生態(tài)護岸在河道整治中的應(yīng)用與研究

摘 要 文章簡述了生態(tài)護岸的概念與內(nèi)涵，總結(jié)現(xiàn)有生態(tài)護岸類型與技術(shù)，闡述生態(tài)護岸在發(fā)展中存在的問題，以期為生態(tài)護岸技術(shù)的發(fā)展與河流生態(tài)恢復(fù)提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 河道整治;生態(tài)護岸;護岸材料

引言

河岸帶是連接河流與岸坡的紐帶，是陸生生態(tài)系統(tǒng)與水生生態(tài)系統(tǒng)的交錯地帶，具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)微氣候、緩沖水土等重要的生態(tài)功能[1-2]。然而，長久以來，人們主要關(guān)注護岸工程在防洪安全、固土護坡等方面的功能，忽略了岸坡的生態(tài)效益。因此，許多采用混凝土、漿砌石等硬性材料的護岸結(jié)構(gòu)與周圍的景觀極不協(xié)調(diào)，同時破壞了護岸兩側(cè)水生和陸生動植物的交流渠道，水生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞[3-4]。

早在20世紀(jì)60年代，當(dāng)歐洲人厭倦了缺乏美感和破壞水生態(tài)灰色水泥河岸，開始覺醒并追求自然，生態(tài)護岸技術(shù)應(yīng)運而生，并廣泛應(yīng)用于河流治理中[5-6]。隨著我國河道治理技術(shù)的不斷完善以及人民對美好生態(tài)環(huán)境的需求不斷增大，我國積極引入國外先進的河岸治理理念與技術(shù)，使得生態(tài)護岸技術(shù)廣泛應(yīng)用于河流治理中。生態(tài)護岸是在滿足護岸工程基本功能的基礎(chǔ)上，以河流生態(tài)系統(tǒng)為中心，利用自然或人工材料，既具有硬質(zhì)護岸的穩(wěn)定性，同時兼具自然護岸的生態(tài)景觀性的新型水利工程。不過，我國開展生態(tài)護岸建設(shè)的時間較晚，對于生態(tài)護岸材料的選擇，護岸配置系統(tǒng)的技術(shù)研究，生態(tài)護岸的評價指標(biāo)體系還處于初期發(fā)展階段，開展和推動傳統(tǒng)河道治理向新型的生態(tài)護岸治理還需要漫長的時間[7]。

1生態(tài)護岸的類型與應(yīng)用

生態(tài)護岸材料相較于傳統(tǒng)護岸材料要更豐富，更多地考慮護岸生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。根據(jù)護岸材料中天然材料所占的比重，可將生態(tài)護岸分為自然型生態(tài)護岸與人工型生態(tài)護岸兩大類。

1.1 自然型護岸[8]

自然型護岸，顧名思義，就是護岸材料大多數(shù)為天然植物，依靠大自然原有的植被護岸。一般來說，護岸植物以水生和濕生植物為主，種類多且多為軟質(zhì)景觀，物種多樣性好。自然型護岸具有工程量小，施工簡單，成本低等優(yōu)點，但同時因為植被的根系加筋作用不強，在抗水流沖刷以及抗岸坡穩(wěn)定方面的缺點也很明顯。因此，自然型護岸一般僅適用于降雨少、水位落差小、流量小的河道。當(dāng)然，由于這種純自然型護岸適用范圍小，抗滑穩(wěn)定性差，因此大多數(shù)的自然護岸在岸坡種植植被的同時，在坡腳利用木材、石材等天然材料護底。這些材料一般為樹樁、竹籬、草袋等再生材料，對原有植被的生態(tài)性干擾小，同時增強岸坡的抗沖刷能力，但是工程量較大且成本較高，可用于河床不平整、沖刷不嚴(yán)重的河段。

對于自然型護岸來說，由于其護岸材料主要以植物為主，所以該種護岸形式有限，常見的護岸形式有：水生植物護岸、植草護岸、植物纖維墊護岸等。

（1）植草護岸。植草護岸是利用植物根系的加筋作用來抵抗水流對河岸的沖刷作用，起到減少土壤流失，改善土壤結(jié)構(gòu)，維護岸坡生態(tài)功能的作用。單純的植草護坡其實無法有效地維護岸坡穩(wěn)定，所以一般植草護坡通常與其他人工護坡技術(shù)相結(jié)合，通常的做法是在河底拋石鎮(zhèn)腳，或者使用直立矮墻與混凝土方格結(jié)合形式護坡。

（2）河岸防護林護岸。河岸防護林護岸是利用樹木或竹子發(fā)達的根系產(chǎn)生對水流的阻滯作用，減輕水流對河岸的沖刷和侵蝕，同時還能改良土壤，增加土壤的有機含量，增強土壤的持水能力。

1.2 人工型護岸[9]

人工型護岸，就是采用鋼筋混凝土、金屬格籠等人工材料進一步鞏固植被護岸能力，同時兼顧護岸的安全性與景觀性，可以說是自然型護岸與傳統(tǒng)護岸比較完美的結(jié)合，適用于各種類型的河道，不足之處就是工程量大且投資較高。人工型護岸將會是今后河道整治工程采用的主要生態(tài)護岸之一。對于人工型護岸來說，護岸技術(shù)可以分為傳統(tǒng)人工型護岸與新型人工護岸。

（1）傳統(tǒng)人工型護岸

傳統(tǒng)人工型護岸，簡單來說，就是在自然型護岸技術(shù)基礎(chǔ)上，增加一些天然護岸材料或者砌石塊和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等，比較常見的護岸技術(shù)有木樁植被復(fù)合護岸、預(yù)制混凝土連鎖塊體結(jié)構(gòu)護岸和網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)護岸等。

1）木樁植被復(fù)合護岸技術(shù)。木樁植被復(fù)合護岸技術(shù)是在植草護坡的基礎(chǔ)上，沿河岸向岸坡底部打入圓木樁，可以有效抵擋水流沖刷，很好地滿足防洪及生態(tài)功能，適用于岸坡結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的自然河道修復(fù)工程。

2）預(yù)制混凝土連鎖塊體結(jié)構(gòu)護岸技術(shù)。預(yù)制混凝土連鎖塊體結(jié)構(gòu)護岸技術(shù)是在岸坡放置連鎖塊體結(jié)構(gòu)，因其結(jié)構(gòu)整體性好，抗沖刷能力強，塊體空心處可以種植植被，適用于流量大、沖刷嚴(yán)重的河岸。

3）網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)護岸技術(shù)。網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)護岸技術(shù)是在鐵絲網(wǎng)籠里裝入碎石、肥料和種植土而形成的一種復(fù)合式種植基，表面可以種植草木，通常做成擋土墻形式或者臺階狀，抗沖刷能力強，可用于流速較大的河段。

（2）新型人工型護岸

新型人工護岸，又可細(xì)分為土工復(fù)合材料護岸技術(shù)和新型植被生長基質(zhì)。由于土工合成材料強度高、耐久性佳、滲透性強，能很好地與岸坡土體、岸坡植被形成穩(wěn)定的防護體系。

1）生態(tài)袋護岸技術(shù)。生態(tài)袋護岸技術(shù)是一種柔性生態(tài)護岸，能適應(yīng)變化不均的坡面，裝有腐殖土等植物生長基質(zhì)的生態(tài)袋與坡腳石籠共同抵御水流沖刷，是一種復(fù)合型護岸技術(shù)。

2）土工格室生態(tài)護岸技術(shù)。土工格室生態(tài)護岸技術(shù)常見于河道護岸工程，主要在岸坡上鋪設(shè)土工格室，格室內(nèi)填入腐殖土、碎石等混合材料，在格室表面植草，是一種兼具生態(tài)景觀功能和防洪功能的護岸技術(shù)。

3）三維植被網(wǎng)技術(shù)。三維植被網(wǎng)技術(shù)是在岸坡表面鋪設(shè)土工合成網(wǎng)格材料，并在表面種植植被，植被根系穿過網(wǎng)格與土壤牢固結(jié)合，利用土工材料的高強度以及植物根系的加筋作用形成岸坡防護系統(tǒng)，具有良好的抗沖刷性能。

4）生態(tài)混凝土。生態(tài)混凝土的原理是在保持混凝土抗壓強度的同時在其中加入生物基質(zhì)，且要求混凝土的孔隙率大于25%。這種生態(tài)混凝土護岸同時兼具傳統(tǒng)護岸的防沖要求和植被的生長要求，具有良好的生態(tài)景觀功能和抗沖刷性能。

5）水泥生態(tài)種植基。水泥生態(tài)種植基與生態(tài)混凝土功能類似，是一種由土壤、水泥、河砂、肥料和有機質(zhì)等組成多孔性三相結(jié)構(gòu)體，是植物生長的良好環(huán)境。

6）土壤固化劑技術(shù)。土壤固化劑技術(shù)是在土壤中加入特殊的固化劑，經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng)后形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高土壤的強度與密實度，在保證岸坡植被生長環(huán)境同時提高岸坡的穩(wěn)定性。

以上4）、5）和6）都屬于新型植被生長基質(zhì)護岸技術(shù)，是一種介于傳統(tǒng)護岸技術(shù)和人工護岸技術(shù)的新型護岸技術(shù)，更符合生態(tài)景觀功能的內(nèi)涵。

2生態(tài)護岸工程中待解決問題

我國河流生態(tài)治理萌芽于20世紀(jì)90年代末，生態(tài)護岸技術(shù)在河流生態(tài)治理中起到重要的作用。生態(tài)護岸工程是對傳統(tǒng)護岸工程的一次升級改造，彌補了傳統(tǒng)護岸的缺陷，滿足安全穩(wěn)定、生態(tài)景觀和自然親水等要求。但是，相較于傳統(tǒng)護岸工程技術(shù)體系，新型生態(tài)護岸技術(shù)體系制定較為落后[10]。

（1）一些新型生態(tài)護岸材料的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不完善。例如格賓石籠、格賓墊、雷諾護墊等生態(tài)格網(wǎng)由于沒有相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，市面上不同產(chǎn)品的強度和耐久性差異性很大。針對土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范在材料特性方面僅對反濾、保土方面提出了簡單要求，對于材料強度沒有提出具體指標(biāo)，遠不能指導(dǎo)實際工程應(yīng)用。

（2）護岸植物種類相對單一。針對南方部分發(fā)達省市的護岸植被調(diào)研可知，許多護岸植物種類較為單一，多為城市園林中常見的中生植物，由于植物種類少，上下層植物配置不當(dāng)導(dǎo)致植物枯萎，長勢不佳。同時，有些地方為了追求視覺效果，盲目選取外來物種，不僅帶來較高的養(yǎng)護成本，而且影響本土植物的正常生長。

（3）護岸植被類型未能與河道特點和護岸功能相適應(yīng)。由于河道特點、人居環(huán)境不同，護岸植被類型也要因地制宜。對于流速快、水位變幅大、沖刷力強的山丘區(qū)河道，宜采用根須發(fā)達、抗沖刷、耐貧瘠的植物。對于流速小、水位變幅小、水質(zhì)較差的平原區(qū)河道，宜選用耐水淹、凈化水質(zhì)強的植物。對于人口集中聚集區(qū)的城鎮(zhèn)河道由于觀賞要求景觀休閑功能，宜采用觀賞價值較高的植物。

3結(jié)束語

生態(tài)護岸旨在創(chuàng)造良好的河道環(huán)境和自然景觀，是一種集水利工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)、景觀學(xué)和美學(xué)于一體的新型護岸。生態(tài)護岸形式種類繁多，各具特色，為河道整治工程提供多樣化的選擇，在實際工程中也取得不錯的效果。但是護岸材料的選取與材料技術(shù)指標(biāo)還有沒有出臺規(guī)范性指導(dǎo)，還需要進一步研究。護岸植被的選取關(guān)系到生態(tài)護岸建成后的維護管理，影響水陸動物的生長環(huán)境，需要根據(jù)河道特點與屬地氣候、文化等因素綜合考量?？偠灾?，生態(tài)護岸技術(shù)正在逐漸取代傳統(tǒng)的護岸，但是對于生態(tài)護岸的綜合評價尚缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對于護岸的選取也缺少相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)，還需更深入的研究。

參考文獻

[1] 夏繼紅，嚴(yán)忠民.國內(nèi)外城市河道生態(tài)型護岸研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國水土保持，2004，（3）：24-25.

[2] 崔巍，陳文學(xué)，白音包力皋，等.我國河流生態(tài)護岸建設(shè)及相關(guān)問題探討[J].水利水電技術(shù)，2016，（10）：119-123.

[3] 黃小鵬，謝軍.河道整治中常用生態(tài)護岸類型[J].水運工程，2017， （11）：118-122.

[4] 陳丙法，黃蔚，陳開寧，等.河道生態(tài)護岸的研究進展[J].環(huán)境工程，2018，（3）：73-77.

[5] 李焯然，江洧，李仟，等.河道生態(tài)型護岸研究進展[J].廣東水利水電，2019，278，（4）：24-27，33.

[6] 郭琪.生態(tài)混凝土護坡與濱水景觀設(shè)計的應(yīng)用探索[D].鄭州：華北水利水電大學(xué)，2017.

[7] 丁艷榮.生態(tài)型河道護岸材料研究[D].長沙：湖北工業(yè)大學(xué)，2015.

[8] 付融冰，陳小華，羅啟仕，等.固化技術(shù)在農(nóng)村河道生態(tài)護岸中的應(yīng)用[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008，19（8）：1823-1828.

[9] 劉興國，徐皓，朱浩，等.池塘三維植被網(wǎng)生態(tài)坡水質(zhì)凈化調(diào)控系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，（7）：202-207.

[10] 黃偉.鋼絲石籠混合式護岸結(jié)構(gòu)在長江航道整治工程中的應(yīng)用[J].水運工程，2012，（10）：123-127.

作者簡介

徐敢生（1967-），男，安徽歙縣人;學(xué)歷：大專，中級工程師8級，現(xiàn)就職單位：歙縣水利局，研究方向：水利工程建設(shè)管理。