河道護(hù)岸形式，嚴(yán)密結(jié)合“十三五”規(guī)劃的文件要求，提出適合貴州山區(qū)河道的理想護(hù)岸形式，為貴州河道治理工程提供參考依據(jù)和理論研究。

2.1 傳統(tǒng)護(hù)岸形式

由于受資金、技術(shù)以及認(rèn)識(shí)水平的限制，貴州山區(qū)中小河流通常使用傳統(tǒng)的護(hù)岸形式。傳統(tǒng)的護(hù)岸形式由水泥、砂漿、漿砌石、石料、混凝土及瀝青等主要建筑材料構(gòu)成。在直立式護(hù)岸中，混凝土及漿砌石等高強(qiáng)度的人工材料得到了大量應(yīng)用。傳統(tǒng)護(hù)岸將硬性材料直接應(yīng)用于河道，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗沖刷性好，但破壞了周邊的生態(tài)系統(tǒng)，使得原始河岸生物系統(tǒng)受到破壞，土體與水體的關(guān)系割斷，將河道中的生物、微生物與陸域生物接觸，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。

傳統(tǒng)護(hù)岸治理河道中存在的諸多負(fù)面影響，影響如下：

2.1.1 河道生態(tài)系統(tǒng)比較差

在水力計(jì)算中，為了滿足最小的水力半徑和糙率，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上通常將河道渠道化，采用硬性材料，在使用功能上側(cè)重重力式防洪堤護(hù)岸，因此，大多數(shù)河道呈現(xiàn)出“平面化”、“直線化”，改變?cè)瓉砗拥赖奶烊粻顟B(tài)，導(dǎo)致河道流域生物物種變少。

2.1.2 河流生態(tài)系統(tǒng)破壞

傳統(tǒng)護(hù)岸形式阻隔生物在河道處進(jìn)行生態(tài)活動(dòng)，影響生物的多樣性。許多污染河道一般會(huì)使用引水沖刷、截污分流的方式，盡管通過這些方式可以降低河道污染，但在一定程度上增加了接納污水的污染負(fù)荷，過度的開挖河道已經(jīng)損害該處原生物的生活環(huán)境和水體結(jié)構(gòu)，最終致使河道流域的生態(tài)體系癱瘓。

2.1.3 裁彎取值，改變了自然流態(tài)

山區(qū)河道具有彎曲的流態(tài)，但傳統(tǒng)護(hù)岸形式一般都是具有直線化的特點(diǎn)，這必將改變水流流態(tài)，不能順其自然。將河道裁彎取直后，河道的坡度增加，長(zhǎng)度減小，會(huì)導(dǎo)致河道流速增大，下游泥沙增多等不利情況，同樣也會(huì)給河道和河道周圍的環(huán)境帶來影響。

2.2 新型生態(tài)護(hù)岸形式

河道治理與人民生活緊密聯(lián)系，且受到國(guó)家政府的高度重視。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平提高，對(duì)環(huán)境的要求日益增高，因此，河道治理的形式應(yīng)更多加入生態(tài)的元素。特別是生態(tài)保護(hù)比較好，開發(fā)較晚，旅游資源豐富，山清水秀的多彩貴州，中小河流的治理形式也應(yīng)該由傳統(tǒng)的護(hù)坡形式逐步轉(zhuǎn)換成新形勢(shì)下的生態(tài)護(hù)岸形式。生態(tài)護(hù)岸是利用綠色植物或者綠色植物與施工環(huán)境結(jié)合起來，對(duì)河道岸坡進(jìn)行防護(hù)處理，盡量使河流保持自然狀態(tài)與沿河兩岸景觀相結(jié)合，盡可能恢復(fù)河道功能，促進(jìn)防洪、生態(tài)、景觀、自凈和諧。

2.2.1 生態(tài)袋護(hù)岸

生態(tài)袋技術(shù)是目前一項(xiàng)新興的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，它是一種由聚丙烯(PP)或者聚酯纖維(PET)為原材料制成的雙面熨燙針刺無紡布加工而成的袋子，施工時(shí)在袋內(nèi)填充種植土，然后平鋪在處理好的河道邊坡上，生態(tài)袋之間采用連接扣連接，形成一個(gè)整體，然后在生態(tài)帶覆蓋一層10cm左右的種植土，在種植土上播上草種，隨著時(shí)間的推移，草生長(zhǎng)起來，草跟深入生態(tài)袋，使之形成一個(gè)整體，從而增強(qiáng)了河道邊坡的穩(wěn)定性。同時(shí)也綠化了河道，美化了環(huán)境，達(dá)到人水和諧[1]。

生態(tài)袋具有抗老化、高強(qiáng)度、耐酸堿、無毒、不降解等特點(diǎn)，其壽命較長(zhǎng)，可達(dá)70a以上，使用后可完全回收，其綠化效果更是長(zhǎng)期穩(wěn)固。生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)首次被科技部推廣，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于邊坡生態(tài)防護(hù)工程中。

生態(tài)袋護(hù)岸工程適用于各小流域河道、湖泊、水庫岸坡。北京植物園湖區(qū)初始護(hù)坡形式為混凝土柱護(hù)坡和隨自然地形漫坡入水兩種形式，長(zhǎng)期受到湖水侵泡與沖刷，導(dǎo)致岸坡土壤流失嚴(yán)重，植物園區(qū)的整體性受到破壞，整體水域景觀效果受到破壞。采用生態(tài)袋技術(shù)對(duì)湖區(qū)岸坡進(jìn)行修護(hù)后，恢復(fù)了受損的駁岸，為生物提供了土壤基質(zhì)，與周邊人文、自然生態(tài)環(huán)境融合。

近年來，貴州山區(qū)中小河流治理中也時(shí)有應(yīng)用，如白云區(qū)麥架河治理工程，凱里市鴨塘河治理工程，龍里縣谷龍河治理工程，貴定縣的尤溪河治理工程中都采用了生態(tài)袋護(hù)坡形式，實(shí)施后效果良好，河道岸坡穩(wěn)定，滿足防洪及生態(tài)要求。

2.2.2 生態(tài)網(wǎng)格護(hù)岸

生態(tài)網(wǎng)格也稱為格賓網(wǎng)，采用特定材料編制成網(wǎng)箱并填充石料形成的一種防護(hù)結(jié)構(gòu)，抗腐蝕、耐磨損，強(qiáng)度高。河道生態(tài)網(wǎng)格中裝有碎石、肥料及種植土組成。填充的石料間的孔隙逐漸被泥土填充，因此植物可深深生長(zhǎng)在泥土中。目前該技術(shù)適應(yīng)于河道地質(zhì)較差、易產(chǎn)生局部坍塌，流速大的河道。該結(jié)構(gòu)形式可保護(hù)河岸、又促進(jìn)水與土體之間的自然交換、增強(qiáng)水體自凈能力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定與景觀美化的結(jié)合。該技術(shù)結(jié)合護(hù)坡又可砌成擋墻，在平原河道工程中，此技術(shù)具有典型性。該技術(shù)在貴州山區(qū)河道中也有應(yīng)用，如劍河縣清水江劍河縣城河段防洪工程，該工程中大量使用了格賓網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)。運(yùn)行也很好。

2.2.3 植被型生態(tài)混凝土護(hù)岸

生態(tài)混凝土就是通過材料篩選、采用特殊工藝制造出來的具有特殊結(jié)構(gòu)與功能、能減少環(huán)境負(fù)荷，提高與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)，并能為環(huán)保做出貢獻(xiàn)的混凝土。生態(tài)混凝土護(hù)坡是利用混凝土具有相互貫通孔洞這一特性，實(shí)現(xiàn)地下水體的正常交往，同時(shí)混泥土面層的植物根系可通過孔洞進(jìn)入基礎(chǔ)土壤，起到加筋作用，進(jìn)一步增強(qiáng)防護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 也能形成良好的生態(tài)環(huán)境。

2.2.4 土工材料復(fù)合種植基護(hù)岸

土工材料復(fù)合種植基護(hù)岸技術(shù)包括土工格柵固土種植基、土工單元固土種植基、土工網(wǎng)墊固土種植基等多種形式。該技術(shù)是結(jié)合土工格柵和活性植物等工程材料，在坡面處建一個(gè)具有自身生長(zhǎng)能力的防護(hù)系統(tǒng)，由于土工材料的錨固作用，抗滑力矩增大，活性植物生根后，將土工材料、活性植物和土的優(yōu)勢(shì)完美結(jié)合起來。目前，這種護(hù)岸形式已被廣泛使用。

綜合上述傳統(tǒng)型護(hù)岸與生態(tài)型護(hù)岸的現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)如表1所示。

傳統(tǒng)型護(hù)岸與生態(tài)型護(hù)岸都屬治河防洪工程，兩種護(hù)岸形式都能滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，其主要區(qū)別在于：

1)景觀適宜性：生態(tài)護(hù)岸具有比較適宜的特點(diǎn)，可以提供與水和諧共處的開放式平臺(tái)，給人類提供優(yōu)美、健康、舒適的生態(tài)環(huán)境。

2)生態(tài)健康性：由于河道生態(tài)護(hù)岸自身具有較強(qiáng)的生物多樣性，與自然界形成健康的生物鏈，從而使得河道生態(tài)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

3)生態(tài)安全性：從環(huán)境學(xué)角度來說，生態(tài)護(hù)岸屬于一個(gè)對(duì)內(nèi)及對(duì)外的開放系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換。對(duì)于目前存在的水質(zhì)污染、底泥污染等問題具有較好的治理能力，同時(shí)，對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)不會(huì)構(gòu)成干擾、威脅和破壞。

表1 傳統(tǒng)護(hù)岸與新型生態(tài)護(hù)岸形式的比較

3 結(jié)論與展望

在貴州山區(qū)河道中護(hù)岸治理不僅需要滿足防洪要求，同時(shí)也需要考慮河道生態(tài)環(huán)境，河道景觀與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。在接下來的任務(wù)中，有必要建立有生態(tài)護(hù)岸生態(tài)功能的評(píng)價(jià)體系或標(biāo)準(zhǔn)，需要有完善的配套體系。否則很難以傳統(tǒng)的護(hù)岸形式相區(qū)別，建立的生態(tài)護(hù)岸形式也缺乏說服力。

生態(tài)型護(hù)岸比較適合貴州生態(tài)發(fā)展理念，但需依據(jù)具體河道河床的變化規(guī)律而采用具體的生態(tài)護(hù)岸形式，生態(tài)護(hù)岸在迎流頂沖或深泓靠岸、流速比較大的地方，應(yīng)需與傳統(tǒng)護(hù)岸形式相結(jié)合。

綜上看來，生態(tài)型護(hù)岸是傳統(tǒng)型護(hù)岸的改進(jìn)，是治河工程學(xué)科發(fā)展到相對(duì)高級(jí)階段的產(chǎn)物，是現(xiàn)代人渴求與自然和諧相處的需要，也是今后人水和諧發(fā)展的大趨勢(shì)。生態(tài)型護(hù)岸形式既源于傳統(tǒng)型形式的護(hù)岸，也有別于傳統(tǒng)型護(hù)岸形式，它是護(hù)岸工程技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的必然結(jié)果。隨著社會(huì)生態(tài)環(huán)保理念的深入，人們將不斷地提高對(duì)護(hù)岸工程生態(tài)環(huán)境效益的要求，因而傳統(tǒng)型護(hù)岸必然要向著生態(tài)型護(hù)岸方向發(fā)展。

[1]邱從維.生態(tài)袋護(hù)岸技術(shù)在邵武市同青溪河道治理中的應(yīng)用[J].水利科技,2010(01):23-24.