预制构件在生态护岸工程中的应用

袁永强

摘要:城市河道生态护岸具有滞洪补枯与调节水位、增强水体自净能力及保护生物植被的功能。本文介绍实用新型涉及水利建筑，特别涉及一种用于设置在河岸上的生态护岸预制构件及其由生态护岸预制构件建成的生态护岸。

关键词：生态护岸预制构件应用

前言

浙江省北部嘉兴市属于平原河网地区，河道纵横，弯延曲折，水面率高，尤其是农村河道，河面狭小长度大，面宽约在10-15米，河道分布密度高，河道水体流动平缓，岸坡比较陡。自七、八十年代起，本地区农村盛行挂浆机船，兴风作浪，严重冲刷河岸，导致水土流失、岸坡失稳、河床淤塞；改革开放以后，环境保护建设严重滞后，河道水体富营养化现象很普遍，水域环境严重破坏。

为了保护河岸上泥土不被河水冲刷而阻塞河道，交通、水利部门往往在河道的两岸用石块水泥磊起保护，虽然这样做能起保护河岸的目的，这种方法施工虽材料成本较低，但人工成本较高，施工的速度慢。也有的在河岸边直接用预制板隔离灌注水泥，这种方法必须挖出沟槽并抽水，以保证水泥的灌注质量，这种施工方法速度慢，质量也难保证，尤其在自然温差大的情况下，由于热胀冷缩，水泥表面很容易产生裂纹。上述这些方法仅仅是对河岸的保护，而原来靠河岸栖息的水生动植物就无法安生，这也是对生物环境的一种破坏。

一、生态护岸

1.生态护岸的概念

生态护岸不同于传统上惯用的护岸设计方式, 是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸可渗透性的人工护岸,可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能, 同时具有一定的抗洪强度。

2.生态护岸的功能

生态护岸除了护堤抗洪的基本功能外, 对河流水文过程、生物过程还应有如下促进功能:

①滞洪补枯、调节水位。生态护岸采用自然材料, 形成一种“可渗性” 的界面。丰水期, 河水向堤岸外的地下水层渗透储存, 缓解洪灾; 枯水期, 地下水通过堤岸反渗入河, 起着滞洪补枯、调节水位的作用。另外, 生态护岸上的大量植被也有涵蓄水分的作用。

②增强水体的自净作用。河流生态系统通过食物链过程消减有机污染物, 从而增强水体自净作用, 改善河流水质; 另外, 生态河堤修建的各种鱼巢、鱼道, 造成的不同流速带, 形成水的紊流, 使空气中的氧溶入水中, 促进水体净化。

③生态护岸对于河流生物过程同样起到重大作用。生态护岸把滨水区植被与堤内植被连成一体, 构成一个完整的河流生态系统; 生态护岸的坡脚护底具有高孔隙率、多鱼类巢穴、多生物生长带、多流速变化的特点, 为鱼类等水生动物和两栖类动物提供了栖息、繁衍和避难场所; 生态河堤繁茂的绿树草丛不仅为陆上昆虫、鸟类等提供了觅食、繁衍的好场所, 而且浸入水中的柳枝、根系还为鱼类产卵、幼鱼避难、觅食提供了场所, 形成一个水陆复合型生物共生的生态系统。

二、生态护岸的基本类型

( 1) 自然原型护岸

主要采用植被保护河堤, 直接将适于滨河地带生长的植被种植在堤岸上, 利用植物的根、茎、叶来固堤,以保持自然堤岸特性。如种植柳树、水杨、白杨、榛树以及芦苇、菖蒲等具有喜水特性的植物, 由它们生长舒展的发达根系来稳固堤岸, 加之柳枝柔韧, 顺应水流, 增加其抗洪、保护河堤的能力。

(2) 自然型护岸

主要用植物切枝或植株, 或将其与枯枝及其他材料结合, 来防止侵蚀、控制沉积, 同时为生物提供栖息地。不仅种植植被, 还采用天然石材、木材护底, 以增强堤岸抗洪能力。

(3) 多种人工自然型护岸

在自然型护堤的基础上, 再用钢筋混凝土等材料, 确保抗洪能力, 如将钢筋混凝土柱或耐水圆木制成梯形箱状框架,, 并向其中投入大的石块, 或插入不同直径的混凝土管, 形成很深的鱼巢, 再在箱状框架内埋入大柳枝, 水杨枝等; 邻水侧种植芦苇、菖蒲等水生植物,使其在缝中生长出繁茂、葱绿的草木。

三、选择合理的护岸类型

生态护岸工程的目的就是要对直立状土坡段进行加固整理和生态修复。生态护岸的设计应结合各河道的特点力求做到：（1）应满足河道功能、河岸堤防稳定的要求，并降低工程造价。（2）尽量减少刚性结构，设置多孔性构造，为生物提供一个安全的生长空间，增强护岸在视觉中的“软效果”，美化工程环境。（3）确定水位变幅范围，结合植物调查结果，选择不同区域和部位的合适的植物。（4）布置建筑物时考虑人们的亲水要求。

按照水域生态特性和工程要求，护岸工程的断面结构形式最好采用干砌的、松散的、可渗透的等；从组成结构的建筑材料来讲，嘉兴地区是典型的冲击平原，缺乏石料和木材，其他可以利用的建材也不多，就地取材很困难，因此，生态护岸预制构件是很明智的选择，采用生态砼砌块构筑的低矮护岸（护基）工程，既能满足防洪挡土抗冲刷生态植保等要求，又具有很好的生态景观性。

四、生态护岸预制构件的应用

实用新型的目的是提供一种具有施工方便、速度快、外形美观，既有护岸作用又能使水生动植物栖息的生态护岸预制构件及其由生态护岸预制构件建成的生态护岸。

为了达到上述要求，生态护岸预制构件筑成的生态护岸是通过以下技术方案实现的：它是用所述的生态护岸预制构件经同种形状的生态护岸预制构件或两种或是两种以上不同形状的生态护岸预制构件并排排列磊起做成的。

根据上述制造的生态护岸预制构件及其生态护岸，在护岸施工时用这些生态护岸预制构件一件件磊起做成护岸，由于生态护岸预制构件尺寸规整，因此，施工方便、速度快，经磊成的护岸外观漂亮，尤其是在中间空心的部分中水生动植物就能从中栖息和生长，尤如为它们建了个人工的“家”，这将有利于水生动植物的繁衍，对水质的净化、生态的平衡都会带来好处。

具体实施方式：生态护岸预制构件它是圆形或多边形中间空的管状水泥预制构件。所述的多边为三角形或矩形、梯形、六角形、棱形或是它们中的任何两种或多种的组合形状（如图1所示）。生态护岸它是用上述生态护岸预制构件经同种形状的生态护岸预制构件或两种或是两种以上不同形状的生态护岸预制构件并排排列磊起做成的（如图2所示）。为使生态护岸预制构件相互连接，提高整体性，可以在生态护岸预制构件的接触面之间用水泥固定连接。

图1不同形状的生态护岸预制构件

图 2不同形状的生态护岸预制构件并排排列组合

这两年来，嘉兴地区进行了一大批生态护岸工程实践（如图3、图4、图5），也推广了预制构件的生态型护岸，取得了十分可喜的成果。预制构件构筑的生态型护岸优点很多，主要有：一是砼用量很少，工程造价低廉。比同类型的生态砌块护岸工程更有经济优势，适合现阶段在农村河道推广，经济实用。二是结构稳定，挡土能力强。三是突破传统理念，工程与绿化融合一体。空腔里可以填土种植物，全面绿化岸坡。

图 3 效果图一

图4 效果图二

图 5 效果图三

结束语

城市是人与自然相互作用的界面,要使城市发展所带来的一系列环境与生态问题得以解决, 就必须使人的主观愿望与自然规律达到和谐与统一, 在照顾人的需要的同时取得最佳的环境、经济、社会效益。城市河道的生态护岸设计可以兼顾自然和人类的共同需求, 使人类和自然真正达到和谐、统一。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。