江西省堤防护坡形式现状及其研究展望

喻驰方 , 陶理志, 周英雄

(1.江西省水土保持科学研究院，江西 南昌 330000； 2.江西省河道湖泊管理局，江西 南昌 330000)

江西省堤防护坡形式现状及其研究展望

喻驰方1, 陶理志2, 周英雄2

(1.江西省水土保持科学研究院，江西 南昌 330000； 2.江西省河道湖泊管理局，江西 南昌 330000)

堤防；护坡形式；护坡现状；江西省

堤防工程是防洪体系的重要组成部分，其护坡形式是防洪等级、水土保持及景观要求的综合反映。根据江西省堤防护坡的现状和主要特点，综述了江西省堤防护坡的主要形式，总结提炼了传统硬质护坡、自然恢复边坡和生态护坡等护坡形式的优缺点及其适用范围，指出在以后应该加强堤防生态护坡的研发工作，特别是优良护坡草种的筛选和培育工作。

据《江西省第一次水利普查公报》，江西省各类堤防总长度为13 028.89 km[1]，已成为全省防洪体系的重要组成部分，保护了人民的生命和财产安全，减轻了国家的经济损失。江西省绝大部分堤防建于20世纪50—70年代，建设标准低、工程质量差，加之长期运行投入不足，维修养护不到位，存在较多的安全隐患。堤防边坡防护是堤防安全的重要保障，也是堤防除险加固工程建设的重要组成部分。在以往的堤防护坡形式上，主要考虑的是其防洪功能，而对环境与生态功能缺乏考虑。随着经济社会的发展，水生态文明建设成为当今水利改革发展的重要课题，因此堤防工程不仅需要具备防洪、防汛的基本功能，也需要兼顾景观美学与生态效益等功能。

目前，江西省堤防临水面多采用混凝土、浆砌石等硬质材料护坡，背水面主要采用播种草籽进行防护或让其自然恢复。硬质护坡虽然稳定性高，但影响堤容堤貌和周边环境；自然恢复和播种草籽防护则普遍存在坡面高秆杂草及灌木繁多，影响日常河道管理、汛期查险除险和堤防景观等问题。

1 堤防边坡防护的重要性

堤防是防御洪水泛滥，保护居民和工农业生产的主要措施。堤防护坡在增加边坡稳定、减少水土流失等方面有着很大的作用。如植被冠层、地表枯枝落叶层及地下根系通过截留降雨、蒸腾、增加入渗等减少径流、降低坡体孔隙水压力、削弱溅蚀，抑制坡面土壤侵蚀；地下浅层根系通过加筋作用增加根际土层的机械强度，深层根系起到预应力锚杆作用，增加土体的迁移阻力，提高土层对滑移的抵抗力；硬质护坡对保证堤防安全也具有重要作用，如混凝土、浆砌石、生态袋等介质阻隔流水直接与土体接触，从而减缓冲刷，起到稳定边坡、减少水土流失的作用。

此外，边坡防护植物的存在使人工环境逐渐向近自然状态转变，为生物的生存和繁衍提供了有利的场所。植物可净化大气、调节小气候、降低噪声和光污染[2]，同时绿色植物还可通过其固有的色彩、形态等个性特色和群体景观效应改变传统工程护坡的灰色效应，提升环境的景观功能和价值。

2 江西省堤防护坡的主要形式

根据文献资料，为保障堤防安全，目前江西省堤防临水面主要有现浇混凝土护坡、混凝土预制块护坡等传统硬质护坡形式，也有部分防护等级较低的堤防采用生态混凝土护坡等生态护坡形式；而背水面则多为播种草籽护坡和自然恢复边坡等形式(表1)。

2.1 传统硬质护坡

传统硬质护坡通常适用于防护等级较高和人口聚集、影响较大的堤防。目前江西省的堤防，无论是大江大河还是支流渠道，临水面主要采取传统硬质护坡。传统硬质护坡的主要形式有现浇混凝土护坡、铰接式混凝土护坡、模袋混凝土护坡、干/浆砌石护坡、混凝土预制块护坡、钢筋混凝土护坡等[3]，不仅可以在短时间内形成对坡面的防护，而且可以有效防止水土流失，对于防止滑坡、维持边坡稳定非常有效。但传统硬质护坡成本较高，一般为播种草籽护坡的8～10倍，而且严重破坏了生物生存、栖息、繁衍的环境，隔断了水域生态系统与陆地生态系统的交流与联系，不利于河流水体自净能力的发挥和自然生态系统的恢复[4]。此外，硬质护坡采用的混凝土一般含有改善性能的早强剂、防冻剂和缓凝剂等外加剂，部分混凝土长时间浸泡在水中，这些物质溶解在水体中或与水体发生反应，逐渐导致河水水质下降，对河流环境产生不良影响[2]。

表1 堤防护坡形式的分类及其优缺点

2.2 自然恢复边坡

自然恢复是指对生态系统停止人为干扰，以减轻其负荷，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展[5]。目前江西省部分堤防背水面仍然采用自然恢复的方式进行防护。土质边坡自然恢复初期，边坡裸露，坡面越长、坡比越大，水土流失越严重，水土流失导致边坡稳定系数下降、抗滑力降低，从而造成堤防安全隐患[6]。此外，自然恢复边坡普遍存在高秆杂草及灌木繁多、景观效果差等问题，严重影响了堤防的日常管理和汛期查险除险。

2.3 生态护坡

生态护坡是基于城市河道生态功能提出的护坡形式[7-8]。随着护坡理论的日趋完善，生态护坡技术得以迅速发展。目前用于江西省堤防的生态护坡技术主要分为以下三类。

(1)硬质生态护坡。硬质生态护坡技术是指以钢筋、混凝土等硬质结构为基础，种植植物或以其他方式进行绿化的生态护坡技术。江西省采用的硬质生态护坡形式主要有生态混凝土护坡、孔洞型护坡、石笼复合种植基护坡、植被混凝土护坡等[9-11]。其特点在于满足防护要求的同时，能够兼顾坡面的景观与生态效益。但因其平均造价为播种草籽护坡的10倍以上，故应用范围受限。

(2)柔性生态护坡。柔性生态护坡技术是指以聚合纤维、网袋、自然纤维为结构基础，在其上或其中装填或黏结土壤等种植基，种植植物或以其他方式进行绿化的生态护坡技术。江西省采用的柔性生态护坡形式主要有生态袋护坡、土工网垫固土种植基护坡、灌注型植生卷材护坡、植生带护坡等[12-13]。柔性生态护坡兼顾了生态防护和生态景观效益，但由于其防护强度一般，不适合用于防洪等级较高的河岸边坡，并且造价高，平均造价为播种草籽护坡的15倍以上，因此推广应用受到较大限制。

(3)全生物护坡。全生物护坡技术是指完全依靠存活或已死亡的生物体作为护坡材料，利用植物的截水保土能力，达到减少坡面水土流失,满足坡面景观和生态效果，甚至利用栽植的植物达到一定经济效果的防护技术。江西省采用的全生物护坡形式主要有草皮护坡、播种草籽护坡、栽植植物营养体(根、茎、叶)护坡，以及土壤生物工程(土壤保持、地表加固、生物-工程综合保护技术等)[14]护坡等。全生物护坡技术具有成本低、绿化和景观效果好、生态效果佳等特点，但抗压及抗剪强度低，一般适用于坡度较小的背水面堤防生态护坡。

3 研究展望

江西省目前的堤防防护体系基本上可以满足应有的防护效果。建议在以后的堤防护坡工程中，根据不同的堤防防护等级有针对性地采取相应的护坡形式，对堤防的背水面及防洪要求不高的堤防临水面建议多采用播种草籽护坡、栽植植物营养体护坡等生态护坡形式。同时，为了适应社会对水生态文明建设的更高要求，提高堤防的生态功能、景观效果和水土保持效果，建议围绕以下几方面开展相关研究。

(1)加强堤防护坡植物的整理和选育工作。目前用于江西省堤防防护的植物竞争能力差，生态优势不明显，圩堤坡面杂草丛生现象普遍，严重影响堤容堤貌，且大部分植物长得较高，给汛期巡堤查险带来较大困难，仅有的少数优良护坡植物繁殖难度也较大。因此，整理和寻找适合江西省堤防防护的低矮匍匐植物，并通过选育手段对野生品种进行改良，筛选出适应性强、易于推广、低矮匍匐的植物品种具有重要意义。

(2)加强生态护坡的研发工作。目前，国内市场上主要的生态护坡技术防护功能较差，不能满足大江大河迎水面的防护要求；部分可以满足防护要求的硬质生态护坡施工成本较高，主要用于景观要求较高的城市内河迎水面堤防。因此，一方面，要研究如何改善胶结材料，在提高强度、提高防护功能的情况下不影响生态功能；另一方面，要研究和改善施工工艺，研发成本低廉的生态防护材料。

[1] 江西省水利厅,江西省统计局.江西省第一次水利普查公报[J].江西水利科技,2013，39(2):79-82.

[2] 刘萌.城镇河道生态护坡材料筛选及其生态健康评价研究[D].济南:山东师范大学,2013:2-4.

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[5] 金建红.边坡生态恢复植物调查与适应性研究[D].杭州:浙江大学,2012:2-3.

[6] 倪武杰.土质边坡破坏机理及稳定性研究[D].西安:长安大学,2010:50-51.

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[8] 罗楠.生态护坡在河道治污工程中的应用[J].中国水土保持,2006(6):32-33.

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[10] 谭维林.锌铝低碳钢丝合金石笼网箱护坡技术[J].吉林水利,2010(10):69-70.

[11] 刘高鹏,金章利,牛海波,等.济南奥体中心山体边坡断崖面生态修复模式及效果[J].中国水土保持,2010(7):26-28.

[12] 胡利文,陈汉宁.锚固三维网生态防护理论及其在边坡工程中的应用[J].水运工程,2003(4):13-15.

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[14] 汪洋.城镇河流生态护坡系统的建立与评价研究[D].扬州:扬州大学,2005：9-12.

(责任编辑 徐素霞)

江西省水利科技重大项目(KT201313)

S157.2；TV861

C

1000-0941(2017)02-0032-03

喻驰方(1987—)，男，江西南昌市人，工程师，硕士，从事水土保持监测工作；通信作者陶理志(1968—)，男，江西南昌市人，高级工程师，学士，从事河道湖泊管理工作。

2016-05-15