生态护坡在河道整治工程中的应用

【摘要】河道生态建设是融现代水利工程学、环境科学、生物科学、生态学、美学等学科为一体的水利工程。它是在不影响岸坡安全性、耐久性的前提下，充分考虑生态效果，把河岸由传统的结构改造成为水体和陆地、生物相互作用的，适合生物生长发育的区域，最终使受损河流尽可能恢复至近自然或人们期望的状态，实现其生态服务功能。

【关键词】河道整治;设计;生态护坡

传统的河道治理往往只考虑河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运等功能，较少考虑河道的生态或环境工程，因此河道的护坡结构多采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料，使河道的环境条件模式化，并使生物种类单一化。

1、生态护坡的设计原则

生态护坡是指利用植物或者植物与土木工程相结合，对河道坡面进行防护的一种新型防护形式。生态护坡应该同时具有岸坡稳定、透水透气、固土护坡、空间延伸的特点，有利于植物、动物以及人类的生存发展。根据国内外生态护坡的成功经验，结合各河道的特点，生态护坡的设计应兼顾以下原则：

1.1水力稳定性原则

护坡的设计首先应满足岸坡稳定的要求。岸坡的不稳定性因素主要有：①由于岸坡面逐步冲刷引起的不稳定;②由于表层土滑动破坏引起的不稳定;③由于深层土滑动引起的不稳定。

1.2 生态原则

生态护坡设计应与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小。设计应以尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。主要包含以下三个方面：

1.2.1当地原则

设计应因地制宜，在对当地自然环境充分了解的基础上，进行与当地自然环境相和谐的设计。包括：①尊重传统文化和乡土知识;②适应场所自然过程，设计时要将这些带有场所特征的自然因素考虑进去，从而维护场所的健康;③根据当地实际情况，尽量使用当地材料、植物和建材，使生态护坡与当地自然条件相和谐。

1.2.2保护与节约自然资源原则

对于自然生态系统的物流和能流，生态设计强调的解决之道有4条：①保护不可再生资源;②尽可能减少能源、土地、水、生物资源的使用，提高使用效率;③利用原有材料，包括植被、土壤、砖石等，大大节约资源和能源的耗费;④尽量让护坡处于良性循环中，从而使资源可以再生。

1.2.3回归自然原则

自然生态系统为维持人类生存和满足其需要提供各种条件和过程，着重体现在：①自然界每一个健康生态系统，都有完善的食物链和营养级，所以生态设计应使系统处于健康状态;②在生态系统边缘带，有更活跃的能流和物流，具有丰富的物种和更高的生产力，河道岸坡作为水体生态与陆地生态之间的边缘带，在设计时应充分考虑其边缘效应;③保持有效数量的动植物种群，保护各种类型及多种演替阶段的生态系统，尊重各种生态过程及自然的干扰。

2、生态护坡的形式

2.1单纯植物措施护岸

单纯植物护坡技术是指河道生态建设中全部采用植物进行河岸岸坡保护的技术。该技术主要用于河道堤岸坡度相对较缓、确定性较好、土层深厚且种植层与地下层连接的河道堤岸防护。单纯植物护坡技术主要指乔灌草结合的护坡技术，是指从河道堤岸坡脚至坡顶依次种植沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生和中生植物等一系列护坡植物，形成多层次生态防护，兼顾生态功能和景观功能的堤岸防护技术。

2.2土工材料系列护坡

土工合成材料系指岩土工程中应用的合成材料的总称。土工合成材料包括土工织物、土工膜、土工特种材料、土工复合材料四大类。土工合成材料护坡是指在河道岸坡防护中，采用土工合成材料，对河岸岸坡进行加固处理的一种技术。目前应用于河道治理中的主要土工材料加固技术有：无纺土工布反滤、生态袋护坡、土工栅格加筋土、三维土工网垫护坡等。

2.3石笼防护系列护坡

石笼防护结构是指用特定材料编制成网箱并填充石料形成的一种防护结构，目前中小流域治理中用的较多的一种为格宾结构。格宾防护结构，是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳钢丝，用六角网捻网机编制成平面网格状，在施工现场组装成不同尺寸规格的网箱（宾格）或网垫（雷诺护垫），填充石料形成柔性的、自透水的、整体性的防护结构。

2.4生态混凝土系列护坡

生态混凝土，就是通过材料筛选、添加功能性添加剂、采用特殊工艺制造出来的具有特殊结构与功能，能减少环境负荷，提高与生态环境的相协调性，并能为环保做出贡献的混凝土。生态混凝土护坡是利用生态混凝土具有相互贯通孔洞这一特性，实现地下水体的正常交往，同时混凝土面层的植物根系可通过孔洞进入基础土壤，起到加筋作用，进一步增强防护结构的强度。

2.5混凝土与浆砌石（干砌石）系列护坡

该系列主要以传统材料（混凝土、浆砌石、干砌石）为主要材料制成支护结构，目前在中小河流治理工程中使用较多的主要有以下三种结构形式：（1）开孔预制块组成的护坡结构，包括：1）空心六方块护坡;2）铰接、连锁式预制块护坡;3）自嵌式混凝土块挡墙（护坡）;（2）现浇框格护坡，包括：1）浆砌石框格干砌块石护坡;2）浆砌挡墙与石笼组合挡墙;（3）全封闭式护坡：1）浆砌石护坡;2）预制混凝土块护坡;3）浆砌石（混凝土）挡墙护坡。

3、生态护坡的功能

（1）护坡功能：植被的深根有锚固作用、浅根有加筋作用;

（2）防止水土流失：能降低坡体孔隙水压力、截留降雨、削弱溅蚀、控制土粒流失;

（3）改善环境功能：植被能恢复被破坏的生态环境，降低噪音，减少光污染，保障行车安全，促进有机污染物的降解，净化空气，调节小气候。

结语：

随着城镇的不断发展，人们对水环境提出了越来越高的要求，不仅要求与周围环境相协调的河道景观，而且要求河水清澈、水草繁茂的自然生态景观。现代水利护坡工程应该克服传统水利工程对河流形态的多样化重视不足和忽视生态环境缺陷;遵循河流演變的客观规律，尽可能保持流域内自然地水循环和生态系统的整体性;加强对生态环境的保护，遏制日益加剧的水环境恶化和水生态系统退化;逐步推广和完善河流生态工程建设措施以维护河流生命健康。

参考文献：

[1]张晓兰.我国中小河流治理存在的问题及对策[J].水利发展研究，2005年01期.

[2]庞崇安，张云莲，沈振伟.生态护坡在防洪工程中的应用[J].中国水利，2011年16期.

[3]李成.试析生态护坡在中小河流治理工程中的应用[J].珠江水运，2018年12期.

作者简介：

唐海伦（1989.09-），女，汉，湖南常德人，工程师，本科，从事水工设计及水利规划。