生态护岸在城市河道综合治理中的应用
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摘要：生态护岸是融合现代水利学、环境学、生物学、生态学、美学等学科为一体的水利工程，作为生态护岸的一种新概念，它以“保护、创造生物良好的生态环境和自然景观”为前提，增强河道自净能力和生态修复的需要，在护岸工程所应具有足够的强度、稳定、安全性和耐久性的同时，充分考虑生态效果。本文探讨了生态护岸在城市河道综合治理中的应用。
关键词：生态护岸;城市河道;综合治理;应用
中图分类号：S891+.5 文献标识码：A 文章编号：
城市河道作为城市的重要基础设施，既是城市防洪排涝和引水抗旱的通道，又是城市景观和市民休闲的要素。但由于城市地域有限，人口集中，在发展过程中，往往是河道整治落后于其他基础设施建设，河道成了城市建设用地的侵占目标和纳污的容器， 造成城市水环境差、水质恶化，城市河道呈现脏、乱、差，严重影响了人居环境和城市景观。随着我国城市化进程的加快， 要让城市居民有一个美好的生活环境，加强城市生态系统建设成为当务之急，其中河道综合治理将是城市生态系统建设的重要组成部分。而如何保证在满足防洪排涝的基础上营造河道两岸的滨水环境，采用生态的护岸结构将是河道综合整治的关键。
一、河道生态护岸的基本内涵
河道生态护岸工程指的是充分利用植物或者和其余的工程材料的有机结合， 在河道岸坡上建立具备生态功能的防护体系，满足岸坡的抗冲蚀、抗滑动以及尽快恢复生态，以实现保持河岸稳固、改善坡面植物的生存环境、保护生物的多样化、提高河流自我净化功能、进一步改善人居环境等目标。主要包括如下：
1 、符合河道岸坡防护标准
河道生态护岸工程是护岸工程当中的形式之一，务必符合河道岸坡防护的需要，能够有效防止水流的冲刷， 风浪的淘蚀以及土体滑动造成堤防产生破坏或者失稳等问题。比如德国、加拿大以及日本北海道曾经利用草芦苇进行护坡，利用在堤坡上进行打桩，然后咋桩与桩之间用棕榈绳栓住，在其中夹带草芦苇种子，目的是为了让草芦苇在棕桐绳中生根发芽，以便慢慢繁殖，对于岸坡能够发挥比较好的防护效果。欧洲有部分国家曾经利用在塑料网下，安装预制块或者砌筑带孔的混凝土，将植物栽种于孔跟之中，从而形成生态护岸系统，其防护效果十分显著。
2、实现生态环境以及景观的功能
生态护岸的方式多种多样， 在选择的时候务必要充分考虑和周围环境的和谐性，不应破坏生态环境。河岸带是一种相对独立的生态系统，它介于水陆生态系统之间，能够对水陆生态系统之间的物流以及生物流起到过滤器以及天然屏障的效果。
然而它自身也具备了生态的脆弱性、动态性以及生物多样性等特点。建设护岸工程必须确保河岸带的生态系统平衡，保护生物的多样化。除此之外，对于城市以及风景区等沿河区域，建设护岸工程还必须符合相应景观规划的要求。
二、生态护岸的防护原理
在水域相对开阔， 水流较缓， 河道水位变化不大的河段可以采用植物的根、茎( 枝) 或整体作为生态护岸结构的主体元素对河岸进行防护。这种防护方式将植物的根、茎( 枝) 或整体按一定方式和方向排列插扦、种植或掩埋在边坡的不同位置， 在植物群落生长和建群过程中， 植物的根系在土中错综盘结，使边坡土体在其延伸范围内成为土与根系的复合材料， 加固和稳定边坡。
然而，在水流较急、岸坡坡度较陡的河段，植物根系无法控制土体深层滑动， 若植物根系延伸范围内无稳定的岩土层，则其防护作用便不明显，需结合圬工进行河岸防护。采取圬工防护措施对减轻护岸修建初期的不稳定性效果很好， 其深层锚固措施对边坡的加固作用非常有效。随着时间的推移，混凝土的老化， 钢筋的腐蚀，材料强度会降低，圬工防护与加固效果也越来越差。而随着植物的生长和繁殖， 生物量的增加， 植物措施在减轻坡面不稳定性和防治侵蚀方面的作用会越来越大。因此，植物措施与圬工措施相结合，发挥二者各自的优点，在保证边坡稳定的同时，起到生态修复作用，达到人类活动与自然环境相和谐的目的。
三、生态护岸在城市河道综合治理中的应用
1、自然原型护岸
自然原型护岸采用种植植被保护河岸、保持自然堤岸特性的护岸。主要采用乔灌混交，发挥乔木与灌木的自身生长特性，充分利用高低错落的空间和光照条件，以达到最佳郁闭效果。同时利用植物舒展而发达的根系稳固堤岸，增强其抵抗洪水、保护河堤的能力。其优点是纯天然，无任何污染，投资较省，且施工方便。缺点是抵抗洪水的能力较差，抗冲刷能力不足。在日常水位线以下种植植物难度较大，品种的选择亦较关键，否则很难保证植物的存活。因此，适用于流速不快、流量较小、冲刷能力较弱的乡镇级河道。河床过水断面较小。
2、土工材料复合种植基
(1)铁丝网与碎石复合种植基。铁丝网与碎石复合种植主要由镀锌或喷塑铁丝网装碎石、肥料及种植土组成。镀锌铁丝网容易锈蚀，在河道护坡方面一般不宜选用，而应选用耐锈蚀的喷塑铁丝网笼。铁丝网与碎石复合种植基一个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、整本性好、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。国外在这方面已有较多工程实例。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。
(2)土工材料固土种植基。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。
土工网垫固土种植基主要由聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、草籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成，在多层网的交接点经热熔后粘接，形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧，有合适的高度和空间，可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长，长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。固土网垫一般可由人工铺设，植物种植一般采用草籽加水力喷草技术完成。
土工格栅固土种植基主要是土工格栅进行土体加固，并在边坡上植草固土。土工格栅是以聚丙烯、高密度聚乙烯为原料，经挤压、拉伸而成，有单向、双向土工格栅之分。设置土工格栅，增加了土体摩阻力，同时土体中的孔隙水压力也迅速消散，所以增加了土体整体稳定和承载力。而且，由于格栅的锚固作用，抗滑力矩增加，草皮生根后草、土、格栅形成一体，更加提高了边坡的稳定性。
3、石材护岸
石材是大自然中存在最多的天然材料， 其形状有条状的或者是立方体状的， 也有不规则形状的。在护岸工程中，石头可以无规划地堆放，也可以有规划的堆砌，可以放置在石笼中再堆砌，也可以与水泥混凝土混合垒砌。岩石的相对密度范围为2 000~ 3 000 kg/ m3 。在护岸保护中具有成本低廉、来源广泛、抗冲刷能力强、经久耐用的特点。此外， 其粗糙的表面还可以为微生物提供附着场所， 石头与石头之间也可以成为水生植物和鱼儿等水生动物的生存空间。
（1）石积护岸
石积护岸是天然石材( 如卵石、砾石、流石等) 堆积而成的护岸结构，其堆积方法可配合周围的景观制定。石材之间的空隙可作为天然鱼巢，为多种鱼类提供栖息和繁衍场所，也为水生植物提供了生存空间，从而大大增加了水体及水陆交错带的生物多样性。对于有行航功能的河道可在正常水位以下采用干砌石断面， 正常水位以上再采用自然石堆积成斜坡， 这样既能削减行波对岸坡的冲刷， 又能增加水生生物的生存空间，有利于岸坡保护和生态环境的改善。该护岸结构一般适用于坡度比为( 1 ：3) ~ ( 1：5) 的缓流水体。
（2）石张护岸
石张护岸一般为低水位护岸， 主要是从生态角度考虑， 以恢复水陆交错带的多种生物为目的， 坡底用天然石材垒砌， 既可为水生生物提供栖息场所， 又可加固堤防; 坡面采用木桩和各种框架加固， 并覆有植被网， 种植护坡草皮。该类护坡具有稳定性好、耐洪水冲刷、景观性强的特点。
（3）石羽口护岸
石羽口护岸一般适用于高水位、对护岸强度要求高的护岸，坡底也是采用天然石材或切割石材垒砌，以保证护坡的稳定性和安全性。上部用框架和木桩护面， 框架内嵌有砾石或卵石，利用砾石或卵石间的缝隙种植护坡植物。坡面上部一般种植景观草皮。是融合亲水性、景观性、净水功能为一体的生态型护岸结构。
利用生物技术进行护岸是河流生态环境整治工程的重要组成部分和发展趋势。生态护岸技术集水土保持、生态修复、水质净化于一体，既改善了河道的生态环境、发挥生态效益，又满足了人们近水、亲水、赏水的需求，为促进地方经济和社会的可持续发展创造有利的生态环境条件。
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