林强巍,方 磊

(1.温岭市水利局,浙江 温岭 317500;2.浙江江南春建设集团有限公司,浙江 萧山 311243)

1 问题的提出

目前,社会经济的高速发展,居民生活水平、生活质量的日益提升,致使我们对环境的需求也随之增高。水利工程建设也从传统水利发展到环境水利,进而向生态水利转化,城市水环境的整治已经愈来愈被社会各界所重视。河道整治工程也正在大规模的开展着,其中包括了截污、清淤、疏浚、护岸、绿化等内容。就目前温岭现状来看,整治效果虽然明显,但不够彻底,虽然大大改变了河道脏、臭、堵等现象,但是护岸结构还是停留在传统的砌石型式。相比国内外先进城市对水环境的研究,还存在一定的差距,国外在这方面的研究比国内起步要早,日本10 a前就开始提出 “新水”的概念,并且对生态护坡结构进行了实践;荷兰也正在规划和建设21世纪人与自然和谐的水环境。

2 传统河道护坡结构形式利弊分析

长期以来,人们比较注重河道自身的功能,如泄洪、排涝、航运等,因此传统的河道护坡形式多采用浆砌块石、干砌块石护坡、现浇混凝土护坡等,河道断面形式单一,走向笔直,“白化”、“硬化”严重,其优点为稳定性强,防冲刷,水土保持等。但是其缺点也十分突出,对环境与生态的影响明显:

(1)对景观的影响。整齐划一的河道断面、笔直的河道走向固然是一种景观,但是它与现代人们追求的回归自然的景观需求不相一致,与现代城市河道周边无论现代或古典的建筑艺术不相称,与周围环境也不相协调,而且一旦这些结构遭到破坏,环境景观就更差了。

(2)对人类生存环境的影响。如果人们长期生活在灰色、生硬、没有活性的混凝土墙体中,身心健康会遭到侵害。这种结构保护下的河道失去了原有的水边环境和水环境的功能,人们失去了娱乐、休闲和亲水的好去处,城市也因之失去了灵气和精神。所以说,原有的护坡及护岸结构形式对人类生存环境会造成不良影响。

(3)对生态环境的影响。这些传统形式隔绝了河道中的生物和微生物与大地的接触,使它们失去了赖以生存的环境,破坏了河流生态系统的整体平衡,致使河道的天然自净能力受损,对天然河道水质产生负面影响。同时各种水生植物也难以在坚硬的结构坡面上生长,整个生态系统的食物链因此而断开,生态失去平衡。

3 生态型护坡的研究和探讨

当然,没有护坡又是不行的,由于土壤的抗冲刷、抗侵蚀能力较弱,在水流的作用下,特别是船只经过所掀起的船形波作用,或者在洪涝时期水流比较急的时候,使两岸出现冲刷现象,河岸泥土流失和河床淤积严重。在暴雨径流形成后,水流中易携带着河道斜坡面的土壤和河岸上的污染物、沉积物,沿岸坡一泻而下或以地表漫流的形式,毫无阻拦地进入水体。由于河道长期受水流、波浪冲刷,还会造成河道功能下降,严重还会造成河道决口、改道。

就我省平原河网,特别市级以上河道,排涝频繁,运输船只较多,河道地质条件较差的实际,所以如何采用生态型的护坡,采用什么样的护坡材料、结构、形式,成为了治理河道的重点课题。一要满足河道 (段)功能需要,确保河床、河岸稳定;二要满足河道自然生态平衡,使河道与环境和睦相处,满足人类生产生活需要,力改断面型式单一生硬、水岸景观千篇一律的旧模式,使河道成为一道亮丽的生态景观线。

如何在工程中应用多样化的生态型护坡,成了当前讨论的热点。

3.1 以防洪排涝为主,兼顾生态、自然

排涝、航运为主的河道必须采取护坡,在满足河道功能前提下,可以采用二级堤防,设置亲水平台,再利用斜坡与原地面相连接,斜坡上种上像胡枝子、池杉、龙须草、常青藤、蔓草等等固土植物,这样既使挡墙有一种若隐若现的美,两岸的景观也显得生机勃勃。断面简易图如图1。

图1 二级平台护坡示意图(单位:cm)

3.2 因地制宜,形式多变

挡墙的结构形式和材料可以多种多样的采用,形式上有直立式、斜坡式、分级坡等,材料选取有传统的块石、条石、垒石、抛石、土工材料固土种植基、植被型生态混凝土预制块体等新型材料,在不同的河段采用不同的挡墙形式,避免了挡墙形式单一、生硬所带来的单调景象。

干砌石挡墙加垒石压顶,简易断面见图2。

图2 干砌块石挡墙加垒石压顶护坡示意图 (单位:cm)

3.3 植被护坡,根系固土

在地面条件允许的基础上,不设立挡土墙,以较缓的斜坡从河道平台开始直接连接到原地面,在斜坡上种植发达根系固土植物,形成纯生态的护坡形式,利用植物根系与坡面土壤的结合,改善土壤结构,增加坡面表层土壤团粒体,有效提高了迎水坡面的抗蚀性,减少坡面土壤流失,从而保护岸坡和减少面源污染。在满足固土保沙、生态环境需要的同时,又可进行景观造景。在植被斜坡上错乱有致地抛掷些许景观石,既能减缓水流、防浪冲刷,又能增加美观。

在地面没有足够的空间去满足斜坡坡度时,可以采取混凝土框格固定住泥土,再在框格之间种植固土植物。

可以选择的固土植物有沙棘林、刺槐林、墨穗醋栗、黄檀、胡枝子、池杉、龙须草、金银花、紫穗槐、油松、黄花、常青藤、蔓草等,要根据各个地区的气候选择适宜的植物品种。

3.4 排桩护坡,方便高效

以紧密的松木排桩代替传统块石挡墙来护坡固土,松木桩桩顶露于水面上20 cm左右,桩底深入河床200～350 cm(因不同的河床泥质取值),在空间上能节省占地面积,施工工艺简单、方便,施工速度快,效率大大提高,造价也不会增加,排桩后种植各种固土植物,视觉上也是很大的享受。还可采用活的柳树桩代替松木桩,柳树桩经过一段时间后会生根发芽,不但护堤效果好,改善生态的效果也很明显。排桩护坡示简图见图3。

图3 排桩护坡示意图(单位:cm)

在水流较急的排涝河道中,也能采用此形式,在桩顶抛掷块石(粒径100 cm以上),错乱有致的摆放既能提高美观性,又能更好的保障墙后斜坡土体的稳定性,而且避免了河中作业时的围堰问题。温岭市金清新闸排涝二期工程中有实例应用,效果明显。

3.5 喷塑铁丝网笼与碎石复合种植基型式

选用耐锈蚀的喷塑铁丝网笼与碎石复合种植基,其最大的优点就是它比较适合于流速大的河道,抗冲刷能力强、整体性好、适应地基变形能力强,避免了预制的混凝土块体护坡的整体性差和现浇混凝土护坡与模袋混凝土护坡适应地基变形能力差的弱点,同时又能满足生态型护坡的要求,即使进行全断面护砌,生物与微生物都能照样生存。

铁丝网笼可以做成不同形状,既可以用作护坡,又可以做成砌体挡土墙。土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工格栅土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。

3.6 新型材料,新型结构

在科学技术飞速发展的今天,新型材料和新技术必将作为河道护坡和护岸结构改革的主流。国内和国外相继出现了一批用于生态方面的材料和技术,如水力喷草技术、土工材料绿化网、植被型生态混凝土、水泥生态种植基、土壤固化剂等等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构,但在河道护坡结构使用上可以借鉴和参考。

4 结 语

不管如何的布置,只要在满足工程水利的前提下,不要破坏大自然的规律,再给人带来舒适的环境,这就是生态。在社会高速发展、人民生活条件日益改善的今天,思路也在不断进步,从工程水利转化为环境水利、生态水利;从传统的防洪、排涝的水利建设观念转化为建设 “安全、舒适、优美”的水环境观念;河道的功能已经不仅仅是“泄洪、排涝、蓄水、航运”,而且还包括 “景观、旅游、生态、对周边环境的呼应”等等。人们对水环境的要求越来越高,不仅需要与周围环境相协调的河道景观,而且需要河水清澈见底、鱼虾洄游、水草茂盛的自然生态景观。所以我们要用可持续发展的眼光看待问题,从实际出发,在不铺张浪费、不劳民伤财的情况下,采用合理的河道断面护坡形式,既满足工程的需要,又做到碧水漪漪、青草幽幽、白帆点点的美丽景观,创造一个人与自然和谐的水环境。