河道治理生态护岸的设计与应用

余锦辉，范财权

(福建宏宇工程管理有限公司，福建 漳州 363000)

河道治理作为一项与城市和环境建设都密切相关的工作内容，不仅关系到河道内水质控制效果的好坏，同时也是降低水质灾害的重要途径[1]。在河道治理过程中，方法多种多样，其中包括加强河道护岸建设、丰富河道分支数量，减小单位时间内河道径流量、控制河道排水量等等[2]，这些方法均从不同的角度为河道的安全、健康发展提供了重要保障[3]。随着近些年来绿色生态理念的逐渐发展，河道治理也开始更多地关注生态问题，并采取了相应的措施，以期借助生态手段实现对河道的治理[4]。在此背景下，生态护岸应运而生。与传统的护岸相比，生态护岸可以最大限度地与河道周围的环境相融合，降低对原本环境的破坏[5]。除此之外，考虑到河道治理工作的主要目的是确保河道保持稳定的水利通道，而且生态护岸可以以最小成本实现最大容量的水土保持，可以在一定程度上减少由于河道水流冲刷作用造成的水土流失[6]。鉴于生态护岸在河道治理中的作用效果，相关研究也逐渐受到了重视，生态护岸也呈现出越来越多样化的趋势。因此，对生态护岸设计及应用效果进行客观分析是十分必要的[7]。

基于此，本文提出河道治理中生态护岸的设计与应用的浅析研究。分析现阶段河道治理的主要问题，对应研究生态护岸设计的优势，最后对生态护岸的实际应用价值进行研究。以期为生态护岸设计提供有价值的参考，为河道治理工作的顺利开展提供帮助。

1 河道治理中面临的主要问题

自20世纪70年代初期起，我国已经开始河道治理工程建设，作为一项传统实用工程，其与河流生态系统之间存在紧密的关系。经过几十年的沉淀和进化，河道治理工作已经取得一定的成绩，但随着社会环境的变化，也对其提出了更高的要求。以生态企业管理为中心，以生态平衡为目标，成为河道治理工作的新要求。如何有效实现对水资源的循环利用，构建良性循环体系，在满足人类的多元化需求的同时，确保生态环境稳定发展是河道治理的核心。现阶段的河道治理工作面临的主要问题可以分为以下几个方面。

1.1 河道行洪能力逐渐下降

随着经济的不断发展，城镇化进程不断推进，城市人口规模和面积都呈现出逐年增加的趋势[8]。作为城市建设的重要组成部分，河道是必不可少的一部分，其不仅是城市水源排放的重要途径，同时也是降水量调度的主要方式。但现阶段一个较为明显的问题是城市人口的增加速度明显大于城市建筑面积的扩张速度，导致单位面积内的人口数量较大，沿河两边岸坡不断被侵占，河道内的承载量较高[9]。在这种双重作用下，河道可容纳的通行断截面空间逐渐萎缩，河道过水面积减少，且水流量增加，极易导致河道底部出现泥土淤积的情况。如果无法及时对其进行处理，在堆积作用下，这种情况将愈演愈烈，最终导致河道内水位升高，当出现险情时难以发挥有效的行洪作用。另一方面，城市人口不断增加势必会导致基础设施建设增加，这也会在一定程度上改变区域水文环境，最明显的表现就是在相同规模的降雨条件下，地表的平衡能力下降，径流量增大，加大积水洪涝灾害发生的概率。因此，现阶段河道治理的一个主要目标是河道内泥沙淤积问题的解决。

1.2 河道生态环境退化严重

考虑到河道内的泥沙淤积问题，大多数河道治理都采用修改河道周围建筑性质的方式实现，这种方法不仅工程量较大，施工周期长，成本高，而且对河道周围环境的影响也较为明显[10]。原本的生态平衡被破坏，建筑结构代替土壤结构，这样虽然一定程度上可以发挥冲刷作用，但也完全失去了生态角度的物质交换能力，对水质的净化功能全部丧失。同时，河道径流面积减少势必会降低其行洪排泄能力，在流速降低的情况下，河道底部的污染物会随着泥沙的堆积而逐渐增加，并导致水质变差，水体中氧溶解量降低。在此情况下，水体环境对于大多数生物的生存都是十分不利的，将会直接导致生物数量和多样性降低。如此形成恶性循环，河道的生态环境出现了严重的退化现象，河道的生态环境服务功能丧失。

1.3 规划设计整体性考虑欠缺

随着城镇化建设的不断推进，国家对河道治理问题的重视程度也逐渐提高，水利、国土等相关部门都制定了关于河道治理工作的制度和措施，以期通过这样的方式提高河道环境的建设效果。但在实际的河道建设和治理过程中，其涉及的部门相对较多，要实现有效的政策落实需要多个部门之间建立良好的沟通[11]。现阶段制约河道治理工作开展的关键问题在于初期对于河道的规划设计相对混乱，河道治理是一个多元化的工作，因此其在初期设计阶段需要考虑的因素也相对较多，实施阶段出现的问题也是多种多样的，此时如果无法建立高效的联动机制，会导致最终的治理工作开展较为盲目。较为常见的问题包括同一河道对同一问题重复治理；治理过程中不同部门之间出现不同意见，并难以达成统一，导致治理工作被拖延或搁置，贻误河道治理的最佳时机，致使河道问题愈加严重。除此之外，在对河道实施治理工作前，项目设计者缺乏对实际情况的考察，仅凭借以往经验制定治理措施的，导致理论与实际之间出现偏差，部分设计内容难以实现，或无法达到治理目的，属于无效治理，这些都是河道治理工作中亟需解决的问题。

1.4 河道治理设计理念不足

河道治理是确保人们居住环境安全稳定的重要途径，为此相关部门为落实生态治理均开展了相应的整改措施，以期促进河道生态治理。但是在具体的实施过程中，部分政策与生态河道治理理念并不协同。较为常见的是地区通过构建混凝土护岸的方式提高河道的稳定性，从使用价值角度来看，该措施确实实现了河道治理的目的，但从生态角度来看，混凝土护岸不仅破坏河道内生物与周围土壤环境之间的物质交换渠道，同时对于护岸的生态平衡也产生了一定的破坏作用。另外一种较为常见的河道治理措施就是对河道中的弯道进行盲目修改，会在一定程度上加大弯道泥沙堆积的可能性，但河道中的弯道一般是自然形成的，是减缓水流冲击作用强度的重要方式，盲目的顺直河道会削弱其本身具有的天然优势。因此，提高治理措施的合理性也是河道治理工作中的一个关键问题。

2 生态护岸设计分析

通过上文的分析可知，河道治理工作需要解决的问题不仅仅是实现其行洪排涝的功能，同时也要在最大程度上降低后期维护工作量，提高河道的自我修复能力。为了实现这一目标，相关研究人员将生态理念带入河道护岸设计中，设计了以河道治理为目标的生态护岸，以期最大化利用自然的价值。为此，本文分别从合理性、可行性、经济价值以及生态价值4个方面对生态护岸设计进行分析。

2.1 设计方式因地制宜

生态护岸在设计上更加注重对实际环境的统筹考虑，随着河道治理问题关注度的提升，生态护岸实现了在不影响河道功能前提下的可持续发展。根据河道周围的人群居住情况、降雨情况以及治理前河道的负载情况，对护岸的强度需求进行综合分析。同时充分考虑河道周围地质环境特征，将更适合当地实际地质条件的植物作为生态护岸的首选，这样不仅提高了护岸设计的灵活性，同时也提高了其在不同环境中的适配性。另外，生态护岸的设计不受施工条件的限制。在传统的护岸施工过程中，由于对地基的要求较高，下沉是影响护岸施工进度和最终使用年限的关键问题，而生态护岸的设计是以原始的地质条件为基础开展的，遵循自然发展规律制定护岸施工方案，因此避免了该类问题的产生，具有更高的合理性。

2.2 设计方案切实可行

评价河道治理措施的有效性是以其长期应用效果为基础进行的，因此，规划设计质量是河道治理的重中之重。由于生态护岸是以原有河道作为基础进行的，因此具有更加详实的考察数据，能够实现对河道现状的准确掌握并克服治理中存在的难点，结合生态理念提出的设计方案更具可行性。同时，具有更加明确的设计目标，因此在施工前期的准备阶段以及整个施工阶段，都可以有效避免混乱情况的出现。除此之外，与传统的护岸设计方法相比，生态护岸设计有专门的勘察部门及人员，获取的相关数据具有更高的可靠性，这也为后期的方案设计提供准确的数据支持，确保了设计方案具备可行性。

2.3 分类规划立足实际

对河道进行治理的首要目标是整治河道的环境，确保安全，但考虑到不同地区的经济发展水平存在较大差异，因此，治理过程中需要充分考虑治理措施的经济性。传统的河道护岸建设不仅周期较长，其需要的人力、物力、财力也相对较高，对于当地政府而言，经济压力较大。而生态护岸设计主要是以生态的手段开展河道治理工作，根据河道的实际情况以及使用需求，对其治理等级进行划分，不破坏原有的河道结构，因此施工量较小，同时施工材料主要以石头、木材以及地方植物为主，因此材料成本也相对较低。根据以上2个特征，生态护岸设计具有更高的科学性，通过分类规划设计能够以更高的经济性实现目标治理效果。

2.4 兼顾人与水自然和谐发展

河道治理在满足行涝排洪基本功能的前提下，维护和改善河道周围的同时，对于提高地区生物物种多样性具有十分重要的现实意义。传统的护岸施工不仅无法实现对河道周围生态环境的维护、人工开挖、修筑等施工，还会对原有的生态造成破坏，堤岸上的生态可以通过一段时间的自我调节逐渐恢复，但对于坡面生态的破坏是永久的。生态护岸的设计以植物作为建设主体，因此，可以加快河岸周围生态的发展，促进局部生态平衡，这对于提高护岸稳定性也具有明显的促进作用，这样就形成了良性的循环，河道与周围环境相辅相成，实现共同发展，既实现了人类对河道治理需求，也实现了对自然环境的保护。

3 生态护岸的应用效果分析

3.1 实现河堤生态建设

生态护岸的设计是基于天然环境的河道治理手段，实现了对水资源流量冲击的有效控制，利用生态环境的承载能力对河道内的水质、流量以及流速进行调整，通过建设生态护岸，提高对水资源流量分配的合理性，避免了由于河道传输能力不足引起的洪涝灾害。同时，生态护岸也有效提高河道水体自净能力，通过与护岸进行物质交换，水体可以对自身的污染物进行有效代谢。考虑到河水流经的大小、形状，以及对周边环境的影响，生态并未对原有的河道形态作出修改，而是通过调整生态护岸的建设宽度确保河道的过流能力，增大河道的可变空间。

3.2 推动自然化河流建设

生态护岸以河道原本的基础构造作为工程基础，保持了河道自身原本的蜿蜒性属性，这种蜿蜒结构实现了增加河道蓄水量的目的，与直线河道相比，对水流产生冲击具有明显的缓冲作用，降低河道的受破坏程度。除此之外，蜿蜒位置具有更大的蓄水空间，可以满足水中生物的生存需求。由此可以分析得出，生态护岸不仅可以增强河道水资源蓄积功能，还可以提高水环境中的生态发展，促进人与自然和谐共生，对于有效促进河流流域良性生态循环、保护生态环境具有明显的推动作用。

3.3 恢复退化河岸带

生态护岸最明显的应用效果就是完善河岸带的建设，为生物群落的构建创造良好基础，使得河道具有明显的边缘效应，在短期内形成较为完善的生态系统。这对于应用地区的生态多样性发展起到了积极作用，动植物借助河岸的环境不断生长。同时，随着河岸带生态环境的不断完善，地下水资源也将更加丰富，这不仅可以促进河道周围环境的稳定发展，同时也为河道稳定运行提供了重要保障。当出现意外情况时，可以最大限度减缓灾害带来的影响，并以最快的速度恢复河道周围生态群体接近自然状态。

3.4 恢复河道自然状态

生态护岸的主要作用是防洪，其通过实现对河道周边多样化生物栖息环境的建设，使其与自然形态无限接近，同时生态护岸的多元性结构组成也为河道内水体与护岸之间的物资交换提供了良好基础。护岸通过与周边环境、河道之间建立协调关系，实现了河道生态系统与周边环境的有效结合，在极大程度上扩大了河道生态系统中食物链的长度，形成水体、岸线统一的生态网络系统，这对于河道系统的稳定发展具有十分重要的支撑作用。同时，生态护岸在促进河道不仅要发挥防洪作用的同时，也可以起到美化环境的作用，为周围居民营造良好的景观。

4 结语

生态护岸实现了对人、水、土的综合考虑，兼顾人与自然之间的利益关系，在丰富河道治理内容的同时，对于提高河道运行效率具有明显作用，对于提高河道的使用寿命具有明显的促进作用。在日常的状态下，生态护岸的价值主要体现在对护岸周围环境的打造以及维护方面，而当出现洪涝险情时，生态护岸的物质交换作用可以最大限度地发挥河道的行洪排涝作用。本文研究了生态护岸在设计以及应用上的特点，通过本文实现河堤生态建设，推动自然化河流建设，恢复退化河岸带，恢复河道自然状态，以期为生态护岸的建设与发展提供有价值的参考。