生态护岸在河道整治中的应用与研究

摘 要 文章简述了生态护岸的概念与内涵，总结现有生态护岸类型与技术，阐述生态护岸在发展中存在的问题，以期为生态护岸技术的发展与河流生态恢复提供理论基础。

关键词 河道整治;生态护岸;护岸材料

引言

河岸带是连接河流与岸坡的纽带，是陆生生态系统与水生生态系统的交错地带，具有涵养水源、调节微气候、缓冲水土等重要的生态功能[1-2]。然而，长久以来，人们主要关注护岸工程在防洪安全、固土护坡等方面的功能，忽略了岸坡的生态效益。因此，许多采用混凝土、浆砌石等硬性材料的护岸结构与周围的景观极不协调，同时破坏了护岸两侧水生和陆生动植物的交流渠道，水生态系统遭到严重破坏[3-4]。

早在20世纪60年代，当欧洲人厌倦了缺乏美感和破坏水生态灰色水泥河岸，开始觉醒并追求自然，生态护岸技术应运而生，并广泛应用于河流治理中[5-6]。隨着我国河道治理技术的不断完善以及人民对美好生态环境的需求不断增大，我国积极引入国外先进的河岸治理理念与技术，使得生态护岸技术广泛应用于河流治理中。生态护岸是在满足护岸工程基本功能的基础上，以河流生态系统为中心，利用自然或人工材料，既具有硬质护岸的稳定性，同时兼具自然护岸的生态景观性的新型水利工程。不过，我国开展生态护岸建设的时间较晚，对于生态护岸材料的选择，护岸配置系统的技术研究，生态护岸的评价指标体系还处于初期发展阶段，开展和推动传统河道治理向新型的生态护岸治理还需要漫长的时间[7]。

1生态护岸的类型与应用

生态护岸材料相较于传统护岸材料要更丰富，更多地考虑护岸生态系统的协调性。根据护岸材料中天然材料所占的比重，可将生态护岸分为自然型生态护岸与人工型生态护岸两大类。

1.1 自然型护岸[8]

自然型护岸，顾名思义，就是护岸材料大多数为天然植物，依靠大自然原有的植被护岸。一般来说，护岸植物以水生和湿生植物为主，种类多且多为软质景观，物种多样性好。自然型护岸具有工程量小，施工简单，成本低等优点，但同时因为植被的根系加筋作用不强，在抗水流冲刷以及抗岸坡稳定方面的缺点也很明显。因此，自然型护岸一般仅适用于降雨少、水位落差小、流量小的河道。当然，由于这种纯自然型护岸适用范围小，抗滑稳定性差，因此大多数的自然护岸在岸坡种植植被的同时，在坡脚利用木材、石材等天然材料护底。这些材料一般为树桩、竹篱、草袋等再生材料，对原有植被的生态性干扰小，同时增强岸坡的抗冲刷能力，但是工程量较大且成本较高，可用于河床不平整、冲刷不严重的河段。

对于自然型护岸来说，由于其护岸材料主要以植物为主，所以该种护岸形式有限，常见的护岸形式有：水生植物护岸、植草护岸、植物纤维垫护岸等。

（1）植草护岸。植草护岸是利用植物根系的加筋作用来抵抗水流对河岸的冲刷作用，起到减少土壤流失，改善土壤结构，维护岸坡生态功能的作用。单纯的植草护坡其实无法有效地维护岸坡稳定，所以一般植草护坡通常与其他人工护坡技术相结合，通常的做法是在河底抛石镇脚，或者使用直立矮墙与混凝土方格结合形式护坡。

（2）河岸防护林护岸。河岸防护林护岸是利用树木或竹子发达的根系产生对水流的阻滞作用，减轻水流对河岸的冲刷和侵蚀，同时还能改良土壤，增加土壤的有机含量，增强土壤的持水能力。

1.2 人工型护岸[9]

人工型护岸，就是采用钢筋混凝土、金属格笼等人工材料进一步巩固植被护岸能力，同时兼顾护岸的安全性与景观性，可以说是自然型护岸与传统护岸比较完美的结合，适用于各种类型的河道，不足之处就是工程量大且投资较高。人工型护岸将会是今后河道整治工程采用的主要生态护岸之一。对于人工型护岸来说，护岸技术可以分为传统人工型护岸与新型人工护岸。

（1）传统人工型护岸

传统人工型护岸，简单来说，就是在自然型护岸技术基础上，增加一些天然护岸材料或者砌石块和钢筋混凝土结构等，比较常见的护岸技术有木桩植被复合护岸、预制混凝土连锁块体结构护岸和网石笼结构护岸等。

1）木桩植被复合护岸技术。木桩植被复合护岸技术是在植草护坡的基础上，沿河岸向岸坡底部打入圆木桩，可以有效抵挡水流冲刷，很好地满足防洪及生态功能，适用于岸坡结构较为稳定的自然河道修复工程。

2）预制混凝土连锁块体结构护岸技术。预制混凝土连锁块体结构护岸技术是在岸坡放置连锁块体结构，因其结构整体性好，抗冲刷能力强，块体空心处可以种植植被，适用于流量大、冲刷严重的河岸。

3）网石笼结构护岸技术。网石笼结构护岸技术是在铁丝网笼里装入碎石、肥料和种植土而形成的一种复合式种植基，表面可以种植草木，通常做成挡土墙形式或者台阶状，抗冲刷能力强，可用于流速较大的河段。

（2）新型人工型护岸

新型人工护岸，又可细分为土工复合材料护岸技术和新型植被生长基质。由于土工合成材料强度高、耐久性佳、渗透性强，能很好地与岸坡土体、岸坡植被形成稳定的防护体系。

1）生态袋护岸技术。生态袋护岸技术是一种柔性生态护岸，能适应变化不均的坡面，装有腐殖土等植物生长基质的生态袋与坡脚石笼共同抵御水流冲刷，是一种复合型护岸技术。

2）土工格室生态护岸技术。土工格室生态护岸技术常见于河道护岸工程，主要在岸坡上铺设土工格室，格室内填入腐殖土、碎石等混合材料，在格室表面植草，是一种兼具生态景观功能和防洪功能的护岸技术。

3）三维植被网技术。三维植被网技术是在岸坡表面铺设土工合成网格材料，并在表面种植植被，植被根系穿过网格与土壤牢固结合，利用土工材料的高强度以及植物根系的加筋作用形成岸坡防护系统，具有良好的抗冲刷性能。

4）生态混凝土。生态混凝土的原理是在保持混凝土抗压强度的同时在其中加入生物基质，且要求混凝土的孔隙率大于25%。这种生态混凝土护岸同时兼具传统护岸的防冲要求和植被的生长要求，具有良好的生态景观功能和抗冲刷性能。

5）水泥生态种植基。水泥生态种植基与生态混凝土功能类似，是一种由土壤、水泥、河砂、肥料和有机质等组成多孔性三相结构体，是植物生长的良好环境。

6）土壤固化剂技术。土壤固化剂技术是在土壤中加入特殊的固化剂，经过物理化学反应后形成三维网状结构，提高土壤的强度与密实度，在保证岸坡植被生长环境同时提高岸坡的稳定性。

以上4）、5）和6）都属于新型植被生长基质护岸技术，是一种介于传统护岸技术和人工护岸技术的新型护岸技术，更符合生态景观功能的内涵。

2生态护岸工程中待解决问题

我国河流生态治理萌芽于20世纪90年代末，生态护岸技术在河流生态治理中起到重要的作用。生态护岸工程是对传统护岸工程的一次升级改造，弥补了传统护岸的缺陷，满足安全稳定、生态景观和自然亲水等要求。但是，相较于传统护岸工程技术体系，新型生态护岸技术体系制定较为落后[10]。

（1）一些新型生态护岸材料的产品技术标准还不完善。例如格宾石笼、格宾垫、雷诺护垫等生态格网由于没有相关产品技术标准，市面上不同产品的强度和耐久性差异性很大。针对土工合成材料应用技术规范在材料特性方面仅对反滤、保土方面提出了简单要求，对于材料强度没有提出具体指标，远不能指导实际工程应用。

（2）护岸植物种类相对单一。针对南方部分发达省市的护岸植被调研可知，许多护岸植物种类较为单一，多为城市园林中常见的中生植物，由于植物种类少，上下层植物配置不当导致植物枯萎，长势不佳。同时，有些地方为了追求视觉效果，盲目选取外来物种，不仅带来较高的养护成本，而且影响本土植物的正常生长。

（3）护岸植被类型未能与河道特点和护岸功能相适应。由于河道特点、人居环境不同，护岸植被类型也要因地制宜。对于流速快、水位变幅大、冲刷力强的山丘区河道，宜采用根须发达、抗冲刷、耐贫瘠的植物。对于流速小、水位变幅小、水质较差的平原区河道，宜选用耐水淹、净化水质强的植物。对于人口集中聚集区的城镇河道由于观赏要求景观休闲功能，宜采用观赏价值较高的植物。

3结束语

生态护岸旨在创造良好的河道环境和自然景观，是一种集水利工程学、环境科学、生物学、景观学和美学于一体的新型护岸。生态护岸形式种类繁多，各具特色，为河道整治工程提供多樣化的选择，在实际工程中也取得不错的效果。但是护岸材料的选取与材料技术指标还有没有出台规范性指导，还需要进一步研究。护岸植被的选取关系到生态护岸建成后的维护管理，影响水陆动物的生长环境，需要根据河道特点与属地气候、文化等因素综合考量。总而言之，生态护岸技术正在逐渐取代传统的护岸，但是对于生态护岸的综合评价尚缺乏统一的标准，对于护岸的选取也缺少相关技术指导，还需更深入的研究。

参考文献

[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）：24-25.

[2] 崔巍，陈文学，白音包力皋，等.我国河流生态护岸建设及相关问题探讨[J].水利水电技术，2016，（10）：119-123.

[3] 黄小鹏，谢军.河道整治中常用生态护岸类型[J].水运工程，2017， （11）：118-122.

[4] 陈丙法，黄蔚，陈开宁，等.河道生态护岸的研究进展[J].环境工程，2018，（3）：73-77.

[5] 李焯然，江洧，李仟，等.河道生态型护岸研究进展[J].广东水利水电，2019，278，（4）：24-27，33.

[6] 郭琪.生态混凝土护坡与滨水景观设计的应用探索[D].郑州：华北水利水电大学，2017.

[7] 丁艳荣.生态型河道护岸材料研究[D].长沙：湖北工业大学，2015.

[8] 付融冰，陈小华，罗启仕，等.固化技术在农村河道生态护岸中的应用[J].应用生态学报，2008，19（8）：1823-1828.

[9] 刘兴国，徐皓，朱浩，等.池塘三维植被网生态坡水质净化调控系统[J].农业工程学报，2012，（7）：202-207.

[10] 黄伟.钢丝石笼混合式护岸结构在长江航道整治工程中的应用[J].水运工程，2012，（10）：123-127.

作者简介

徐敢生（1967-），男，安徽歙县人;学历：大专，中级工程师8级，现就职单位：歙县水利局，研究方向：水利工程建设管理。