建设“花盆式”河道生态护岸的新技术应用——以高邮市东部新城腰庄河治理为例

胡 阳， 钱明海， 赵建军， 沈长华， 孙 尹， 张有松

(1.高邮市水利局， 江苏 扬州 220000; 2.高邮市水务产业投资集团有限公司， 江苏 扬州 220000)

1 概 述

随着社会的发展与进步，人类在保护河道既有功能的前提下，逐步转变成实现人与水和谐共生。高邮市近10年来，围绕“清水、活水，不淹、不涝”工程，打造“水清、岸绿、流畅、宜居、景美”城市，逐年推进实施城市河道综合治理工作，取得了一定的成效，积累了一些经验，探索出一套城河治理模式。即，城市河道由单一的防洪除涝，转变成集生态良好、环境宜居、景观绿化等综合效应为一体的文明场所，使人类活动、经济社会发展与生态环境相协调，实现水资源可持续利用；河道整治工程建设从混凝土、浆砌块石、仿木桩等直立式挡墙护岸，不断演变成“会呼吸”“花盆式”“生态型”断面立体生态护岸，经过不断探索、大胆尝试应用生态框等新技术，经过治理的多条生态型“花盆式”河道，为改善城区生态环境、投资环境、营商环境和宜居环境作出了较大的贡献。

2 生态框的新技术特性分析

“花盆式”河道护岸主要材料是框架式生态型混凝土预制构件和自然的土料，外观很像一只花盆，形象地称之为“花盆式”生态框，将生态理念贯穿于河道治理的全过程。生态框具有较好的生态保护功能，制作工艺简便，景观效应良好等优势。

2.1 生态框的生态功能

由于生态框采用框架式孔洞设计造型，所以它具有良好的透气、透水的特性。生态框的功能一是有效地改善水体环境，促进地表水与地下水互相渗透，保护微生物生长繁殖；二是有效地预防水土流失，在生态框内侧铺设土工材料，进行水土保持，预防水土流失率达到90%；三是有效地提高植被覆盖率，在生态框内培土，种植草种、铺设草皮、栽植矮杆植物，河岸土表植被覆盖率超过95%。

2.2 生态框的制作工艺

生态框的主要原材料是水泥、砂和碎石，市场化采购和运输都很便捷。生态框的制作工艺：制作模型—搅拌混凝土(将水泥、砂和碎石按照一定的比例，加水搅拌后形成的混合物；如需色彩，加适度的调料即可)—浇筑成形—专业保养—完成达到设计强度的生态框产品。生态框可以工场化集中批量生产，也可以在工地就地取材，进行量化制作。大部分工序采取机械化流水作业，减少人力、缩短工期、提高生产效率和经济效益。

2.3 生态框的景观效应。

生态框叠加成河道护岸，有效地改善了河流的景观效应，增强了人们感官效果。生态框的叠加，将河道护岸的形式由平板直面打造成折叠式或波浪式曲面，增强立体视觉效果；在制作生态框的过程中，掺入匹配的有色元素，加工成各种与环境相协调的彩色“花盆”，叠加拼接成图案或文字，增强美化景观的效果；根据河流的流向及周边建筑物的特性，栽植绿化植物，完善河道及周边的环境生态，让市民有足够的休闲养生场所，扩大社会影响，提升城市品位，增强绿色观赏效果。

3 建设河道生态护岸的特性分析

开展“花盆式”河道生态护岸的研究和实践，引进生态理念和新技术、新模式，有利于河流护岸建设技术不断革新，有利于河流生态保护理念新的提升，有利于促进经济社会的可持续发展。

3.1 “花盆式”河道生态护岸的工程特性

“花盆式”河道护岸具有保护河道的基本功能、施工简单便捷、防止水土流失等多种工程特性。

3.1.1 “花盆式”护岸河道的基本特性

“花盆式”河道生态护岸能够完善河道的“保水”“活水”“排水”等基本功能。在河道“保水”方面，通过护岸及必需的控制性水工建筑物，使河道内常年留得住水，保证有足额的水量和一定的运行水位，让人与水有着自然亲近的感觉。在河道“活水”方面，按照水系划分等级，将河道建成纵横交叉、相互连通的网络状态，有固定的水源地和提水设施，让河道的水流动而活起来，增加水的灵性。在河道“排水”方面，有足够的过水断面，多雨季节，保证该流域多余的涝水及时排除，不受洪水的侵害，让城市不淹不涝，百姓居有定所。

3.1.2 “花盆式”河道护岸施工工艺特性

“花盆式”河道护岸施工的工艺流程为：河道流向放线放样—河道清淤、岸坡基础处理—生态框制作及运输进场—生态框安装—生态框内置物填充(土工布、土料充填密实等)—护岸植物绿化、亮化布设—河道周边环境景点打造—进入下一河段循环作业(图1)。

图1 “花盆式”河道护岸施工工艺流程图

“花盆式”河道护岸施工具有以下工艺特点：一是材料的易购性，生态框的主要材料是水泥、砂和碎石以及自然土料，建筑材料市场供应充足，采购运输都较为便捷，生态框的填充材料一般就地取材，利用自然土料，也可以筛选利用施工现场的废弃物料(如多余的砂石材料，弃土等)；二是制作的方便性，由于河道工程施工都是条状线性的分布特点，所以生态框制作一般采取工场化集中制作，可以提前加工预制，或者直接向企业定购生态框成品，成品达到一定的强度后，运输至河道现场安装，既可以保证质量好、速度快、效率高，又可以有效地缩短工期；三是安装的灵活性，采用人机结合的方式安装生态框，操作简单、节省人力，节约辅材，生态框内部填充物使用机械化作业，最大限度地消化工程废弃土石材料，节约成本，填充物机械化施工，密实效果好，生产效率高；四是环境的适应性，对生态框之间的连接件可以用刚性螺栓，也可以用柔性好强度适中的绳索，通过调节连接件的长度，适应河道断面弯曲以及坡面变形，不会对工程质量以及整体外观产生影响。

3.1.3 “花盆式”护岸河道防治水土流失效果分析

河道护岸工程的主要作用和目的是防止河堤坍塌和防治水土流失，生态框河道护岸能够起到稳固河床，预防水土流失的作用。一是生态框是用水泥混凝土浇筑成形的框架式刚性构件，混凝土强度一般在C35以上，能够满足护体表面强度的要求，不会变形，有效地起到稳固河床的作用；二是生态框连接件是可调节的“拉杆”，生态框叠加通过连接件稳固，保证河道走势总体稳定，调节“拉杆”的长度和弯曲变形，适应河道弯曲以及基底变形，同时保证护岸工程整体稳定；三是防治水土流失，通过内设在生态框的土工材料，既能够预防水土流失，又可以涵养土壤水分和养分，还有利于植物根系附着生长，微生物游走通道；四是经久耐用，生态框的结构材料以及内设的土工材料具有耐腐蚀、抗磨损的特性，可以按照工程设计的使用年限，维护运行费用较低。

3.2 “花盆式”河道护岸的生态特性

“花盆式”河道护岸建成后，护岸的表面与自然的土层接近，裸露土表植被覆盖率90%以上，形成了生态型的河道护岸。首先，生态框之间间隙和土壤的孔隙率形成了千千万万条“呼吸”通道，雨水季节，雨水渗透土层，滋润植物生长，多余的雨水通过地表径流汇入河道里，也湿润植物的根茎叶；干燥无雨的时候，河道活水渗入土壤，并融入各种营养，通过植物根系吸收，“输送”到植物全身，促进植物生长。其次，在底部的生态框内，植入挺水植物，通过河道水体的自然流动，可以去除水体中的富营养成份和部分有害物质，起到自然净化水体的功效。再次，生态框的空隙有利于鱼虾龟蟹筑巢栖息、觅食产卵、繁殖后代，也有利于各种微生物的生存，形成局部范围内的良性生物圈。

3.3 “花盆式”河道护岸的社会经济特性

“花盆式”河道护岸的建设，体现出“四化”社会效应。一是土地空间节约最大化。城市河道都是在城市狭长的条状地带，“花盆式”护岸的河道边坡比例可以做到最大限度，节约的空间留给堤岸、湿地等，结合城市项目建设，可以建造一些亲水平台、邻水小路、市民广场等健身娱乐休闲场所，给城市居民更多的亲近水源、亲近自然的享受。二是周边环境绿色最美化。河道的“五沿”(沿街、沿路、沿堤、沿边、沿角)地带，结合周边环境特点，统一规划，安装色调相匹配“生态框”，种植叶色相协调的植被。三是夜景小品独特最靓化。购置独具风格的街灯、路灯、草坪灯等，打造符合风土人情的景观雕塑、亭台楼阁、小桥流水的建筑小品，形成靓丽的风景线。四是投资成本控制最小化。生态框的填充物大量使用河道开挖的土料，就地取材，施工简便，机动性强，工期缩短。一方面使用自然的土石材料，减少建筑垃圾的生成，节约工程投资；另一方面减少了运输的压力，降低了工程直接成本，提高了工程经济效益。因此，使用生态框河道护岸，能够有效地控制项目投资，做到经济社会效益最大化、成本投资最小化。

4 “花盆式”生态护岸新技术应用实例

腰庄河是高邮市东部新城的一条南北向的重要“水路”，该河位于捍海路西侧，现状为北起北澄子河，南至南关干渠，总长度5 195m。原状为间断式“竹节”河，有水面的河段长度累计约1 318m，河床淤积严重，河岸垃圾遍地，河水又黑又臭，卫生状况难以启齿，附近居民叫苦不迭。

2018年，根据东部新城防洪排涝规划、水生态规划以及城市建设发展规划的要求，结合捍海路改造实施方案，厘清“清水、活水”思路，全面整治腰庄河及周边环境，打通“竹节”，疏通河道，连通水系，贯通水体，总投资1.95亿元。腰庄河整治工程(图2)于2018年1月开工，4月18日完工，6月30日休闲式公园对市民开放。工程主要实施内容：疏浚河道淤泥，整治周边环境；修建生态型护岸护坡；建设引水、保水、排水、涵水等建筑物；铺设生活污水截污管道；配套景观小品、绿化植被、健身器材、休闲设施等。

图2 腰庄河整治工程

腰庄河整治工程的成功实施，为东部新城提供了防洪除涝的安全保障，为城区“清水活水”提供了清晰的“水路”，为河道生态环境提升了品位，特别是河道两岸的“花盆式”生态框提供了一道靓丽的风景线。工程建设的新技术应用体会有三：一是应用河道护岸新技术。“花盆式”生态框护岸实现了施工的技术创新、工艺创新，周期缩短，使水体与土表充分接触，充分“吸收”自然营养，是一种集防护、生态、景观、美化等效应于一体的新型河道护岸技术；二是满足人水和谐的新需求。水与绿交相辉映，人与水和谐共生，“花盆式”生态框护岸的实施，将河道岸坡防护与河畔植被连成一体，形成了一种新型护岸形式，实现了人水和谐的新局面；三是开展现代水利的新尝试。“花盆式”生态框护岸有助于鱼虾等水生生物生长繁殖，有助于水中各种微生物的栖息繁衍，有助于市民亲近水体、亲近自然的生活体验，有助于实现现代水利建设的新途径。工程建设尝试融合水利学、生物学、生态学、环境学、美学等多学科为一体的现代水利工程建造技术，成功开展了现代水利的新实践。

5 “花盆式”生态框护岸新技术的应用前景

“花盆式”生态框护岸新技术具有广泛而又良好的应用前景：一是水利工程中预防水土流失，河道护岸护坡，水库岸边防护，湖泊湿地边坡维护等；二是道路工程施工中，路基边坡边坎防护，生态挡土墙堆砌，路牙生态隔离带维护等；三是山体坡面生态修复工程中，矿山绿化修复，山体植被生态修复等；四是园林景观打造工程中，城市人工园林，河道景观布设，住宅小区外围坡面绿化维护、生态隔离带等；五是实施应急处置项目工程中，坡体坍塌应急处理，沙漠化周边绿化处理，自然保护区隔离带(边坡界)应急处理，河湖海岸的防浪墙应急处理等。

6 结 语

目前，城市河道治理过程中，周边环境生态化、城市空间布局合理化、街景小区景观化要求越来越高，因此，高邮市东部新城腰庄河治理过程中，引进生态理念，大胆尝试、大胆实践，总结了“花盆式”“会呼吸”的生态型河道护岸新技术的成功经验，使人们在河道整治、河岸防护过程中具有更加亲近自然、爱护自然的感官认同。