生态护坡在嫩右工程建设中的应用

戴 昊，赵雪飞

（1.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 130021；2.松辽水利水电开发有责任限公司，吉林 长春 130021）

嫩江右岸省界堤防工程位于吉林、黑龙江和内蒙古自治区三省（区）交界地带，工程全长114 km。该工程2002年开工建设，预计2010末全部完工。在水利工程设计中，对堤防的护坡和护岸工程，采用了混凝土板、干砌石或模袋混凝土等护坡形式，用以提高抗冲和抗渗能力；在工程实施过程中，针对传统的护坡形式存在不同程度地破坏了原有生态，影响生物种类赖以生存的自然环境等缺点，不断研究和探索，选择不同的防护工程段，采用了多种生态护坡、护岸形式，不但达到了工程效果，而且有效地保护和修复原有生态，使工程与自然环境相互和谐。

1 传统护坡缺点

传统的护坡工程主要采用干砌块石、浆砌石、现浇混凝土、预制混凝土板或模袋混凝土护坡等形式。隔绝了土壤与水体之间的物质交换，原生长在岸坡上的生物不能继续生存，生态系统的食物链被断开，使土壤和水体中的生物失去了赖以生存的环境。

混凝土护坡在施工中均不同程度地使用了一些添加剂，如早强剂、抗冻剂、膨胀剂等，这些添加剂在水中发生反应，对水质和水环境产生不利的影响。岸坡没有天然植物作为屏障，会使岸边的垃圾轻易入水，造成污染。这些虽然不是水质恶化的主要原因，但它们对水质的恶化起到了促进作用。同时，大面积混凝土护坡使其失去了原有的生机，这与现代人们追求回归自然的要求不相一致，特别是人类密集的城镇周边，与现代城镇建立优美环境相违背，更与现代城市的人文景观不相和谐。

2 生态护坡的概念

生态护坡，首先应在满足堤防、险工等防护工程稳定安全要求的基础上，通过采取不同工程形式建立开放式的系统，使其与周围生态系统密切联系，不断与周围生态系统进行物质交换；生态护坡是动态平衡的系统，系统内的生物之间存在着复杂的食物链，它们互为食物，保持着系统的动态平衡；生态护坡与水流之间是相互作用的，水流对岸坡有冲刷作用，岸坡对水流有阻碍作用，岸坡生态系统是地表水与地下水交换的媒介。为此，生态护坡是可持续发展的系统。

3 嫩右工程生态护坡

3.1 护坡设计原则

嫩江右岸省界堤防工程在建设中，对堤防边坡及河道险工增设了大量的护坡、护岸。在工程设计中，按因地制宜的原则，详细分析工程走向与河道水流之间关系，首先考虑满足稳定的要求。对河道狭窄、弯道堤防顶流和筑堤材料为砂土堤段，采用混凝土板、干砌石进行护坡，确保堤坡、凹岸稳定。在位于水流平顺、堤身高度不大的粘土堤段，仅受雨水冲刷的背水坡、高岸坡，城镇边缘等地段，采用了不同形式的生态护坡。充分考虑生态护坡与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小。以尊重物种多样性、减少对资源的剥夺、保持营养和水循环、维持植物生境和动物栖息地的质量、有助于改善人居环境及生态系统的健康。

3.2 格栅生态挡墙护岸

嫩江右岸省界提防工程保安沼段堤防因多年河道变迁，在堤前形成沿堤河威胁堤防安全。其中，有一处陡岸高达4.5 m，并逐年向堤防侧侵蚀而形成险工。险工与堤防之间滩地生长着茂密的灌木等植被，如果按传统护坡形式，进行大量削坡处理，必然破坏大片自然生态。为此，建设单位为保护自然生态，由干砌石护岸更改为格栅生态挡墙护岸形式，使其与当地自然条件相和谐。

保安沼格栅挡墙护岸处于沿堤河岸，在正常河水情况下，挡墙下部三分之一高度过水，在发生设计洪水的情况下，挡墙将全部被淹没，运行条件较复杂。针对工程特点，进行了挡墙的稳定设计，同时使用耐久性材料，延长工程运行寿命。

格栅挡墙表面由聚丙烯土工生态袋叠砌，墙内采用天然混合砂砾料填筑，高密度聚乙烯单向土工格栅加筋所构成。根据工程运行条件，正常水位以下土工生物袋内用砂砾石充填，在此之上用耕植土掺拌草种充填，有效地解决了正常水位运行挡墙抗冲和上部保持良好的生态环境问题。

保安沼格栅挡墙长度250 m，自2009年5月5日开始施工，至2009年5月20完成，完工对护坡表面浇水7 d后，生态土袋表面开始长出茂密草芽，一个月后嫩绿的护坡草垂满了整个坡面，生态袋全部被草皮所覆盖。护岸工程在上部天然灌木的衬托下，其景色生机盎然。

3.3 植物护坡

嫩右工程半拉山堤防段从乌塔其镇边绕过，该段堤防夏季是镇内众多人散步和锻炼的场所，为此，将乌塔其镇边堤防段背水侧护坡改为植物生态护坡。乌塔其段堤防植物生态护坡由矮科灌木、花卉及草皮组成。堤肩栽种红、黄玫瑰及连翘，堤坡设计了由榆树梅、红榉木、水蜡等组成的各种图案花木丛，堤脚栽种矮科丁香，树丛间种草皮覆盖。在选择这些花木和草种时，以适应当地气候生长的矮科浅根系灌木为主，使其在较干旱的堤坡上能够正常长，又不至于影响堤防防渗功能，达到工程与人文景观相互结合的目的。

乌塔其植物生态护坡于2005年完成，几年来植物的生长良好，灌木和草坡根系起到了固土护坡，保护堤坡免受雨水冲蚀。

3.4 拱形护坡

嫩右工程白沙滩险工护岸和马蹄护岸工程均处于嫩江凹岸，受水流顶冲退岸严重，形成险工。在实施过程中，洪水位以下岸坡采用传统护坡形式治理，对这种洪水位以上粉细沙土质的高边坡，单一用草皮护坡是不能解决问题，必须首先解决坡面的水土流失问题，才能达到边坡稳定的目的。该护坡曾选择土工网垫草皮护坡、混凝土块网格护坡和拱形护坡三种形式进行比较，前两种护坡形式排水功能较差，均无法满足工程稳定要求；拱形护坡具有排水性能好，满足工程稳定要求，拱内种植草皮于利地表水于地下水交换，起到了固土保坡、恢复生态双重效果。

白沙滩险工护岸拱形生态护坡2 km，已于2004年竣工，马蹄护岸工程拱形生态护坡长度0.8 km正在实施过程中。白沙滩险工护建成后，使原来寸草不生的陡岸、高坡变成了绿郁葱葱生态工程，已成为当地人们观光旅游的必到之地。正在实施的马蹄护岸工程建成后必将达到同样效果。

3.5 草皮护坡

嫩右工程在堤身防护中，根据工程实际情况，选择粘土堤防顺直水流平顺的迎水坡、所有的堤防背水坡采用了大量草皮护坡；对于砂土堤和流水急，流态紊乱的堤段仍采用传统的护坡形式。

嫩右工程草皮生态护坡选种最多的草种子为无芒雀麦和披碱草两种。

无芒雀麦，又名禾萱草、无芒草，是世界上分布较广、应用较多的优良牧草，是草地补播和建立人工草地的理想草种。无芒雀麦生长快，竞争力强，在杂草较多的草荒地上种植，也能获得成功。无芒雀麦生命力强，耐杂草，为我国温带和寒温带建造人工草地的当家草种。

披碱草，多年生草本，疏丛型，须根状，根深可达100 cm，具有一定的抗旱能力，在年降水量为250～300 mm的地区生长尚好。

草皮护坡堤段，对新筑堤防坡面，特别是砂土堤坡面，应覆盖15～20 cm腐殖土，以有利于草皮生长和发育。

嫩右工程已实施完成的工程中，草皮护坡长势良好，被保护边坡稳定，特别是半拉山堤防经受2005年绰尔河发生的10年一遇洪水考验，洪水过后检查草皮护坡坡面完好无损。收到了良好的工程目的和恢复生态效果。

4 结语

水利工程传统的护坡形式虽然解决了工程问题，但不同程度地破坏了原有生态，影响生物种类赖以生存的自然环境。生态护坡可以通过不同的工程形式建立开放式的系统，使其与周围生态系统密切联系，不断与周围生态系统进行物质交换，是可持续发展的工程形式。

嫩江右岸省界堤防工程生态护坡实践证明，根据工程的防护性质，在保证岸坡稳定和满足行洪要求的基础上，因地制宜地选择不同形式的生态护坡，可以收到工程防护与周围环境相互协调、协同发展，保证社会、经济可持续发展的双重效果。