简述生态护岸在内河航道及城市河道中的应用

吴媛媛

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

简述生态护岸在内河航道及城市河道中的应用

吴媛媛

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

一、生态护岸的内涵

生态护岸是一种将传统的护坡技术和植被固坡方式结合，在改善河道岸坡性质、防止河岸坍方同时，还使土壤内的水可以再河道岸坡之间相互渗透，增强河流自净能力，并且形成与周边环境相协调的景观的河道护坡形式。生态护岸融合了防洪、生态、景观和自净能力，是护岸技术的创新方向，受到人们的追捧[1-4]。

二、生态护岸技术创新发展方向及结构型式

(一)结合传统护岸技术

考虑通航条件、土壤性质、地形条件以及易得材料等多因素按照经济合理、施工可行、安全可靠的设计原则，常用的护岸结构型式为：1抛石护脚+植草型护岸，抗水流和船行波的冲击能力及耐久性差，主要适用于护岸离航道边线较远、河岸原生态环境较好或有亲水需求的地段；2直立矮墙+混凝土方格植草型护岸，适用于于水位差较小、水流较大的部位如弯道顶冲段，枢纽下游段等；3预制连锁空心块体护岸，防洪能力较强，适应变形能力强，景观和生态好，因此只要用地允许的情况下且不是大面积回填区域可适用；4混凝土开孔空箱+植草型护岸，开口空箱施工简便，可按地形要求堆砌，适合于地面面积小、地面建筑物较多且地质条件较好的地段。

(二)使用土工合成材料

土工合成材料集高强度、柔韧性和渗透性以及耐久性于一体。主要应用于以下三个方面：1生态袋护岸技术：将含有植物生长基质的生态袋用连接扣连结堆放，在冲刷严重的地方用石笼护脚共同组成柔性护坡，能适应地形，耐冲刷；2土工格室护岸技术:将土工格室铺设在岸坡上，格室中填充腐殖土、河道疏浚弃土、碎石草种等材料组成的混合物，扦插植物形成植被覆盖层，减缓水流流速，为生物提供栖息地；3三维植被网垫护岸技术：网片表面凹凸不平，水流经过时消减部分水流动能，可降低水流流速，有利于水流中的土颗粒附着沉淀在网片中。植物根系对网片和土壤的锚固使之形成强劲加筋体，起到复合护坡的作用。

(三)新型植物生长基质材料的运用

新型植物生长基质材料的分类：生态混凝土、水泥生态种植基和土壤固化剂。基质自身的力学特性能够满足岸坡稳定要求，同时能为植被提供适宜的生长环境，并能实现较高的机械化作业。

(1)生态混凝土：由粗细集料组成的多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土共同组成，具有减少水分蒸发，为植物提供生长环境的功能，同时抗水流侵蚀。

(2)水泥生态种植基：用稻草秸秆等在水泥河沙、有机质肥料组成的固体混合物中形成孔隙，组成具有一定强度的多孔材料，有利于植物生长。

(3)土壤固化剂技术：在土壤中掺入水泥等激发物质，经过一系列物理化学变化形成三维网状结构改变土壤的抗压抗渗等性能，同时提供植物生长的土壤。

三、生态护岸应用举例

(一)在内河航道的应用

连云港港疏港航道是连云港港主要的内河集疏运通道，全线采用Ⅲ级航道通航标准建设，全长约71km[5]。根据港区航道水位变化采用分层防护的设计方案：在岸侧滩地上种植水生植物形成岸侧生态带，滩地前沿矮挡墙采用了带翼方桩和金属网孔积装箱形成永久建筑物以稳固岸线，滩地宽2～3m,种植芦苇、水葱、大叶皇冠草等水生植物，滩地后方则分别采用了生态袋系统、铰接式生态护坡块及金属网护垫对岸坡进行防护，在满足岸坡防护耐久性要求的同时,使河岸恢复原有生机。

(二)在城市河道的应用

深圳水库排洪河位于罗湖区东部深圳水库坝下，属于沙湾河的下游段，河水岸线长3.795km[6]为满足丰富的水岸景观，对生态护岸的类型、特点、功能提出了不同的要求，设计方案如下：1植物护坡，根据地形变化特点主要用起伏变化不大的植被护坡形式，使各种植物形成层次鲜明水岸景观；2多孔砖护岸，砖层间用钢筋穿插连接，背后用砾石料和无纺布组成的反滤层以排水和反滤，用无沙混凝土制作的多孔砖自身具有透水性和多孔性，可解除正面的水压和背面的水压，不会出现堤坝变形和塌陷；3生态袋护岸，在生态带内装土堆叠形成多角度自由变化的岸坡，再在其上压播、插播植物。在陡岸及缓坡的水边过渡带设置的生态袋可以防止河岸雨季拉坡、河水冲刷塌岸和河道污染物进入坡后污染环境。

(三)应用效果分析

(1)耐久性

前者中分级设置的岸坡通过降低了前沿挡墙及后方岸坡的高度,减少了挡墙结构的受力，水下防护措施避免墙前冲刷。滩地上种植的水生植物使岸线便于识别，有助于船舶确定正确航道，避免偏离航线。滩地后方的挡墙不受船舶航行影响，具有较好的耐久性。后者采用生态袋护岸改变原有的陡坡为缓坡，提高了岸坡的稳定性。植物护坡，植物的根系分布在土起到加筋作用，可有效控制表层土体移动，防止水土流失[7]。植物覆盖的坡面增加了原有坡面的粗糙度，使得内河航道水流的速度减缓，高速水流对河道护坡的冲蚀效应降低，岸坡耐久性提高。

(2)生态性

通过人工造滩及种植水生植物,使岸线稳定、航线便于识别，使护岸结构既能满足使用要求又能恢复或保留水岸交换通道，恢复河岸生态环境。利用天然山石堆放形成空穴，为水生动植物提供栖息繁衍的生长环境，在坡面上种植水生植物，形成了具有观赏性的景观，体现出生态护坡的生态效应和景观效应。

四、小结

针对航道抗侵蚀和边坡防崩塌方问题，生态护岸技术的优势在于：

(1)植物根系对土体的加固作用。研究表明，植被的侧根能够增加土壤聚合力，土壤内摩擦角不变的情况下，根系土层的抗张强度由于被土壤中根的机械束缚而增强。垂直生长的根系能够将根系土层稳固地锚固到深处的土层上，增加土体的迁移阻力，提高土层抗滑移能力，进而提高坡体的稳定性[8]。

(2)生态护坡对坡体孔隙水压力的调节作用。护坡植物的茎叶会减缓坡体浸润线的变化，且生态护坡内外透水性较好，通过对坡面补给使坡体内的浸润线变化时间减缓，从而有效地降低坡体孔隙水压力的骤然变化对坡体的严重影响。

[1]夏继红，严忠民.国内外城市河道生态型护岸研究现状及发展趋势[J].中国水土保持，2004(3)20-21

[2]关春曼，张桂荣，程大鹏，何斌，费宗如.中小河流生态护岸技术发展趋势与热点问题[J].水利水运工程学报，2014(8)76-78

[3]徐芳岳，红艳.生态型护岸及其发展前景[J] 重庆交通学院学报，2005(5)150-152

[4]徐朝辉，步海滨，程巍华，陈志强.内河航道生态护岸的发展及应用分析[J].水运工程，2009(9)107-109

[5]王炜正 新型生态护岸在连云港港疏港航道中的应用[J].水运工程，2008(9)135-136

[6]彭娟 深圳水库排洪河景观设计要点[J].现代园艺，2013(8)67-68

[7]李国荣，毛小青，倪三川等.浅析灌木与草本植物护坡效应[J].草业科学，2007，24(6)：86-89.

[8]王莹 秦淮河河岸带与太湖湖滨带土壤特性的初步研究[D].南京：南京林业大学，生态学，2007.