试析东海县鲁兰河治理工程中的生态护坡应用

张涛 单文强

摘 要：与传统护坡形式相比，生态护坡既可以促进新水的循环流通，保障河道生态系统平衡，又可以保证河道坡岸的安全性。同时，生态护坡还具有技术单一，施工简便，绿化景观协调性好等优势特点，在河道治理工程中有极高的应用价值。为此，全面探究生态护坡形式在河道治理中的应用尤为重要。

关键词：生态护坡;河道治理;绿化景观

合理利用生态护坡技术，可以使河道岸坡与周围生态系统保持协调性，改善生态环境品质，美化城市环境。在河道治理中采用生态护坡技术，对于经济建设与生态文明建设的协同进步具有重要意义。本文将论述鲁兰河治理的基本概况及生态护坡的实际作用，进而在此基础上，探究生态护坡在河道治理中的应用形式。

1鲁兰河治理的基本概况

1.1工程概况

鲁兰河位于新沭河的南部，陇海铁路北，源出于马陵山，羽山;石安河开挖以后，截去上游支流，仅有石安河以下的埝河及范埠河等主要支流汇入，东在富安附近入蔷薇河。鲁兰河是沭南地区的主要排洪河道，全长39.48km，其中，东海县境内长27.10km，连云港市海州区境内长12.38km，集水面积309.15km2，其中石安河以下10m以上的为142km2，还承接石安河分别从埝河闸及范埠闸下泄的部分洪水。从1952年开始，曾对鲁兰河进行多次治理，1978年～1979年第一期规模较大，即按设计完成了从富安桥至张桥闸20km的土方和部分主要建筑物配套工程;1992年冬完成鲁兰河第二期工程，主要项目是对张桥闸至上湾坝段10km的土方疏浚和相应的建筑物配套工程，此次开挖河道河底宽为30～60m，河底高程为0～1m，边坡1：3，堤防标准顶宽8m，外坡比1：2，内坡比1：3，顶高程12.0～9.0m。至今已多年未疏浚，现状河道水土流失严重，河床淤积、过水断面缩小、输水能力衰减。

鲁兰河总长39.48km，其中，上、中游段位于东海县境内，全长27.10km。上游段（埝河闸～上湾坝闸）长8.95km，中游段（上湾坝闸～高桥河口）长18.15km。

上游段河道中泓底宽0.90～10.75m，底高程约13.71～7.25m，河底综合比降7.240/000。上游段河道左侧滩面宽0.00～10.08m，滩面高程19.62～9.05m;河道右侧滩面宽0.00～5.68m，滩面高程19.88～9.03m;左堤堤顶高程19.62～9.95m，右堤堤顶高程19.88～10.31m。上游段现状河道不规则，杂乱不堪，河槽弯曲狭窄，河堤坦化严重，有3.2km河道无堤防。

中游段河道中泓底宽9.16～56.80m，底高程約-4.01～6.70m，河底综合比降5.90/000。河道左侧滩面宽83.31～271.35m，滩面高程3.90～8.62m;河道右侧滩面6.73～229.68m，滩面高程3.90～9.35m。左堤堤顶高程11.73～8.46m，堤顶宽度9.04～2.46m，右堤堤顶高程11.67～8.70m，堤顶宽度19.70～3.01m，中游段现状堤防多数完好。

范埠河属鲁兰河支流，南起石安河范埠闸，北至埝河，全长7.36km，汇水面积为36.3km2，主要功能为防洪、排涝和引水灌溉。中泓底宽1.35～5.60m，底高程约11.63～6.68m，河底综合比降6.720/000。上游段河道左侧滩面宽1.18～4.08m，滩面高程19.30～9.20m;河道右侧滩面宽0.19～3.83m，滩面高程21.70～9.85m;左堤堤顶高程19.30～10.13m，右堤堤顶高程21.70～10.35m，有1.8km河道现状无堤防，其余堤防多数完好。

鲁兰河流域区内除涝面积约46.37万亩，保护人口约39.24万人，随着近年来，鲁兰河沿线乡镇经济的持续快速发展，鲁兰河河道除涝标准偏低、排水不畅等问题日益凸现，在一定程度上制约了沿线社会经济的进一步发展。而且鲁兰河沿线建筑物较多，修建年代久远、多为圬工结构，站身损毁，泵房破损、漏雨，机电启闭设备陈旧、效率低，闸门多为砼闸门、漏水，排架、工作桥老化严重，露筋锈蚀且无工作房，启闭机螺杆弯曲、无法正常启闭，闸顶高程不足，不能起到防洪保安作用，严重影响灌溉、排涝效益的正常发挥。为提高鲁兰河防洪、排涝标准，适应区域社会经济发展，实施连云港市鲁兰河治理工程已势在必行。

1.2主要建设内容

治理河道长32km，加固堤防12.01km。河道防护6处，其中鲁兰河河道防护3处，范埠河3处。拆建、改造、新建建筑物工程27座。新建防汛道路33.22km。

1.3工程投资及工期

本工程概算投资13853万元，省级以上补助投资9697万元。工程建设工期为18个月。

2生态护坡的基本功能

河道治理是顺应经济社会与生态社会发展的必然选择。河道治理要顺从河道生态系统的客观演变规律，稳定水流流态，改善河道边界条件，保障生态平衡[1]。

河道治理包括多种工程措施，如提防工程、护岸工程、疏浚工程等。各种工程措施的应用目的不同。提防工程的主要目的是修筑堤防，提升水位限容量，阻挡洪水;护岸工程的主要目的是增强坡岸的抗冲刷能力，避免坡岸在持续强降雨天气下出现垮塌;疏浚工程的目的是疏通河道，促进新水循环，改善水质。

生态护坡集地质学、生态学及工程力学等多学科于一体。生态护坡技术是一项工程与植物相结合的护坡技术。在坡岸种植绿化植物，利用植物根系的自然生长，达到稳固土壤的目的，防止水土流失，增强坡岸的安全性。

生态护坡的功能集中体现在如下三方面：其一，护坡。植物根系的垂直生长，可以稳固土壤结构，进一步增强坡岸的安全性。植物深根的垂直生长可以穿透坡面表层的松散土层，锚固到深层的稳定岩土层，起到预应力锚固的作用。

其二，水土保持。植物可以减缓暴雨洪水对坡岸的冲击，防止水土流失。在持续强降雨天气，坡岸的地表径流大幅度增加，坡岸的承载压力也不断增大。一旦地表水体压力超过坡岸的承载负荷限度，就会导致水土流失，甚至是滑坡。一方面，坡岸上种植的绿色植物可以蒸腾和吸收坡体表面水分，减轻坡岸的水体压力，提高坡岸的抗剪强度与承载能力[2]。另一方面，若降水量较少，在地表径流落到坡体前就能够被植物截留，或者蒸发到大气中，削弱地表径流对坡岸的冲击。

其三，改善生态环境，维持生物物种多样性。岸坡植被既可以过滤泥沙，净化水土，改善水质，又可以为生物物种提供适宜的栖息地。此外，岸坡植被还可以降低噪音分贝，控制土壤沙化，溶解有机污染物，调节空气温湿度。

3生态护坡技术在河道治理中应用形式

针对生态护坡技术的应用而言，具体可以从土工材料法与草皮种植结合、植物固土、生态混凝土护坡、生态箱（袋）护坡技术等几方面进行，下面本文就将对此进行详细论述。

3.1土工材料法与草皮种植结合方法

3.1.1土工材料方法

在护坡施工中，较为常见的土工材料法就是喷塑金属网工格栅法。整个岸坡由金属网、碎石、种植型土壤组成。其中，金属网以镀锌铁丝网和喷塑铁丝网为主。需要格外强调的是，由于金属网长期安置在潮湿环境中，所以镀锌铁丝网极易遭受腐蚀。相较而言，喷塑铁丝网的使用寿命更长。喷塑铁丝网与碎石混合，既可以调节水流速度，又可以增加植物根系的抗冲击力。总而言之，在河道治理的护坡工程中，采用土工材料法，可以为水生动植物提供良好的生存环境，保障河道生态系统平衡[3]。

3.1.2草皮种植结合方法

在护坡工程中，草皮种植结合法以土工网垫层固土种植基和土工格固土种植基两种形式为主。土工网垫层由聚乙烯、聚丙烯等有机高分子材料构成，同时，在种植型土壤中播撒草籽，形成完整的复合种植基。由于各地区坡岸的地理位置与土壤环境不同，土工网垫层形式也各不相同。常见的土工网垫层包括平行网和多层网两种形式。

在土工网格中填充种植型土壤，掺杂适量的砂砾土改善土壤条件，可以促进草皮的正常生长。通常情况下，多采用人工作业的方式对土工网垫层进行铺设，且在播撒草籽时，喷洒适量的水分，以增加草籽出芽率。总而言之，铺设土工格，种植草皮，可以增强岸坡的摩擦阻力，维护岸坡的安全性。

3.2植物固土方法

植物固土方法，是指在岸坡上种植根系发达的植物，植物根系在生长过程中会垂直深入到深层土壤中，达到锚固土层的作用。采用植物固土法，既可以加固土壤，预防水土流失，又可以美化环境，净化空气，满足人们的环保生活需求以及城市生态文明建设需求。

河道护坡工程中常用的固土植物主要包括紫穗槐、迎春、紫叶矮樱、三裂绣线菊、麦冬、石竹、凌霄、地锦、常春藤等。由于南北方的氣候条件差异较大，所以有必要秉承因地制宜的基本原则，根据区域的气候环境特点，选择适宜的固土植物。

3.3生态混凝土护坡技术

生态混凝土护坡技术，是指通过严选施工材料与施工工艺，制造结构特殊，功能完善的混凝土岸坡，达到丰富景观层次，净化水质，完善生态系统的目的。按照功能性差异，可以将生态混凝土划分为生物相容型和环境友好型两大类。生物相容型生态混凝土是指能够与动植物和谐共存，美化环境，保障生态系统平衡的混凝土。生物相容型生态混凝土也可以简称为生物混凝土。

环境友好型生态混凝土是指生产、使用以及解体等各个过程，可以显著减轻生态环境负荷的混凝土。通常来说，环境友好型生态混凝土多用于改善河道绿化环境。此类型生态混凝土在护坡施工中的应用流程如下：按照一定的比例进行配制，在施工现场开展搅拌、浇筑与养护工作。在已经成型的混凝土结构表面上覆盖一层土壤，当植物根系穿透混凝土结构，锚固到深层土壤中时，形成植生型生态混凝土护坡体系。需要格外强调的是，无论是生物相容型生态混凝土，还是环境友好型生态混凝土，对混凝土的强度都具有一定的要求。

在河道岸坡施工过程中，采用生态混凝土护坡技术，这既可以保护堤岸边坡，又可以增强坡岸的排水能力。这主要是因为生态混凝土具有良好的透水性与排水性。此外，生态混凝土还具有一定的过滤能力与抵抗能力，能够维持整个河道岸坡的安全稳定性。生态混凝土具有连续孔隙，可以在植物生长的关键周期提供充足的水分和空气。同时，孔隙也为微生物的繁殖提供了良好的场所，有助于提高水体的净化能力。总而言之，在河道治理的边坡工程中，采用生态混凝土护坡技术具有良好的效果，值得大范围推广应用。

3.4生态箱（袋）护坡技术

与土工网格护坡形式相比，生态箱护坡形式在诸多方面都体现出卓越的优势。生态箱护坡形式的主要功能是借助箱体的灵活移动，满足自我繁殖需求，创造长久且稳定的经济效益与生态效益。在实际施工过程中，可通过对具有渗水性和透气性的箱体进行合理布置，形成对应的效果。另外，采用生态箱护坡形式，还可以借助不同网箱内的不同类型植物的搭配，加强生物物种多样性。在生态箱护坡施工过程中，按照箱体材料差异可分为土工格式、生态格式、生态袋式等多种形式。

4结束语

近年来，河道环境问题受到社会各界的高度重视，各地区也逐步加大河道治理方面的投入力度。在河道治理过程中，采用生态护坡技术可以保护河道生态环境，而且生态护坡结构还可以协调水生生物与陆生生物之间的关系，改善生态效能，加强护坡效果。再者，生态护坡还可以降低水土流失问题的出现几率，保证河道岸坡的安全稳定性。这对于改善城市生态环境，加快生态文明建设进程具有关键意义。

参考文献：

[1]徐君.河道治理中的生态护坡技术分析[J].农家参谋.2019（01）：194-194.

[2]丁艳.生态护坡在河道治理中的应用[J].河南水利与南水北调.2018（11）：12-13.

[3]陈光中.生态护坡技术在河道治理中的应用[J].陕西水利.2018（S1）：148-149.

（江苏省连云港市东海县水务局鲁兰河堤防管理所，江苏 东海 222300）