河道生态护坡类型探讨

2011-06-29顾海华杨晓康

城市道桥与防洪 2011年6期

顾海华，杨晓康

（1.南通市经济技术开发区建设工程质量监督站，江苏南通226009；2.南通市规划设计院有限公司，江苏南通226001）

0 前言

近年，随着生活水平的提高，人们对水环境的要求也越来越高，河道已不仅仅具有“泄洪、排涝、蓄水、引清、航运”等基本功能，而且还具有“景观、旅游、生态、与周边环境呼应”等功能，人们渴望见到水清天蓝、绿树夹岸、鱼虾洄游的自然景观。为此，采用生态护坡技术，满足广大人民群众对河道拥有自然景观的要求已在眉睫。

1 概述

传统的刚性结构水工护坡应用比较广泛的有钢筋混凝土、沥青混凝土、浆砌块石、灌砌块石铺面、泥灰土等做成的防侵蚀护面，这些形式的护坡往往片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运功能。其最大的缺点在于，它仅仅从满足河道岸坡的稳定性，适应河道行洪排涝功能而进行设计施工，很少考虑对生态环境及居住环境的影响。但随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快，水环境的整治已经越来越受到人们的关注。充分利用生态资源，开发建设好城市堤岸景观带，对提高人民生活条件，营造城市新形象有着积极的作用。

生态护坡是个完整的生态系统，护坡除结构外，它不仅包括植物，还应包括动物及微生物，系统内部之间及与相邻系统间均发生着物质、能量和信息的交换，具有很强的动态性。真止意义上的生态护坡应该是在保证边坡稳定的基础上，以营造边坡的生物多样性为目标，在水—土—生物之间，形成物质、信息、能量的循环体系，通过良性的循环，进行自我组织和自我修复，使护坡不仅具有景观效果，还能修复污染的河流水体，提高河流的自净能力，从而为城镇河流生态系统的健康提供保障。

2 生态护坡的类型

随着科学技术的发展，新型材料、新技术已经成为河道护岸结构改造的关键，下面介绍几种在工程中已经得到应用的生态护坡技术。

2.1 植物护坡

发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，固土植物可根据该地区的气候选择适宜的植物品种。播种方法的选择，一般情况下，可按常规方法进行种植。近年来，一些发达国家，利用水力喷播的方法在人们常规方法难以施工的坡面上植草坪。水力喷播植草技术是指以水为载体，将经过技术处理的植物种子、木纤维、粘合剂、保水剂、复合肥等材料混合后，经过喷播机的搅拌，喷洒在需要种植草坪的地方，从而形成初级生态植被的绿化技术。与传统植草方法比，有可全天候施工，速度快，工期短的优势;成坪快，减少养护费用;不受土壤条件差、气象环境恶劣等影响。

城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成雨霖沟，护坡效果差，影响景观。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m/s的土堤迎水坡面和防洪重点地段（如河流弯道）不适宜植草护坡。

2.2 格宾网石笼护坡

格宾网石笼护坡，是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高强镀锌钢丝，外表涂塑料高分子优化树脂模(PVC)，用六角网捻网机编织钢线，形成不同规格矩形笼子，笼子内填石头的结构。通过人为和自然因素，石块之间缝隙不断被泥土充填，植物根系深深扎入石块之间的泥土中，从而使工程措施和植被措施相结合，形成一个柔性整体护面，和传统的浆(灌)砌块石、混凝土等结构相比，它具有既能满足河岸稳定的防护要求，又有利于水体与土体间的水体的循环，同时达到绿化环境的效果，工程实施以后，维持、优化固有的生态平衡条件。生态石笼护坡，现正被广泛用于河道工程，例如南通市苏通工业园区内一些河道采用了这种类型护坡（见图 1）。

2.3 生态袋护坡

生态袋护坡，是将由聚乙稀、聚丙稀等高分子材料制成土工网袋、袋内填充植土、草籽等。生态袋之间采用连接扣相连，层叠铺在岸坡上。植物的根系可以穿过其间，整齐、均衡地生长。长成后的草皮使网袋、草皮、泥土表面牢固地联接在一起。由于植物根系可伸入地表以下30～50 cm，形成了一层坚固的绿色复合保护层，保护层可以经受高水位、大流速的冲刷(2 d内可以经受 3～4 m/s，4～5 h内可以经受5～6 m/s)。这种护坡不仅施工简便，减少环境污染，且可大幅降低工程造价。世博中国馆边坡防护、南通市园博园景区河道等工程均采用此工艺（见图 2、图 3）。

图1 苏通工业园区内格宾网石笼护坡河道实景

图2 世博中国馆生态袋护坡实景

图3 南通市园博园景区生态袋护坡河道实景

2.4 连锁式铺面砖护坡

连锁式铺面砖护坡固土植基主要由连锁式铺面砖、表层土、草籽组成。连锁式铺面砖平铺在1:2.5的土坡上（根据计算当坡比小于1∶2.06时人落水后在连锁式铺面砖坡面上可保持稳定并可攀爬上岸），每一块体中央预留480 mm，的空洞，用以播种草籽和栽植水草。这种结构可以减少土中水分蒸发，减少水流对草皮的冲蚀，混凝土预制块件对土坡起锚固作用，增加土坡抗滑力矩，草及草皮生根后，草、土、预制块体联成一体，提高了边坡的稳定性。南通市经济开发区能达商务区内一些河道采用了这种类型（见图4、5）。

图4 连锁式铺面砖护坡实景

3 生态护坡的综合效益

3.1 改善自然环境

绿色浓浓的生态护坡，与河道周边小区住宅和景区相协调；同时一条碧波荡漾的清水与河坡的碧草如茵自然融为一体，给人以回归自然的感觉。

3.2 改善人们生活环境

生态护坡使整个河道恢复了原有的水边环境与水环境功能，成了人们休闲、亲水的好去处，增加了人们生活环境色调，给沿河小区增添了几分灵气和精神。与砌石护坡相比减少了由于护坡材料的水化反应对水质和水环境的影响，给人带来生宜盎然的感觉。

3.3 改善生态环境

生态护坡提高了河道的自净能力，为河道中的生物和微生物提供了赖以生存的环境，各种水生植物亦可在绿色的坡面上生长，与砌石护坡相比整个生态系统的生物链不会因一层坚硬的护坡结构被隔断而破坏。

3.4 降低了工程投资

据工程投资统计分析格宾网石笼护坡比块石护坡降低了50%，生态袋护坡比块石护坡降低了60%，连锁式铺面砖护坡比块石护坡的成本降低了40%，並节约大量的砂、石等土木建筑材料。

4 现状河道生态护坡技术的不足

与传统的河道护坡技术相比，生态型河道护坡技术除了具有增强岸坡稳定性、满足城镇河流防洪排涝、防止水土流失等功能外，还成功地解决了“绿化与硬化”的矛盾，对于营造城镇河道生态景观、改善人居环境，起到了积极作用。但现状河道生态护坡往往只考虑了护坡上的植物，而忽略了动物及微生物，忽视了生态护坡作为一个完整生态系统的动态性，没有充分意识到真正意义上的生态护坡应该是在保证边坡稳定的基础上，去营造河道边坡系统的生物多样性。因此，现有生态型护坡技术，虽带有一定的生态色彩，而要完善生态护坡技术还有待进一步研究提高。