淺談傳統(tǒng)護(hù)岸向生態(tài)護(hù)岸之轉(zhuǎn)變

陳丹 楊文健 鐘世雄 蔡曉純 田麗珊

摘? 要：該文從功能要求、設(shè)計(jì)依據(jù)、建筑材料和水流特性4個(gè)方面分別闡述了傳統(tǒng)護(hù)岸與生態(tài)護(hù)岸的差別與轉(zhuǎn)變，提出傳統(tǒng)護(hù)坡向生態(tài)護(hù)坡轉(zhuǎn)變是人類與環(huán)境和諧共存的必然趨勢(shì)。但在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中也必須充分考慮它對(duì)水流水力特性的新影響，應(yīng)因地制宜根據(jù)河道的形態(tài)、植被種類和生長(zhǎng)環(huán)境等因素做好前期研究。

關(guān)鍵詞：生態(tài)? 植被? 斷面? 流速? 糙率

中圖分類號(hào)：U617 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（b）-0081-02

我國(guó)擁有眾多河流，河流數(shù)量在世界前列。我國(guó)的天然河流總長(zhǎng)加起來(lái)約有45萬(wàn)km。河流對(duì)人類而言是一把雙刃劍：一方面，提供了養(yǎng)育人類的條件;另一方面，非常容易產(chǎn)生問(wèn)題，對(duì)人類的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。河流產(chǎn)生的主要問(wèn)題有：岸灘沖刷引起塌岸，河道灘地水土流失，引起防洪堤岸的敏感性和危險(xiǎn)性上升，令河勢(shì)趨于不穩(wěn)定的狀態(tài)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成重大影響。因此，近年來(lái)對(duì)防洪護(hù)岸的關(guān)注度越來(lái)越高，越來(lái)越多專家學(xué)者對(duì)護(hù)岸的機(jī)理以及護(hù)岸型式進(jìn)行了研究和創(chuàng)新。

近年來(lái)，全國(guó)開(kāi)展了大規(guī)模的江河整治和防洪體系建設(shè)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增加，人們?cè)谧非笞o(hù)岸實(shí)用功能的同時(shí)，也對(duì)生態(tài)、景觀、親水等附屬功能提出了更高的要求，因此，防洪護(hù)岸的設(shè)計(jì)由原來(lái)的硬質(zhì)化護(hù)岸向軟質(zhì)化護(hù)岸轉(zhuǎn)變，即向生態(tài)護(hù)岸的轉(zhuǎn)變。

1? 功能要求之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的河流護(hù)岸工程主要功能有防治岸灘侵蝕、洪水決堤、漫溢以保障人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)安全;保證河流的過(guò)流能力，通航能力等功能。一般多為采用漿砌石、混凝土等材料構(gòu)筑的硬質(zhì)化護(hù)岸。由于其硬質(zhì)化的特點(diǎn)，不能很好地承擔(dān)水流與陸地之間緩沖段的過(guò)渡功能，破壞了生物棲息地環(huán)境，弱化了生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整體性，影響河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低河流的納污、自凈能力，從而引起環(huán)境與水質(zhì)的惡化，進(jìn)而威脅人類的健康生活。由于傳統(tǒng)護(hù)岸型式沿程固定，不會(huì)有較大的變化，河流棲息地幾乎不存在原有的多樣性，隨之降低了生物群落的多樣性，使河流及周邊逐漸失去生態(tài)性，破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的健康。

隨著人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)重視程度的提高以及最近提出的人與自然和諧發(fā)展的概念，生態(tài)護(hù)岸技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注，生態(tài)護(hù)岸不僅擁有傳統(tǒng)護(hù)岸保持河岸穩(wěn)定，防止岸坡侵蝕的功能，還能較好地承擔(dān)陸地與河流地過(guò)渡段功能，且兼具景觀性、生態(tài)性、生物性和安全性、穩(wěn)定性、工程性、耐久性，在使水流結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定的同時(shí)，提升工程的環(huán)境生物效應(yīng)和防洪護(hù)岸效應(yīng)，以達(dá)到一種水體、土體、生物與工程的多方面有機(jī)結(jié)合，形成利于生物生長(zhǎng)、環(huán)境自然代謝的自然結(jié)合狀態(tài)。

2? 設(shè)計(jì)依據(jù)之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的護(hù)岸工程以水力學(xué)最佳水力半徑的理論為基礎(chǔ)，依據(jù)的兩個(gè)原則是：（1）在相同的流量下，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的斷面。（2）在相同的斷面型式下，達(dá)到最大的流量。傳統(tǒng)護(hù)岸在結(jié)構(gòu)型式的選用上一般滿足斷面渠化和最小糙率這兩個(gè)要求，注重防洪固岸的功能性，很少考慮到河流的生態(tài)屬性，因此使河流的自然生態(tài)趨于不穩(wěn)，易遭破壞。

生態(tài)護(hù)岸則要在保證安全性[1]的基礎(chǔ)上，提出了以下3個(gè)方面更高的要求：（1）生物性[2-3]，本土的原生動(dòng)植物在工程的前中后期均能保持原有的生活狀態(tài)，棲息地沒(méi)有產(chǎn)生較大的變化，生物種類數(shù)量沒(méi)有產(chǎn)生明顯的降低趨勢(shì)。（2）親水性[4]，能滿足人們與水親近，與水接觸，觀看水景等要求，這一點(diǎn)主要要求在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面稍加注意，在護(hù)岸設(shè)計(jì)施工上設(shè)置生態(tài)岸灘、親水河堤等結(jié)構(gòu)即可。（3）景觀性[5]，護(hù)岸完工后能與能融入周圍的景觀環(huán)境中，不會(huì)令人感到突兀。

3? 建筑材料之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)護(hù)岸采用的主要建筑材料一般為：水泥、砂漿、石料、混凝土和瀝青等。這些硬質(zhì)化結(jié)構(gòu)材料缺乏親水性、景觀性，無(wú)法滿足人們回歸自然的追求。

生態(tài)型護(hù)岸按照天然材料（諸如植被、木材、石材）的使用情況分類，主要有以下3種類型[6-8]：（1）自然原型護(hù)岸。該種護(hù)岸主要是在護(hù)岸上直接種植草皮灌木等植被（有時(shí)會(huì)在植被上設(shè)置加固材料，如柵格狀混凝土塊或土工織物等），以保持河道堤岸的自然特性。（2）自然型護(hù)岸。該種護(hù)岸采用的人工材料較多，在種植植被中鑲嵌石材木材等材料，使護(hù)岸型式布置更為合理，以增強(qiáng)堤岸抗洪能力，岸坡抗沖能力。（3）多自然型護(hù)岸。在自然型護(hù)岸的基礎(chǔ)上，再利用鋼筋混凝土等材料進(jìn)行加固，適用于對(duì)抗洪能力要求較高的河流護(hù)岸上。

可以認(rèn)為，護(hù)岸對(duì)防洪、抗沖等的要求越高，人工材料的使用量相對(duì)就越多。使用天然材料有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）工程造價(jià)較低。（2）提升現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境效應(yīng)。正是看重對(duì)天然材料的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)組合使得護(hù)岸從“傳統(tǒng)型”走向“生態(tài)型”，由“硬質(zhì)化”走向“軟質(zhì)化”。

4? 水流特性之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)護(hù)坡大多以河床為基礎(chǔ)，砌筑剛性材質(zhì)的擋墻，縮減了天然河流的過(guò)水?dāng)嗝?，拉直了彎曲河道的自然形態(tài)，增大了斷面水流流速，反而造成河道水位的抬高，增加了洪災(zāi)的發(fā)生可能。河流本身所具有的泄洪功能遭到破壞后，只會(huì)加劇洪澇災(zāi)害的發(fā)生頻率和強(qiáng)度。

生態(tài)護(hù)岸在滿足防洪要求的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)砌筑透氣透水、生長(zhǎng)植物的生態(tài)防護(hù)平臺(tái)，原來(lái)的河道體系不用被破壞，而且通過(guò)加寬河岸灘地，增大了過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，分擔(dān)了主流負(fù)擔(dān)，降低了水流流速，不僅減少了洪災(zāi)的發(fā)生，而且為更多的水生生物營(yíng)造了生存空間。栽種草皮、灌木等植被還能起到蓄洪、固土抗沖和美化景觀的功能。但由于植物為天然材料，其枝葉生長(zhǎng)具有不均勻、狀況隨機(jī)和大小隨機(jī)等特點(diǎn)，因此護(hù)岸對(duì)水流的敏感程度較傳統(tǒng)護(hù)岸更高。草皮阻水特性受植被的生長(zhǎng)狀況、水流條件影響。植被密度越大、植株發(fā)育的越粗壯、植被對(duì)護(hù)岸覆蓋成都越充分，其對(duì)水流的阻礙作用也越大。

傳統(tǒng)護(hù)坡向生態(tài)護(hù)坡轉(zhuǎn)變既是人們對(duì)自然的重新認(rèn)識(shí)和改造，也是今后繼續(xù)利用河流資源以及人類與環(huán)境和諧共存的有力保障。我們?cè)诳吹缴鷳B(tài)護(hù)坡有利優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也必須充分考慮它對(duì)水流水力特性的新影響，尤其是灘地形態(tài)和植被的選取。在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)因地制宜根據(jù)河道的形態(tài)、植被種類和生長(zhǎng)環(huán)境等因素做好前期研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 王新軍，羅繼潤(rùn).城市河道綜合整治中生態(tài)護(hù)岸建設(shè)初探[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，45（1）：120-126.

[2] 董哲仁.生態(tài)水工學(xué)的理論框架[J].水利學(xué)報(bào)，2003，34（1）：1-6.

[3] 岳雋，王仰麟，彭建.城市河流的景觀生態(tài)學(xué)研究：概念框架[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25（6）：1422-1429.

[4] 陳明曦，陳芳清.應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)原理構(gòu)筑城市河道生態(tài)護(hù)岸[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2007，16（1）：97-101.

[5] 梁開(kāi)明，章家恩.河流生態(tài)護(hù)岸研究進(jìn)展綜述[J].熱帶地理，2014，34（1）：116-122.

[6] 黃小鵬，謝軍.河道整治中常用生態(tài)護(hù)岸類型[J].水運(yùn)工程，2017（11）：109-113.

[7] 劉娜娜，楊德全，張書(shū)寬.生態(tài)河道中護(hù)岸形式的探索及應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2006（10）：97-99.

[8] 郭赟.淺談河道生態(tài)護(hù)岸形式及應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2011（7）：119-120.