河道生态护坡设计浅析

摘要：河道生态护坡是当前河道整治的重要课题，本文从传统护坡结构型式对生态的影响出发，提出生态护坡设计的要点，并结合某工程设计实践进行相关探讨，以供相关专业技术人员参考。

关键词：河道；生态护坡；设计

Abstract: the river ecological slope protection is an important subject of current river regulation, this paper, from the traditional slope protection to the influence of the ecological structure type, based on the ecological slope protection design, and the key point in combination with an engineering design practice finally discusses for relevant professional technology personnel reference.

Keywords: river; Ecological slope protection; design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

我国河流众多，以广西为例，流域面积大于50km2的就有1200多条，总长度44500 km，但因环保意识的薄弱，在过去相当长时期内，在河道治理过程中我们往往只是片面强调其防洪、排涝、引水、蓄水、航运等功能，对河道的生态或环境功能考虑较少，因此河道的护坡结构也以刚性硬质材料为主，其结果是导致河道生态多样性减少、河水与驳岸的自然生态链中断、水体自净能力丧失，对河道的可持续发展极为不利。当前，随着河流退化这一全球性生态环境问题被越来越多人所关注，如何构建人与自然和谐发展成为水利工作的重点，生态护坡得到普遍重视。关于生态护坡的概念并无一致提法，简言之，即综合考虑“水安全，水环境、水资源、水景观”各方面的协调，在满足防洪、排涝等需求的同时，充分考虑生态效应，将河提由过去的混凝土构造物改造成适合生物生长的土体、水体、植物（或生物）相互涵养的仿自然状态的护坡【1】。现笔者结合实践经验，就河道生态护坡设计进行相关探讨，以供参考。

1常规河道护坡对生态的影响

如前所述，长期以来因人们较为注重河道本身的行洪、排涝等功能，因此基于河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等因素，河道断面形式单一，走向笔直，护坡结构也较坚硬，一般采用浆砌石、干砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块等材料，以及现在较为流行的土工模袋混凝土护坡及重力挡土墙等材料和结构形式。以上护坡形式多数是将整个河坡表面封闭起来，隔绝了土壤与水体之间的物质交换，使得原先生长在岸坡上的生物不能继续生存，生态系统的食物链断开，对景观、环境及生态均产生了不良的影响，具体如下：1）传统硬质护砌的河道中，具有净水功能的水生生物生长较为困难，导致河水自净能力降低，水质可能恶化。2）导致河水受阳光影响而水温变化过大，不利于维持水中生态平衡，特别是高温季节，易孳生传染病菌。3）随着水流流速的增大，水中一些生物会被水流冲走，使水中生物减少，岸坡上又缺乏天然植物，直接影响沿河野生生物种类生存，如水鸟。据统计，目前城市河道衬砌后，沿河生物种类减少了70%以上，而水生生物也只相当于原来的50%。4）传统的混凝土护坡在施工中均不同程度地使用诸如早强剂、抗冻剂、膨胀剂等添加剂，这些添加剂在水中发生反应，对水质及水环境产生不利影响。岸坡无天然植物作屏障，导致坡边垃圾轻易入水，造成污染，促进了水质的恶化。同时，因无绿色的传统护坡，使河道失去了原有的生机，有悖于现代人追求自然回归的理念。

2生态护坡设计要点

生态护坡历史悠久，1633年日本开始采用铺草皮及栽树苗的方法治理荒坡，成为日本生态护坡的起源，上世纪30年代中欧首次引入了该生物途径，使之得到迅速发展，自60年代起在许多国家得到大力推广。在我国，“多自然型河川”的概念已被提及10余年，由国外引入的各种河道生态建设技术也得到广泛运用，是我国目前仍处于建设初期，适合我国河道的生态建设技术有待研究。在生态护坡设计方面，李海东等人【2】提出生态护坡主要遵循三大原则，即水力稳定性原则、生态和谐原则及因地制宜原则，顾秋平等人【3】提出的原则主要是：l)必须能营造一个适合陆生植物、水陆两生植物、水生动植物生长的生命环境；2)应满足渠道功能和堤防的稳定要求，并降低工程造价；3)尽量减少刚性结构，增强护坡在视觉中“软效果”，美化工程环境；4)进行水文分析，确定水位变幅范围，结合植物调查结果，选择合适的植物；5)尽量采用自然的材料，避免二次环境污染；6)布置时考虑人们的亲水要求。以上说法虽不一，但内涵相同，在实践中，我们应严格遵循这些原则进行设计。在护坡类型方面，生态护坡型式多样，主要有植物护坡、植被型生态混凝土护坡、水泥生态种植基护坡、三维土工植被网护坡、土工材料复合种植基护坡等，设计中我们应针对河道不同的功能需求、底泥(硬质，还是软质)及流速状况，采用不同的生态护坡材料及方法。

此外，笔者认为，在生态护坡的设计及类型选择中还需注意如下几点：1）了解河道护坡的功能定位，若待整治河道为主干行洪河道，就要优先考虑防洪排涝和航运对护坡稳定的需求，兼顾生态功能。在选择材料和类型时可以在迎水面边坡以传统的干砌块石为主，推广使用植被型生态混凝土、三维土工植被网、土工材料复合种植等生态护坡新技术，严格限制浆砌石或混凝土护坡。同时，还要兼顾考虑待整治河道的位置及岸边空间，如城镇河道，在考虑其生态景观功能的基础上，还要考虑其所处空间位置的有限性，如果空间有限，那么占地面积大的生态型护坡就不适合待整治河道。2）了解河流底泥和坡岸的土壤状况，了解其亲水性，以便有针对性地选择护坡的类型、植被的种类以及护坡的材料。3）了解河道的水质状况及污染物排入其中的方式。若河道水质要求较高、面源污染较严重，设计时可构建多级阶梯式、潜流型或表面流型人工湿地护岸系统。4）了解河道的水文情况，尤其是水体的流速。对于流速缓慢的小型河道，可直接利用天然植物材料进行岸坡防护，如草、芦苇、柳树等，由于这些植物亲水性强，在潮湿环境中能茁壮成长，故可在保护岸坡的同时，创造出丰富的岸边自然生态环境。而对于水流较急、岸坡侵蚀较大的河段，单纯利用草皮、柳树和芦苇等活体材料进行护岸易遭到破坏，应结合土工材料、石料、木桩等坚固材料，加强护岸的稳定性和抗侵蚀性，可以选择三维网垫、混凝土框格、混凝土砌块的植草护坡等复合生态护坡。总之，生态护坡的设计和选择应考虑河道护坡的功能需要以及各类型护坡的具体应用条件，使生态护坡和河流生态系统融为一体，形成一个有机的、开放的系统。

3生态护坡设计实例分析

某河道位于丘陵低山地区，河道上游连接K水库(为该水库泄洪河道)，下游连接H水库，总长为18.8km，河道比降约0.003。长期以来，因缺少维护、清理，河内泥土多年沉积，造成河道淤积严重，且堤防残缺，河道行洪能力极低，沿河农田连年遭遇洪灾。此外，因河道缺乏调蓄能力，沿河农田常受到干旱威胁，对农业生产发展不利。针对如上问题，对该河道进行生态设计，实际设计长1375m，包括流量计算、生态河道断面设计、生态护坡设计三方面。在生态护坡设计方面主要采取如下措施：1）自然植物护坡。河道土质为粘壤土，在河道顺直地方，边坡1:1.5时不需做特殊防护，采用植物护坡即可满足要求，但应尽量选用适宜当地生长、根系发达、固土能力强、耐瘠薄、耐淹、耐旱的植物。主要植物有草皮、芦苇、灌木等。为减少河道两岸硬化白化面积，减少工程建设对河道自然面貌及生态环境的破坏，植物可选用本土杂草。2）石笼护坡。在河道转弯处凹岸，主河槽需采用石笼护坡。在石笼中扦插柳条，起到加固和绿化的作用。3）块石护坡。在道桥附近采用块石护坡，并种植诸如香樟、美人蕉、红枫、红花继木等观赏性较强的植物。4）缓冲带设计。在岸堤圾向外10～20 m种植意杨，并在中间种植灌木，允许杂草生长。

总之，当前生态护坡在我国河道整治中已得到越来越多的应用，并发挥着良好的性能效果，在河道整治过程中，我们应该结合相关规范要求及工程实际特性，建立科学可靠的边坡生态化防护设计方案，以期改善及恢复被破坏了的河道生态系统，使河道成为集水利、生态、休闲等功能于一体的滨水空间，实现人与自然的和谐发展。

参考文献：

【1】王凯浩，张静文. 生态护坡技术在城市河道整治中的应用【J】.水利水电工程设计，2011（1）：29-31.

【2】李海东，林杰，张金池，南楠，李奕建，张东海. 生态护坡技术在河道边坡水土保持中的应用. 南京林业大学学报【J】.2008（1）：119-123.

【3】顾秋平，徐乃文，徐国强. 生态护坡技术在生态河道建设中的应用研究【J】.上海水务，2008（9）：24-27.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。