城市河道中生態(tài)護(hù)坡研究分析

施穩(wěn)萍 樊婧妍 陳見青 陸耀林 蔡聰

1太倉(cāng)市水利局 江蘇 太倉(cāng) 215400

2蘇州市相城區(qū)水利局 江蘇 蘇州 215131

3花橋水利（水務(wù)）站 江蘇 蘇州 215332

4昆山市水利水務(wù)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站 江蘇 蘇州 215300

0 導(dǎo)語(yǔ)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，為了防洪、灌溉、固坡等需要，城市中河道開始裁彎取直、護(hù)岸硬化等工程作業(yè)。道路、住宅等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，也形成了大量斷頭或者僅箱涵連接的河道系統(tǒng)，河流的自凈能力大為降低，破壞了河道生態(tài)系統(tǒng)的完整性。與此同時(shí)，城市中大量生活與工業(yè)污水排入河道，也加劇了水環(huán)境的污染程度。

近年來(lái)，隨著水環(huán)境問題的重視程度加深，城市及鄉(xiāng)村開始嘗試建設(shè)各類生態(tài)護(hù)坡，以期改善河道生態(tài)系統(tǒng)、治理水環(huán)境污染。本文結(jié)合我國(guó)河道生態(tài)護(hù)坡的使用現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外生態(tài)護(hù)坡的研究進(jìn)展，分析各類生態(tài)護(hù)坡的利弊，為河道的生態(tài)治理提供參考。

1 生態(tài)護(hù)坡的分類介紹

生態(tài)護(hù)坡應(yīng)是“既滿足河道體系的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，又有利于河道系統(tǒng)恢復(fù)生態(tài)平衡”的系統(tǒng)工程。

國(guó)外一般把生態(tài)護(hù)坡定義為：“用活的植物，單獨(dú)用植物或者植物與土木工程措施和非生命的植物材料相結(jié)合,以減輕坡面的不穩(wěn)定性和侵蝕?！?/p>

生態(tài)護(hù)坡的常見類型主要有植物護(hù)坡、生態(tài)袋護(hù)坡、抗沖生物毯護(hù)坡、鉸接式砌塊護(hù)坡、拋石護(hù)岸、格賓網(wǎng)護(hù)坡等。

1.1 植物護(hù)坡

生態(tài)河道中的植物護(hù)坡，就是采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，按一定方式和方向排列，扦插、種植或掩埋在邊坡的不同位置。在植物群落生長(zhǎng)和建群過程中加固穩(wěn)定邊坡，控制水土流失和實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)。

植物護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)顯而易見，生態(tài)效應(yīng)好，美觀度也較佳，自古以來(lái)河流均為自然護(hù)坡，人們對(duì)其的親近度也較高。植物護(hù)坡缺點(diǎn)為岸坡牢固度不高，易出現(xiàn)水土流失及岸坡侵蝕等狀況，對(duì)岸坡房屋、船只航行等有一定影響，也有一定防洪隱患。

1.2 生態(tài)袋護(hù)坡

生態(tài)袋護(hù)坡又名植生袋護(hù)坡、綠化袋護(hù)坡等，主要由生態(tài)袋、三聯(lián)排水聯(lián)結(jié)扣等材料構(gòu)成。生態(tài)袋采用環(huán)保型材料無(wú)紡布等制作，具有抗紫外線、抗老化、抗酸堿鹽、抗微生物侵蝕等物理化學(xué)特性，多用于高速公路等的生態(tài)防護(hù)，也被應(yīng)用于河道護(hù)坡中。

生態(tài)袋護(hù)坡具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，抗紫外線性能優(yōu)，耐用性較長(zhǎng)，透水性與透氣性佳、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。生態(tài)袋護(hù)坡的缺點(diǎn)為相比混凝土護(hù)坡而言，穩(wěn)固性和抗沖刷性相對(duì)較差，植物穿透性及耐用性受袋子材料和質(zhì)量的影響極大。

1.3 抗沖生物毯護(hù)坡

抗沖生物毯是近年來(lái)從國(guó)外引進(jìn)的新型護(hù)坡防護(hù)材料。是由復(fù)合纖維織物、反濾土工布與多樣化草種、草皮等配套的一體化新型生態(tài)護(hù)坡材料，在防止河道堤岸水力侵蝕、土壤流失的同時(shí)，可達(dá)到邊坡生態(tài)修復(fù)、景觀綠化的功效。

抗沖生物毯護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)為生態(tài)效益較好，和以前使用的混凝土、塊石等護(hù)岸工程相比有施工簡(jiǎn)單方便、縮短工期以及降低工程造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)為植物生長(zhǎng)初期較為脆弱，且抗沖流速小，抗沖生物毯護(hù)坡的生產(chǎn)廠家也較少。

1.4 鉸接式砌塊護(hù)坡

鉸接式砌塊護(hù)坡，又稱鉸接式混凝土砌塊護(hù)坡、鉸接式生態(tài)護(hù)坡塊，是由鋼纜或纜繩相互連接的一組尺寸、重量一致的連鎖型預(yù)制混凝土塊形成的連鎖型矩陣，適用于中小水流情況下的土壤侵蝕控制。

鉸接式砌塊護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效防止波浪的沖刷作用，減少水土流失。開孔式砌塊能夠生長(zhǎng)部分植物、為水生動(dòng)物繁衍提供一定空間，有一定的生態(tài)效應(yīng)，生產(chǎn)廠家較多。缺點(diǎn)是相比植物護(hù)坡而言，生態(tài)效應(yīng)稍差，植物覆蓋面積有限。

1.5 拋石護(hù)岸

拋石護(hù)岸是將石塊等拋至水邊形成的較為簡(jiǎn)單的護(hù)岸型式。拋石護(hù)岸是傳統(tǒng)護(hù)岸型式之一，較為原生態(tài)，石塊間含有較多空隙，可成為魚類產(chǎn)卵及其它水生動(dòng)植物的棲息場(chǎng)所。

拋石護(hù)岸的優(yōu)點(diǎn)是防沖促淤效果好、取材豐富、施工簡(jiǎn)便、工程造價(jià)低、生態(tài)效應(yīng)好。拋石護(hù)岸缺點(diǎn)為塊石易發(fā)生位移、影響河岸穩(wěn)定性，防洪堤如果緊鄰河岸，一旦崩退可能帶來(lái)災(zāi)難性后果。

1.6 格賓網(wǎng)護(hù)坡

格賓網(wǎng)護(hù)坡，是將抗腐蝕、耐磨損、高強(qiáng)度的低碳高強(qiáng)鍍鋅鋼絲，外表涂塑料高分子優(yōu)化樹脂模(PVC)，用六角網(wǎng)捻網(wǎng)機(jī)編織鋼線，形成不同規(guī)格矩形籠子，籠內(nèi)填石頭等填充物的結(jié)構(gòu)。

16世紀(jì)開始，歐洲采用柳條籃作為“格賓網(wǎng)”，而現(xiàn)代的格賓石籠通常是由金屬金屬網(wǎng)編制而成的六邊形蜂巢型網(wǎng)箱，中間被橫格柵分成幾個(gè)部分，橫格柵的多少由石籠大小決定。

格賓網(wǎng)護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)為強(qiáng)度和耐久性較高、有較強(qiáng)透水性和穩(wěn)定性，有一定的生態(tài)效應(yīng)。格賓網(wǎng)護(hù)坡的缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)中存在較多空隙，水長(zhǎng)期滲流、沖刷，對(duì)護(hù)岸穩(wěn)定性有一定的影響，其坡面植物較難生長(zhǎng)，相比植物護(hù)坡而言，生態(tài)效應(yīng)較差。

2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

2.1 國(guó)外研究進(jìn)展

國(guó)外對(duì)生態(tài)護(hù)坡的研究更為系統(tǒng)和深入，并有大量生態(tài)護(hù)坡應(yīng)用到實(shí)際工程中。Aubertin G M以美國(guó)俄亥俄州馬斯京根流域的一個(gè)中等陡峭的南-西南向斜坡為研究對(duì)象，通過分析6個(gè)研究點(diǎn)的植物（混合硬木為主），研究自然孔徑及大孔徑土壤中的植物對(duì)表層水運(yùn)動(dòng)的影響。Li Ming-Han、Eddleman K E基于美國(guó)河流的生態(tài)脆弱性，嘗試介紹使用生物技術(shù)方法而非傳統(tǒng)工程方法以提高河岸的穩(wěn)定性。Mulia A Y、Prasetyorini L A以安邦流域?yàn)槔?，介紹了不同的生態(tài)護(hù)坡形式，以及該種護(hù)坡對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，表明農(nóng)地與居住地需采用不同護(hù)坡形式，且不同護(hù)坡之間的組合可以有利于邊坡的穩(wěn)定性。Ramli M、 Karasu T J等嘗試使用格賓網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)防止洪水對(duì)橋墩和橋臺(tái)的沖刷、侵蝕，并通過試驗(yàn)分析、研究不同造型和尺寸的格賓網(wǎng)石籠裝置的應(yīng)用效果。

2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

我國(guó)近幾年在生態(tài)護(hù)坡上做了大量研究，也有大量生態(tài)護(hù)坡被引入到河道護(hù)坡整治工程中。

劉世奇等分析了植物護(hù)坡的力學(xué)機(jī)理，并介紹了植物護(hù)坡技術(shù)相對(duì)于工程護(hù)坡技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。趙廣琦、奉樹成等以上海市浦東新區(qū)機(jī)場(chǎng)鎮(zhèn)的生態(tài)河道示范工程為例，探討了植物護(hù)坡技術(shù)在生態(tài)河道岸坡修復(fù)中的應(yīng)用及其生態(tài)效應(yīng)，分述了全系列生態(tài)護(hù)坡、土壤生物工程護(hù)坡及復(fù)合式生物穩(wěn)定技術(shù)這三類植物護(hù)坡的技術(shù)特性和優(yōu)缺點(diǎn)。王玲玲分別從植被的水文效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)方面分述了植被護(hù)坡的機(jī)理，指出其兼具穩(wěn)定邊坡、防止侵蝕及環(huán)保效應(yīng)。

邱從維介紹了生態(tài)袋護(hù)岸技術(shù)在邵武市同青溪山口楓葉塘河岸防護(hù)工程中的應(yīng)用，通過比較幾種常見護(hù)岸的優(yōu)缺點(diǎn)，闡明了以生態(tài)袋加網(wǎng)箱相結(jié)合形成生態(tài)袋柔性邊坡系統(tǒng)具有的生態(tài)優(yōu)勢(shì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。欽志強(qiáng)、祝卓等介紹了柔性生態(tài)袋的特點(diǎn)，并通過桐鄉(xiāng)市無(wú)量橋港生態(tài)堤岸試驗(yàn)工程柔性生態(tài)袋的應(yīng)用實(shí)例闡明了在確保防洪安全的同時(shí)，柔性生態(tài)袋護(hù)坡對(duì)恢復(fù)河道的生態(tài)環(huán)境具有良好的效果。彭超、劉穎卓簡(jiǎn)述了生態(tài)袋的特點(diǎn)，并從生態(tài)袋力學(xué)性能、植生性能、老化性能分述了生態(tài)袋與生態(tài)護(hù)坡工程質(zhì)量的聯(lián)系。

李國(guó)培以朔州市神頭泉水源保護(hù)工程為例，介紹了抗沖生物毯護(hù)坡的優(yōu)缺點(diǎn)，提出將抗沖生物毯與格賓網(wǎng)護(hù)坡結(jié)合，坡面采用抗沖生物毯防護(hù)，坡腳、坡頂用格網(wǎng)石籠等硬質(zhì)材料壓固、保護(hù)的方式整治邊坡、修復(fù)水生態(tài)。

王璐、宓永寧等分析了傳統(tǒng)剛性護(hù)坡和柔性護(hù)坡的缺陷，提出了鉸接式護(hù)坡系統(tǒng)的特性及優(yōu)勢(shì)，介紹了鉸接式護(hù)坡系統(tǒng)的應(yīng)用前景。顏建, 莊前斌等介紹了鉸接式生態(tài)護(hù)坡塊的植物修復(fù)機(jī)理、綜合生態(tài)效能、使用植被品種的選擇等。

毛佩郁、毛昶熙等根據(jù)河灣迎流頂沖位置和河床沖深，確定拋石護(hù)岸范圍和優(yōu)選護(hù)岸護(hù)底方案，并對(duì)拋石護(hù)岸所應(yīng)用的土工織物濾層的規(guī)格和國(guó)外典型實(shí)例作了介紹。徐錫榮、唐洪武等結(jié)合長(zhǎng)江南京河段的河道特性及護(hù)岸現(xiàn)狀，選取若干護(hù)岸型式進(jìn)行比較試驗(yàn)，表明拋石護(hù)岸效果較好但有一定局限性，四面六邊體框架群護(hù)岸透水、穩(wěn)定、減速促淤效果明顯。

李宇、陳堯隆從格賓石籠的發(fā)展、演變?nèi)胧?，介紹了格賓石籠結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了石籠結(jié)構(gòu)不同破壞形式的預(yù)防和補(bǔ)強(qiáng)措施。廖可陽(yáng)、黃倫超等介紹了格賓柔性護(hù)岸材料的結(jié)構(gòu)組成、分類，并對(duì)其護(hù)岸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特性分析和歸納總結(jié)，同時(shí)介紹了若干工程應(yīng)用實(shí)例。

3 我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀與不足之處

近年來(lái)，隨著水環(huán)境問題的日益突出，有大量學(xué)者開始著手研究生態(tài)護(hù)坡，生態(tài)護(hù)坡也開始逐漸應(yīng)用到我國(guó)的城市水環(huán)境治理中，成果頗豐。但是，由于基礎(chǔ)薄弱，新建生態(tài)護(hù)坡投資較大、城市舊有河道改造較為困難，工業(yè)的發(fā)展與水環(huán)境保護(hù)也存在著一定的矛盾和沖突，城市河道的水環(huán)境狀況并沒有得到較大幅度的改善，局部地區(qū)的河道水環(huán)境狀況甚至有所惡化。為了改善河道水環(huán)境、提升居住環(huán)境質(zhì)量，必須加快生態(tài)護(hù)坡以及其它水體修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用。

需要指出的是，在河道水環(huán)境的治理過程中，單純對(duì)城市河道進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡的新建或改造，對(duì)提升水質(zhì)指標(biāo)、改善水體自凈能力仍有欠缺。一段河道有其整體性，屬于河流的一部分，從更大尺度來(lái)講，是流域的組成部分之一，其包含河、湖等水生態(tài)系統(tǒng)。只有從整體出發(fā)，吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)治河經(jīng)驗(yàn)，通盤考慮，在節(jié)污、清淤、生態(tài)護(hù)坡興建或改造等工程措施并且盡量不影響防洪、通航、岸坡穩(wěn)定等河道傳統(tǒng)功能的前提下，在河道中種植水生植物，投放魚、蝦、螺螄等水生動(dòng)物，并通過曝氣增氧、生物膜凈化等措施，來(lái)恢復(fù)生物多樣性、提高水體自凈能力及水環(huán)境承載量。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的推進(jìn)，以及新型城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求，生態(tài)護(hù)坡的研究與應(yīng)用也顯得愈發(fā)重要。我國(guó)在水環(huán)境治理與水生態(tài)修復(fù)方面與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的差距甚大，必須借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的治水經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)先進(jìn)的治水理念與設(shè)備，發(fā)展和培養(yǎng)更多的治水團(tuán)隊(duì)，才能逐步改善水環(huán)境，盡快實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化。

我國(guó)民眾對(duì)水體污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有加大宣傳力度、喚醒民眾保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，讓人們真正重視起環(huán)境污染對(duì)可持續(xù)發(fā)展的影響，才能徹底扭轉(zhuǎn)環(huán)境治理的不利條件。

作者簡(jiǎn)介：姓名：施穩(wěn)萍，出生年月：1985.1，性別：女 ，民族：漢，籍貫： 江蘇姜堰，職稱：工程師，學(xué)位：碩士，研究方向：水生態(tài)系統(tǒng)演化機(jī)理、流域水土保持與生態(tài)修復(fù)。