隨著水生態(tài)文明城市建設(shè)步伐的加快和人們對自然環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，河道治理中傳統(tǒng)的護(hù)坡技術(shù)所存在的弊端日趨顯露，對河流水生態(tài)功能與社會服務(wù)功能的提升產(chǎn)生嚴(yán)重的制約。因此，綜合考慮生態(tài)環(huán)境、人文景觀和形態(tài)布局的河道生態(tài)治理逐漸引起工程技術(shù)人員的關(guān)注。當(dāng)前，我國部分河道治理中生態(tài)護(hù)坡技術(shù)得以充分地應(yīng)用，將傳統(tǒng)的人工材料與林草植被相結(jié)合用于河道治理的案例較多[1-4]。例如，紹興市通過大規(guī)模綜合治理河流水系，以“水清、景美、岸綠、流暢”河流為現(xiàn)代化水系建設(shè)目標(biāo)，在水生態(tài)保護(hù)與現(xiàn)代化水系建設(shè)方面取得了明顯的成效;上海浦東區(qū)河道治理項目將生態(tài)理念滲透至工程管理、施工、設(shè)計等每個環(huán)節(jié)，遵循因地制宜、生態(tài)治水的原則，對河道水系實行水邊栽植物、多樣化水流、河岸與邊坡種植林草等護(hù)岸形式，為重塑江南水鄉(xiāng)風(fēng)光和生態(tài)文明建設(shè)注入了新的活力;成都府南河整治項目將文化、生態(tài)、綠化、交通、排水、防洪融為一體，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會效益。近年來，人們對河道景觀、自然環(huán)境、水文化等要求越來越高，傳統(tǒng)的防洪、排澇治理理念逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩�、舒適、優(yōu)美型近自然水環(huán)境觀念。

　　1河道治理生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

　　1.1傳統(tǒng)的護(hù)坡技術(shù)

　　傳統(tǒng)的河道護(hù)坡技術(shù)比較注重河流的排水能力，一般利用流水的排導(dǎo)功能沖刷攜帶污染物，采用混凝土或漿砌石改建河道護(hù)坡形式，以達(dá)到加固穩(wěn)定岸坡及保持河道順暢的效果。通過硬化處理可以提升河道水流和岸坡的穩(wěn)定性，工程中常用的方式有兩種:其一，為確保水力沖刷下岸坡不發(fā)生傾覆對邊坡澆筑混凝土;其二，為保護(hù)岸坡穩(wěn)定性利用石材的強(qiáng)固化作用，將人工石材漿砌至坡體之上[5]。

　　1.2生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

　　河道生態(tài)治理為提升水資源承載力與恢復(fù)水生態(tài)環(huán)境的有效方法，為建設(shè)濱河宜居城市、打造綠色生態(tài)河流及推動水生態(tài)文明發(fā)展的根本途徑[6]。將生態(tài)植物材料與工程措施相結(jié)合或者利用生態(tài)型的植物，來保證河流沖刷時岸坡穩(wěn)定性及完整性，這也是實施生態(tài)護(hù)坡的關(guān)鍵。生態(tài)學(xué)、水力學(xué)、水土保持學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)等為生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的理論依據(jù)，通過實施植物與工程措施形成良性循環(huán)、綠色生態(tài)的護(hù)坡系統(tǒng)，最大限度地發(fā)揮生態(tài)工程自我修復(fù)、自我組織和自支撐功能達(dá)到邊坡生態(tài)修復(fù)、抗滑動、抗沖蝕目的，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、人類社會、河道治理與水資源的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，減少洪澇災(zāi)害與坡面水土流失，改善自然環(huán)境與小流域氣候的目標(biāo)。因此，生態(tài)護(hù)坡工程屬于一個涉及動植物與微生物的綜合系統(tǒng)[7]。一般地，工程中比較常用的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)主要包括:1)混凝土預(yù)制磚護(hù)岸:采用混凝土預(yù)制而成的一種存在大量連續(xù)空隙且具有抗壓強(qiáng)度的空心磚護(hù)坡，此種護(hù)岸模式的透水、透氣性較好，可以將草、灌植物播種至空隙內(nèi)以形成近自然的生態(tài)護(hù)岸，從而達(dá)到凈化水質(zhì)和保護(hù)堤岸不受侵蝕的目標(biāo)。2)堤岸栽植植物防護(hù)技術(shù):該技術(shù)可以改善河流水質(zhì)和減少堤岸硬質(zhì)感，營造的小氣候條件為河流水生植物的生長提供良好的條件，其主要做法是在河道底固定堆砌填裝種植土的編織袋，以供植物生長。3)石籠護(hù)岸:將種植土、碎石等裝入柳條、噴塑鐵絲網(wǎng)或鍍鋅籠內(nèi)，結(jié)合植物碎石堆砌成砌體擋土墻或臺階狀護(hù)岸，由此增大河岸的生態(tài)性與穩(wěn)定性，對于塊石缺乏而沙子或碎石來源廣泛的區(qū)域，石籠護(hù)岸具有較強(qiáng)的適用性與可行性。4)石材-木樁復(fù)合型護(hù)岸:為保證護(hù)坡安全性與穩(wěn)定性于坡底實施生態(tài)混凝土護(hù)岸，同時為滿足水生植物生長創(chuàng)造較好的空間，將卵石或礫石放置于木樁框架內(nèi)以防護(hù)坡面上部結(jié)構(gòu)，此類生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)融合了凈水、景觀、親水等功能。

　　1.3生態(tài)護(hù)坡與傳統(tǒng)護(hù)坡的區(qū)別

　　傳統(tǒng)的硬質(zhì)式護(hù)坡在增強(qiáng)岸坡穩(wěn)定性與河流行洪能力的同時，也會對水環(huán)境造成一定的破壞，且此種護(hù)坡的造價往往較高。采用硬質(zhì)性護(hù)岸材料會改變河道的自然屬性，降低對地下水的補(bǔ)給及水陸系統(tǒng)的能量物質(zhì)交流，對水生物種棲息環(huán)境產(chǎn)生破壞;此外，各類污染物因無法被硬化裸露的護(hù)岸過濾吸收，在徑流作用下被排入河道產(chǎn)生污染;河道裁彎取直將明顯增大水流速度，從而使得水力沖刷河底和河岸的能力大大增強(qiáng)[8]。河道治理工程存在的主要矛盾是行洪安全與生態(tài)需求，針對傳統(tǒng)護(hù)坡存在的不足生態(tài)護(hù)坡逐漸得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)合岸坡實際地質(zhì)條件和不同的河道治理狀況，在創(chuàng)造良好生境條件及達(dá)到生態(tài)需求的情況下，生態(tài)護(hù)坡還可提升岸坡的抗沖與防洪能力。

　　2生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用分析

　　大凌河某河段治理工程有一高坎岸坡，前期護(hù)坡設(shè)計選用了傳統(tǒng)護(hù)坡形式，該傳統(tǒng)的護(hù)岸模式對水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞，無法滿足人們對河道景觀、濕地生態(tài)和自然環(huán)境的要求。因此，施工方和設(shè)計方考慮將工程措施與自然植被相結(jié)合，合理設(shè)計生態(tài)護(hù)岸模式。

　　2.1生態(tài)砌塊擋墻護(hù)坡

　　RXP生態(tài)砌塊具有節(jié)約土地面積、操作方便和施工速度快等優(yōu)點，結(jié)合RXP生態(tài)砌塊的特點以及治理河段的地質(zhì)條件，考慮到C25混凝土已經(jīng)澆筑至擋墻底部，所以可繼續(xù)澆筑成厚10cm、寬60cm的基礎(chǔ)。然后選用RXP280-10型主砌塊、RXP300-100型生態(tài)砌塊分別對頂層與中間層、基礎(chǔ)層處理，并將土工格柵鋪墊至擋墻背后坡面，為增強(qiáng)巖土體之間的摩擦力利用單項聚丙烯土格柵作為施工用土工格柵，逐步壓實過程中應(yīng)確保此處壓實度超過90%。此外，為了能夠播種植物種子保持砌塊之間的縫隙寬度為80mm，同時為微生物創(chuàng)造了良好的生存空間。最后，采用C20混凝土對擋墻頂澆筑成寬2m、厚10cm的結(jié)構(gòu)。2.1.1穩(wěn)定性分析設(shè)計完成生態(tài)護(hù)坡方案后，為更好的分析其穩(wěn)定性采用ANSYS建模仿真運算。將計算網(wǎng)格劃分為2215個單元，節(jié)點數(shù)共有4670個，應(yīng)變變形單元體由四邊形八節(jié)點構(gòu)成。充分考慮河道治理工程相關(guān)資料合理設(shè)定邊界條件，水流水平方向的靜水壓力作為左、右邊界的約束條件，自由邊界為河道上部，岸坡底面為完全約束。合理劃分幾何模型網(wǎng)格后計算岸坡的穩(wěn)定性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)坡腳處為引起岸坡失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定性系數(shù)Fs=2.0符合工程設(shè)計要求。2.1.2生態(tài)協(xié)調(diào)性分析RXP砌塊擋墻設(shè)計預(yù)留了一定的聯(lián)通縫隙，擋墻上下砌塊之間的縫隙將進(jìn)一步打通河岸的生態(tài)結(jié)構(gòu)。連通狀態(tài)的水流有利于水下生物的自由活動，為水體植物的生長和微生物之間的交流傳輸創(chuàng)造了良好的空間，有助于維持水系統(tǒng)的良性循環(huán)。為遏制岸坡水土流失及美化生態(tài)環(huán)境，可以將適宜的植物栽植于RXP生態(tài)砌墻坡面處，植物的生長有助于提高岸坡的穩(wěn)定性。協(xié)調(diào)使用人工燈光美化和植物體措施，將形成一個具有自然人文景觀、光影、美麗的旅游休閑場所。2.1.3成本分析每平方米的造價按照工程實際成本來換算，并且折合生態(tài)砌塊擋墻護(hù)坡的輔助性費用及機(jī)械費，該方案的最終的造價為782.57元/m2。

　　2.2林草植被護(hù)坡

　　針對河道治理中的高坎邊坡，遵循自然和諧、人水相親、宜寬則寬、易彎則彎的原則設(shè)計成植物護(hù)坡方案。為保證河流的防洪安全，岸坡上栽植固土能力強(qiáng)且生命力旺盛的喬木或灌木，如銀杏、水杉和楊柳等;岸坡濕地區(qū)和淺水區(qū)應(yīng)盡可能選取濕生植物，結(jié)合生態(tài)學(xué)知識和土壤的物理性質(zhì)可供選取的植物類型有扁干草、水蔥、香蒲、菖蒲、白蠟樹、國槐等。設(shè)計樁基礎(chǔ)以增強(qiáng)坡腳的抗沖刷能力，排樁間距5cm，樁直徑15cm，其施工工藝是將木樁打入坡腳以增大其強(qiáng)度，然后采用木材橫向放置于木樁上方，按照不同的景觀要求可以將木欄設(shè)計成各種形狀。為進(jìn)一步加固坡腳還可在圍欄后回填土料或堆積石料，將草坪植物種植于圍欄以上坡面，同時配備木質(zhì)臺階以實現(xiàn)多目標(biāo)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，營造良好的環(huán)境滿足水生動植物和微生物的生存[9]。2.2.1穩(wěn)定性分析岸坡面和坡頂處交錯布置植物帶，選取的草本植物應(yīng)具有發(fā)育完善的根系和快速生長的能力，以確保坡面土壤不被侵蝕為原則選取合適的喬灌植物。充分發(fā)揮植物截留雨水的功能，減少坡面的水土流失量，通過植被固土和留住水分降低水流對岸坡的沖刷。植物護(hù)坡設(shè)計方案選用樁基護(hù)腳，因此增強(qiáng)了坡腳的抗沖刷能力，確保了河岸的生態(tài)性和穩(wěn)定性[10]。2.2.2生態(tài)協(xié)調(diào)性分析植物護(hù)坡技術(shù)能夠有效截留水分、涵養(yǎng)水源，有利于促進(jìn)植物水分吸收和岸坡的生態(tài)協(xié)調(diào)性。這種方法具有改善生態(tài)環(huán)境和河流水質(zhì)，以及增強(qiáng)水體自凈能力與抗沖刷的優(yōu)點，此外岸坡栽植的植物還具有慣性，為動植物的生長、繁衍提供良好的空間，從而實現(xiàn)環(huán)境景觀美化與水質(zhì)凈化、防洪治理、生態(tài)修復(fù)的有機(jī)統(tǒng)一，創(chuàng)造人水和諧、周邊環(huán)境與河道景觀有機(jī)相容的自然生態(tài)場所[11]。2.2.3造價分析單位面積的養(yǎng)護(hù)費、人工費和材料費為構(gòu)成林草植被護(hù)坡的主要成本，此方案的綜合成本為142.525元/m2。

　　3結(jié)論

　　生態(tài)護(hù)坡技術(shù)為河道治理領(lǐng)域一個長期研究的熱點問題，應(yīng)綜合考慮生物和工程措施，增強(qiáng)河流的自然景觀效果，最終打造出水環(huán)境改善、自然景觀和諧的生態(tài)型河流。通過對比分析傳統(tǒng)護(hù)坡與生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，合理設(shè)計了植被護(hù)坡和生態(tài)砌塊擋墻護(hù)坡方案，從岸坡穩(wěn)定性、生態(tài)協(xié)調(diào)性和成本造價等方面分析了設(shè)計方案的優(yōu)勢。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生態(tài)護(hù)坡的成本較低、穩(wěn)定性好且人文景觀性強(qiáng)，可為其他河道生態(tài)治理提供參考。

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　　《生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在河道治理的應(yīng)用》來源：《水土保持應(yīng)用技術(shù)》，作者：黃廣玲