1、幾種常用河道生態(tài)護(hù)坡及其適用性分析Abstract With the development of society and economy , ecological element is considered frequently in the river treatment. And more and more ecology styles of slope protection are applied in China however, the research of the type and applicability of ecology slope protection was sc

2、ant. 7 common ecology styles of slope protection and their applicability were summed up and analyzed in this paper, which can use for the reference for the choice of ecology slope protection in the river treatment.Key words River； Ecology slope protection； Applicability傳統(tǒng)的河道護(hù)坡在河床、護(hù)岸穩(wěn)定方面效果很好，但卻忽視了環(huán) 境

3、保護(hù)和生物生存的需要。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和生態(tài)環(huán)境保護(hù) 的要求，傳統(tǒng)的硬質(zhì)護(hù)坡已經(jīng)不能滿足人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的需要。因此， 生態(tài)護(hù)坡的出現(xiàn)，順應(yīng)了人與自然和諧持續(xù)發(fā)展的需求，不僅是河道 護(hù)坡工程建設(shè)的一大進(jìn)步，也將成為今后護(hù)坡工程建設(shè)的主流。生態(tài) 護(hù)坡在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸增多，但對(duì)不同類(lèi)型的生態(tài)護(hù)坡進(jìn)行系統(tǒng)的分 析研究很少。該文例舉了較常用的幾種生態(tài)護(hù)坡，并對(duì)其適用性進(jìn)行 了分析，為以后河道治理工程生態(tài)護(hù)坡的選擇具有一定的指導(dǎo)作用。1生態(tài)護(hù)坡的定義生態(tài)護(hù)坡是綜合考慮“水安全、水環(huán)境、水資源、水景觀”的協(xié)調(diào)， 在滿足防洪、排澇、航運(yùn)等工程需求的同時(shí)，充分考慮生態(tài)效應(yīng)，把 河堤由過(guò)去的混凝土建筑物改造成

4、適合生物生長(zhǎng)的，水、土、生物相 互涵養(yǎng)的仿自然狀態(tài)的護(hù)坡。生態(tài)護(hù)坡包含2個(gè)層面的含義。首先是 護(hù)坡，需要具備河道護(hù)坡的功能，在滿足行洪排澇要求的基礎(chǔ)上，保 證岸坡的穩(wěn)定，防止水土流失，其要點(diǎn)是構(gòu)建能透水、透氣、調(diào)節(jié)水 文過(guò)程、緩沖洪水、控制侵蝕、生長(zhǎng)植物、截留降解污染物的生態(tài)防 護(hù)平臺(tái)。其次是生態(tài)功能，河道護(hù)坡要滿足邊坡生態(tài)平衡的要求，即 要建立良性的河坡生態(tài)系統(tǒng)，形成由高大喬木、低矮灌木、花草、魚(yú) 巢、水草、動(dòng)物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體組成有機(jī)的河坡 生態(tài)系統(tǒng)。（在這一完整生態(tài)系統(tǒng)中，不僅包括植物，還有動(dòng)物及微 生物，系統(tǒng)內(nèi)部之間以及與相鄰系統(tǒng)（如河流生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系 統(tǒng)）間均發(fā)

5、生著物質(zhì)、能量和信息的交換，具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性；這一 物質(zhì)、信息和能量的循環(huán)體系的良性循環(huán)使得該生態(tài)系統(tǒng)能進(jìn)行自組 織和自我修復(fù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。與傳統(tǒng)的漿砌或干 砌塊石、現(xiàn)澆混凝土和預(yù)制混凝土塊體護(hù)坡相比，生態(tài)護(hù)坡不僅具有 造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便，運(yùn)行維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)，對(duì)環(huán)境和生態(tài)的干擾也 比傳統(tǒng)護(hù)岸小得多，還能起到降雨截流、徑流延滯、提供生物棲息地 的作用，體現(xiàn)了尊重自然，人水和諧的思想。2生態(tài)護(hù)坡的分類(lèi)近年來(lái)，針對(duì)河道區(qū)域、功能、水文條件的不同，開(kāi)發(fā)了多種生 態(tài)護(hù)坡材料與方法。我國(guó)較常用的生態(tài)護(hù)坡型式有植物型護(hù)坡、土工 材料復(fù)合種植基護(hù)坡、網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)生態(tài)護(hù)坡、植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡、

6、 多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)護(hù)坡、水泥生態(tài)種植基護(hù)坡等。2.1植物型護(hù)坡這種護(hù)坡型式是通過(guò)在岸坡種植植被（喬木、灌木、草皮等）， 利用植物發(fā)達(dá)根系的力學(xué)效應(yīng)（深根錨固和淺根加筋）和水文效應(yīng)（降 低孔壓、削弱濺蝕和控制徑流）進(jìn)行護(hù)坡固土、防止水土流失，在滿 足生態(tài)環(huán)境的需要的同時(shí)還可進(jìn)行景觀造景。主要應(yīng)用于水流條件平 緩的中小河流和湖泊港灣處，在城市親水景觀設(shè)計(jì)中也有采用。固土 植物選擇一般應(yīng)考慮如對(duì)土質(zhì)要求、適應(yīng)氣候條件狀況、耐酸堿性、 耐高溫干旱能力、生長(zhǎng)能力等因素，同時(shí)應(yīng)具有根系發(fā)達(dá)，、生長(zhǎng)快、 綠期長(zhǎng)、生根性強(qiáng)、成活率高、價(jià)格低廉、管理粗放、抗病蟲(chóng)害、與 雜草競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的特點(diǎn)。目前，我國(guó)植物護(hù)坡工程中常用

7、的植物分為冷 季型和暖季型。冷季型的植物主要有：多年生黑麥草、細(xì)弱剪股穎、 高羊茅、草地早熟禾白三葉、無(wú)芒雀麥、紅三葉、白脈根等；暖季型 植物主要有：馬尼拉、狗牙根、假儉草、野牛草等。植物型護(hù)坡的缺 點(diǎn)在于抗水流、風(fēng)浪沖刷能力有限，對(duì)水流條件要求較高，且初期易 早雨水沖刷形成深溝，影響護(hù)坡效果。2.2 土工材料復(fù)合種植基護(hù)坡此類(lèi)護(hù)坡可以分為土工網(wǎng)墊固土種植基護(hù)坡、土工單元固土種植 基護(hù)坡、土工格柵固土種植基護(hù)坡，具體如下：2.2.1土工網(wǎng)墊固土種植基護(hù)坡。這種護(hù)坡主要由網(wǎng)墊、種植土和草籽 3部分組成。土工網(wǎng)的品種很多，常用的三維土工網(wǎng)是以熱塑性樹(shù)脂 為原料，采用科學(xué)配方，經(jīng)擠出、拉伸等工序精制

8、而成，其底層為一 個(gè)高模量基層，采用雙向拉伸技術(shù)，其強(qiáng)度高，足以防止植被網(wǎng)變形， 并能有效降低雨滴的沖擊能量，增強(qiáng)土體表面的抗沖刷能力，有效控 制面源污染的入河量。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)大氣、土壤、微生物呈惰 性。三維土工植被網(wǎng)的表層為一個(gè)起泡層，膨松的網(wǎng)包以便填入土壤 和草籽，網(wǎng)墊質(zhì)地柔韌、疏松，使得植物的根系可以自由穿過(guò)，網(wǎng)墊 具有一定的保溫功能，為種子發(fā)芽提供適宜的溫度條件。在草皮長(zhǎng)成 后，網(wǎng)墊、草皮和土壤表層牢固結(jié)合，提高岸坡的穩(wěn)定性，有效防止 水土流失。土工網(wǎng)墊固土種植基護(hù)坡優(yōu)點(diǎn)有：固土效果顯著。坡腳 為45時(shí)，平面網(wǎng)的下滑率為33%，三維網(wǎng)下滑率為0；坡腳為60時(shí)， 平面網(wǎng)下滑率為10

9、0%，三維網(wǎng)下滑率為16%）；抗沖刷能力強(qiáng)。當(dāng) 植物生長(zhǎng)茂盛時(shí)能抵抗沖刷的徑流流速達(dá)6 m/s，為一般草皮的2倍 多；經(jīng)濟(jì)環(huán)保。網(wǎng)墊采用可降解材料，無(wú)污染；與混凝土護(hù)岸相比， 該護(hù)岸更為經(jīng)濟(jì)。但是，該種護(hù)坡形式抗暴雨沖刷能力仍然較弱，取 決于植物的生長(zhǎng)情況，同時(shí)，在水位線附近及以下不適用該技術(shù)。2.2.2土工單元固土種植基護(hù)坡。土工單元種植基，是利用聚丙烯等片 狀材料經(jīng)熱熔粘連成蜂窩狀的網(wǎng)片，在蜂窩狀單元中填土植草，起到 固土護(hù)坡作用。這種土工格室具有材料輕、耐磨損、抗老化、化學(xué)性 質(zhì)穩(wěn)定、適用溫度范圍寬、韌性好、抗沖擊力強(qiáng)、不易變形、運(yùn)輸方 便的特點(diǎn)。施工連接簡(jiǎn)單，施工方法方便，能大大提高施

10、工效率，并 可多次利用。但其適用的河道坡度不能太陡，水流不能太急，水位變 動(dòng)不宜過(guò)大，否則會(huì)加大上部格室的壓力，岸坡土壤也易被水流沖刷 帶出。2.2.3土工格柵固土種植基護(hù)坡。格柵是由聚丙烯、聚錄乙烯等高分子 聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具有一定高度的三維立體 網(wǎng)格屏柵，在土木工程中被稱(chēng)為土工格柵。土工格柵分為塑料土工格 柵、鋼塑土工格柵、玻璃土工格柵和玻纖聚酯土工格柵4大類(lèi)。土工 格柵原用作加筋結(jié)構(gòu)的筋才或符合材料的筋材，現(xiàn)在也用于河道坡岸 的加固等。此類(lèi)護(hù)岸有如下優(yōu)點(diǎn)：具有較強(qiáng)抗沖刷能力，能有效防 止河岸垮塌；造價(jià)較低，運(yùn)輸方便，施工簡(jiǎn)單，工期短；土工格柵 耐老化，抗高低溫。其缺點(diǎn)

11、在于，當(dāng)土工格柵裸露時(shí)，經(jīng)太陽(yáng)暴曬會(huì) 縮短其使用壽命；部分聚丙烯材料的土工格柵遇火能燃燒。2.3生態(tài)石籠護(hù)坡石籠網(wǎng)是由高抗腐蝕、高強(qiáng)度、有一定延展性的低碳鋼絲包裹上 PVC材料后使用機(jī)械編織而成的箱型結(jié)構(gòu)。在河道護(hù)坡中，一般選用 耐繡蝕的噴塑鐵絲網(wǎng)籠。在石籠網(wǎng)里填充大小不一的石塊后，以一定 的方式組合并固定于河岸處使之成為網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)護(hù)坡。根據(jù)材質(zhì)外形 可分為格賓護(hù)坡、雷諾護(hù)坡、合金網(wǎng)兜等。生態(tài)石籠護(hù)坡不僅具有較強(qiáng)的整體性、透水性、抗沖刷性、生態(tài) 適宜性，而且應(yīng)用面廣，柔性結(jié)構(gòu)能適應(yīng)地基的變化，比剛性結(jié)構(gòu)具 備更好的安全穩(wěn)定性，起到良好的維護(hù)岸坡穩(wěn)定，維持河道生態(tài)功能 的作用。同時(shí)，其網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)的

12、透水性對(duì)地下水的自然作用及過(guò)濾作用 具有較強(qiáng)的包容性，使水中的懸移物和淤泥得以沉積于石塊縫隙中， 有利于自然植物的生長(zhǎng)，使岸坡環(huán)境得到改善。此外，生態(tài)石籠具有 造價(jià)低、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，運(yùn)輸方便的優(yōu)勢(shì)。由于該護(hù)坡主體以石塊填充為主，需要大量的石材，因此在平原 地區(qū)的適用性不強(qiáng)；在局部互岸破損后需要及時(shí)補(bǔ)救，以免內(nèi)部石材 泄露，影響岸坡的穩(wěn)定性。2.4植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡生態(tài)混凝土是一種性能介于普通混凝土和耕植土之間的新型材 料，由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。多孔混凝土 是植被型生態(tài)混凝土的骨架，由粗骨料、水泥、適量的細(xì)摻和料組成。 保水材料以有機(jī)質(zhì)保水劑為主，輔以摻入無(wú)機(jī)保水劑，為植物

13、提供必 要的水分。表層土鋪設(shè)于多孔混凝土表面以減少土壤水分的蒸發(fā)，為 植物發(fā)芽期提供養(yǎng)分。植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡主要利用自身重力、構(gòu)件間的錨固以及植 物根系力學(xué)和水文作用來(lái)維持岸坡的安全與穩(wěn)定。該護(hù)坡可為植物生 長(zhǎng)提供基質(zhì)，作為河流生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)、信息、能 量交換的紐帶，為河岸帶動(dòng)、植物、微生物提供棲息繁衍的生境。植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡抗沖刷性能好，表層覆草具有緩沖功能， 固土作用顯著，有較強(qiáng)的抵御洪水的能力。護(hù)坡孔隙率高，保證了土 壤、水體、大氣的連通，有效地降低了孔隙水壓力，不僅能為植物根 系生長(zhǎng)提供空間，而且也會(huì)成為動(dòng)物及微生物的繁殖場(chǎng)所。材料的高 透氣性在很大程度上保證了被

14、保護(hù)土與空氣間的濕熱交換能力。這種護(hù)坡型式的缺點(diǎn)在于：降堿處理問(wèn)題，降堿問(wèn)題若處理不 好，會(huì)影響植物的生長(zhǎng)，而降堿處理后護(hù)坡強(qiáng)度有待進(jìn)一步考證; 強(qiáng)度及耐久性，在經(jīng)過(guò)冷熱交替和凍融交替后材料的強(qiáng)度有待驗(yàn)證； 植被型生態(tài)混凝土的可再播種性需進(jìn)一步驗(yàn)證;相比于其他護(hù)岸 類(lèi)型，該類(lèi)型的護(hù)岸價(jià)格偏高，但比混凝土護(hù)岸要低。2.5生態(tài)袋護(hù)坡生態(tài)袋是采用專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備，依據(jù)特定的生產(chǎn)工藝，把肥料、草 豐重和保水劑按一定密度定植在可自然降解的無(wú)紡布或其他材料上，并 經(jīng)機(jī)器的滾壓和針刺等工序而形成的產(chǎn)品。生態(tài)袋共分5層，最外層 和最內(nèi)層為尼龍纖維網(wǎng)，次外層為加厚的無(wú)紡布，中層為植物種子、 有機(jī)基質(zhì)、保水劑、長(zhǎng)效肥

15、等混合料，次內(nèi)層是在短期內(nèi)自動(dòng)分解的 無(wú)紡棉纖維布。生態(tài)袋護(hù)岸具有以下優(yōu)點(diǎn)：生態(tài)袋應(yīng)用三角內(nèi)摩擦緊縮結(jié)構(gòu)， 整體受力，具有科學(xué)的穩(wěn)定性;生態(tài)袋具有透水不透土的過(guò)濾功能， 既能防止填充物（土壤和營(yíng)養(yǎng)成分混合物）流失，又能實(shí)現(xiàn)水分在土 壤中的正常交流；生態(tài)袋使植物種子分布更加均勻，且不受人為因 素和水流沖刷的擾動(dòng)，此外，生態(tài)袋還節(jié)約了種子的播種時(shí)間，使植 物的選擇更加豐富多樣，有利于生態(tài)系統(tǒng)的快速恢復(fù)；施工簡(jiǎn)單快 捷，無(wú)需大型機(jī)械，而且不產(chǎn)生噪聲和垃圾。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，生態(tài)袋護(hù)岸存在著易老化，生態(tài)袋內(nèi)植物種 子再生問(wèn)題。生態(tài)袋孔隙過(guò)大袋狀物易在水流沖刷下帶出袋體，造成 沉降，影響岸坡穩(wěn)定；而孔隙

16、過(guò)小對(duì)植物根系延伸造成阻礙，影響柔 性邊坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，透水性能降低。2.6多孔結(jié)構(gòu)護(hù)坡多孔結(jié)構(gòu)護(hù)坡是利用多孔磚進(jìn)行植草的一類(lèi)護(hù)坡，常見(jiàn)的多孔磚 有八字磚、六棱護(hù)坡網(wǎng)格磚等。這種具有連續(xù)貫穿的多孔結(jié)構(gòu)，為動(dòng) 植物提供了良好的生存空間和棲息場(chǎng)所，可在水陸之間進(jìn)行能量交換， 是一種具有“呼吸功能的護(hù)岸。同時(shí)，異株植物根系的盤(pán)根交織與坡 體有機(jī)融為一體，形成了對(duì)基礎(chǔ)坡體的錨固作用，也起到了透氣、透 水、保土、固坡的效果。多孔結(jié)構(gòu)護(hù)坡具有如下優(yōu)點(diǎn)：形式多樣，可以根據(jù)不同的需求 選擇不同外形的多孔磚，風(fēng)格更加豐富，滿足多種需求;多孔磚的 孔隙既可以用來(lái)種草，水下部分還可以作為魚(yú)蝦的棲息地；具有較 強(qiáng)的水循

17、環(huán)能力和抗沖刷能力。這類(lèi)護(hù)坡也存在著如下缺點(diǎn)：河堤坡度不能過(guò)大，否則多孔磚 易滑落至河道；河堤必須堅(jiān)固，土需壓實(shí)、壓緊，否則經(jīng)河水不斷 沖刷易形成凹陷地帶，造成薄層多孔磚的松動(dòng)而被沖走;成本較高， 施工難度不大，但施工工作量較大；4）不適合砂質(zhì)土層，不適合河 岸彎曲較多的河道。2.7自嵌式擋土墻護(hù)坡自嵌式擋土墻的核心材料為自嵌塊。這種護(hù)坡型式是一種重力結(jié) 構(gòu)，主要依靠自嵌塊塊體的自重來(lái)抵抗動(dòng)靜荷載，使岸坡穩(wěn)固；同時(shí) 該種擋土墻無(wú)需砂漿砌筑，主要依靠帶有后緣的自嵌塊的鎖定功能和 自身重量來(lái)防止滑動(dòng)傾覆；另外，在墻體較高、地基土質(zhì)較差或有活 載的情況下，可通過(guò)增加玻璃纖維土工格柵的方法來(lái)提高整個(gè)墻

18、體的 穩(wěn)定性。該類(lèi)護(hù)岸孔隙間可以人工種植一些植物，增加其美感。該類(lèi)型護(hù)坡具有如下優(yōu)點(diǎn)：防洪能力強(qiáng)，自嵌式擋土墻結(jié)構(gòu)為 層層錯(cuò)位碼放，無(wú)砂漿砌筑，水流可快速進(jìn)出，減少了波浪對(duì)墻體的 破壞；具有層次感，孔隙間的植物長(zhǎng)成后可覆蓋墻體，比混凝土墻 增加了生態(tài)感，水面以下孔隙為魚(yú)蝦等動(dòng)物提供良好的棲息地；節(jié) 約材料，自重較傳統(tǒng)混凝土擋墻較輕；造型多變，主要為曲面型、 直面型、景觀型和植生型，滿足不同河岸形態(tài)的需求；對(duì)地基要求 低，自嵌式結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)，適用于產(chǎn)生不均勻沉降的地基;抗震 性能好，垂直方向錯(cuò)位干碼，用錨固棒形成三位一體，水平方向土工 格柵塊體、反濾層和回填土形成一體，非少數(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵連接點(diǎn)，

19、為 地震力提供了附加的轉(zhuǎn)移受力路徑；施工簡(jiǎn)便，施工無(wú)噪音，后期 拆除方便。其不足之處在于：墻體后面的泥土易被水流帶走，造成墻后中 空，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在水流過(guò)急時(shí)容易導(dǎo)致墻體垮塌;該類(lèi)護(hù)岸 主要適用于平直河道，彎度太大的河道不適用于此護(hù)岸；彎道需要 石材量大，且容易造成凸角，此處承受的水流沖擊較大，使用這類(lèi)護(hù) 岸有一定的風(fēng)險(xiǎn)。3生態(tài)護(hù)坡適用性分析3.1限制條件生態(tài)護(hù)坡由于其形式多樣，功能特點(diǎn)各不相同，組合形式多樣， 因此具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能滿足多種場(chǎng)合的需要，得到廣泛的應(yīng)用。 作為一種新型的生態(tài)護(hù)岸形式，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省份 頗受歡迎，但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中也暴露出一些問(wèn)題。（1）大量占用土地。大部分的生態(tài)護(hù)坡坡度較緩，需要占用河 邊大量土地，如植物型護(hù)坡、植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡、土工材料復(fù)合 種植基護(hù)坡等。在浙江省沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，土地征用費(fèi)用相對(duì)較 高，相應(yīng)的增加了成本。后期維護(hù)費(fèi)用較高。生態(tài)護(hù)坡中的植被由于養(yǎng)護(hù)不足、自 然生長(zhǎng)周期枯萎、受人為因素破壞等因素的影響，需要2次播種、養(yǎng) 護(hù)。此外，護(hù)岸材質(zhì)也需要更新和維修，因此，與傳統(tǒng)護(hù)岸相比，后 期維護(hù)管理費(fèi)用更高。抗沖刷性能一般。生態(tài)護(hù)坡的抗沖刷性能不一，但普遍比 硬質(zhì)護(hù)岸要差。浙江省夏季降雨量大且頻繁，雨季持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，地形 特點(diǎn)決定其匯流時(shí)間較短，河道水位容易暴漲暴跌，水流速度快，沖 刷力強(qiáng)，對(duì)