1、河道治理中生态护岸方法分析【摘要】生态护岸指的是利用植物或者植物与土木材料相结合，对河道坡面进行防护的一种新型护岸型式，它集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体，是现代河流治理的发展趋势。文章围绕着河道治理中生态护岸方法问题，介绍和分析了生态护岸结构及模式、两岸岸坡的植被缓冲带以及设计应用等问题，最后就生态护岸的应用现状进行了简单的分析。 【关键词】河道治理；生态护岸；方法 中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号： 引言 自古以来,治河是治水活动的重要内容,人们通过治导、疏浚和护岸等措施,对河流进行治理和控制,以期除患兴利,实现行洪除涝、取水利用、交通航运之目的。随着经济的快速
2、发展,一方面河道在保障经济生活和建设良好生态环境中的作用越来越大;另一方面由于人类活动的影响,与我们生活生产息息相关的河道功能退化、水质恶化。水多为患,水少为愁,水脏为忧,此类突出问题集中反映在河道。开展河道整治是恢复河道基本功能的根本措施,是提高水资源承载能力、改善生态环境的有效途径,是打造绿色河道的客观需要。随着现代化建设的推进,对河道整治提出了新的要求,不仅要继承传统整治技术的精髓,还应树立亲水的理念,营造人与自然和谐的水环境。而最基本的水利设施之一的护岸工程,作为一种构造物,几乎贯穿于河流空间的全部区段,因此,护岸工程对整个河流功能的发挥起着重要作用,是河道整治效果的最终体现。 1 河
3、道护岸工程的发展历史 长期以来,传统的河道护岸工程往往局限于防洪、排涝、引水和航运等基本功能。在护岸工程设计中,特别是城市河道,为了控制河势和确保河道的防洪安全,着力于运用块石、混凝土等硬质材料的结构设计,使得许多河道被人为渠化。这样一来,对河道和人类造成了诸多方面的负面影响: (1)河岸衬砌硬化之后,土体与水体的关系相割裂,隔断了河道水域中的生物、微生物与陆域的接触,并引起其自然生存环境恶化,河流的天然自净能力下降; (2)河道两岸修筑防洪堤岸并实施硬化护坡之后,河流从前的滨水环境发生了改变,人与河流原本的和谐关系被破坏, 人们失去了往昔那种自然野趣的亲水、休闲和娱乐场所; (3)按传统方法
4、整治后的河道,河槽渠化,河岸硬化,边界整齐,走向笔直,与现代人追求回归自然、与自然和谐相处的景观需求和心理期待完全相背。 到 20 世纪中叶,随着回归自然、景观文化、亲水等新理念的不断涌现,生物护岸技术开始得到了重视,其应用也逐渐广泛起来。现代生物护岸技术是结合工程、生物与生态的理论,有意识地尽量利用天然材料作为河岸保护的素材,进行生物护岸建设,不再仅仅强调护岸的抗冲刷力、行洪能力等,而是强调安全性、稳定性、景观性、生态性、自然性和亲水性的完美结合。 2 生态型河道的概念及特点 2.1 生态型河道概念 生态型河道是在生态安全与和谐理念指导下,以修复受损河道为目的,通过生态河床和生态护岸等生态工
5、程的技术手段,形成的自然生态和谐,生态系统健康,安全稳定性高,生物多样性高,河道功能健全的非自然原生型河道,是通过河道结构上的生态工程建设来实现河道生态系统的持续健康发展。 2.2 生态河道特征 生态河道系统是以自然为主导的,能够维持物种多样性、减少对资源的掠夺、维护生态系统的动态平衡,对提高系统的自我调节、自我修复能力,改善人类生活环境等方面具有重要的意义。生态河道既具有生态学特性,又具有力学、社会经济特性,其特征主要体现在:结构稳定性、景观适宜性、生态健康性和生态安全性等几个方面。 3 生态护岸结构及模式 生态护岸是生态河道的主要体现。生态护岸是利用植物或者植物与土木工程相结合,对河道坡面
6、、岸墙进行防护的一种新型护岸型式。生态护岸集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体,遵循着规模最小化、外型缓坡化、内外透水化、表面粗糙化、材质自然化及成本经济化等原则,而且与常规方法相比,各类工程的总投资相对比较低。河道护岸具有许多功能,其中最基本的功能是防洪排涝、供水输水,其次是满足景观、生态和人类活动的需求。 3.1 生态护岸植物种类选择 生态型护坡可采用基本的植物群是水生植物、草、灌木和树。植物种类的选择以表 1 中汇总的植物的不同功效为依据,并考虑可使植物存活的土壤物理成分、气候条件、土壤和水状况。 表 1 植物的护岸功能 3.2 生态护岸结构 生态型护坡结构上主要有天然材料护坡
7、、人造材料复合植被护坡、多孔隙结构和笼系结构等,这些材料和结构大多满足多孔隙和柔性的特点，详见表 2,多种护坡形式见图 1、图 2 和图 3。 表 2 生态护岸结构及特性 图 1 天然材料护坡形式 图 2 石笼护坡形式 图 3 网格型混凝土块护坡形式 3.3 生态护岸模式 不同河段,因其坡度和冲蚀条件而异,需采取不同的护坡措施。生态护岸模式有三种:原生态型治理模式、自然型治理模式和工程生态型治理模式。针对不同河流功能,推荐采用的护岸模式见表 3。 表 3 生态护岸模式选择 4 两岸岸坡的植被缓冲带 河流廊道的内部与外部环境是保存与联系各个生态系统的重要场所,人为的干扰常会影响廊道栖地的品质。
8、4.1 植被缓冲带功能 植被缓冲带具有许多功能,如隔离或屏障人类活动的干扰,减缓洪峰,提高河道的稳定性,同时还兼具美学、游憩与资源利用功能;植被缓冲带另一个重要的作用是可以净化水体。在沿江栽植大面积绿化有助于提高自然的渗滤净化能力,减缓污染土壤对水体的威胁。大范围连续的、多层次的河道水系绿化和水系水质的提高也为鸟类和水生动物提供必要的活动空间和容量,从而更加提高河道的自然活力和生机,使水环境更具吸引力,也增强了不同河段的地方特色和景观个性,而同一地区恰当的物种选择又可分明地展示出不同季节的景色变化。 所以,人为活动区域应与河流廊道之间保持一段缓冲地带,隔离或屏障人为活动对河流廊道干扰所产生的冲
9、击。 4.2 植被缓冲带的布置 缓冲带设计要体现主题性。绿化带应以树林布置和草地布置相结合,水与绿的结合是环境景观的基础。自然美是河道治理追求的主要美学特征,应该设法营造自然环境和自然景观,保持岸线的纯自然性,从而给人以回归大自然原始美的感觉。植被缓冲带可按如下两点布置: (1)在堤岸上面及堤岸以外的步行空间应以高大乔木为主,为步行和活动提供足够的硬地面积,同时也提供足够的树荫面积,又能保证视线的通透。 (2)远离水岸的空间在条件允许的情况下可以处理成大面积的绿地。但要避免一览无余的绿地, 也要避免过密的树木遮挡视线。 5 态护岸的设计应用 5.1 设计要点 河道具有防洪、引排水和航运等功能，
10、因此，设计生态护岸时，应结合河道的主要功能、河道地形地质状况以及施工工期等特点，确定具体的施工设计方案。一般河道生态护岸的设计原则为： （1）生态护岸应满足渠道功能和堤防的稳定要求，并降低工程造价；（2）尽量减少刚性结构，增强护岸在视觉中“软效果” ，美化工程环境； （3）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； （4）应设置多孔性构造，为生物提供一个安全的生长空间； （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。 5.2 栽种植物的选择 在栽种植物以前，应首先进行工程区域的植被调查，然后根据植被调查结果，充分考虑到栽种植物与周边环境的
11、协调、景观、安全性、地域适应性及生态平衡的问题，并按以下条件进行严格的选择：（1）适合气候、气象条件的树种；（2）土壤要求低；（3）原有品种；（4）抗病虫害能力强，对周围环境的危害性小；（5）寿命或者效果发挥时间长；（6）具有能够美化环境的效果；（7）容易维护管理；（8）具有市场性。5.3 生态护岸设计 河道根据水位的变化范围，一般分为：常淹区、变化区、常露区三个部分。常淹区指河底至枯水位段，变化区指枯水位至丰水位段，常露区指丰水位至堤顶段。在河道的不同坡段选用合适的植物，是生态护岸设计的一项重要内容。生态护岸的设置应以不影响河道过水能力为前提，以提高工程的环境效益。常淹区的淹没时间最长，经济
12、条件允许应尽量采取硬性护岸，经济条件不够可种植喜水植物，如解力草、黄花鸢尾等水生植物；变化区受水体冲刷，水土流失比较严重，应采用干砌块石加水生植物护岸，或用混凝土预制块组成框格压载，在框格内填土、深栽柳，柳间栽爬根草；常露区只受雨淋沟影响，水土流失不大，宜采用草皮护岸，间隔配栽香樟、大叶女针等风景树木。 另外，生态护岸的设计还应满足抗滑稳定、渗透稳定和抗冲刷稳定的要求。 5.4 技术经济比较 生态护岸具有以下优点：（1）克服了原浆砌块石护岸的呆板和生硬，使工程与自然统一；（2）利用不同季节植物的形状和颜色，可大大改善工程环境；（3）避免采用非自然的材料，避免了二次环境污染；（4）生态护岸满足人
13、们的亲水要求；（5）因设置多孔性构造，对生物的生长和水质起到了保护作用；（6）工程造价相对较低。 从工程维护角度分析，浆砌块石护岸具有一次性投资、维护少等优点；生态护岸一般在栽种后的一年内要进行一定补栽（一般为 10左右） ，在植物成活前要进行一定的养护，而后，植物主要是依靠自然的力量进行自然更新，通常情况下无需维护，所以维护工作量也不大。尤其是人们越来越重视生态环境的今天，生态护岸在河道护岸工程中具有广阔的应用前景。 6 生态护岸的应用现状 5.1 生态护岸的发展趋势 多自然型河流建设方法是目前国际上比较流行的一种河道环境综合整治的新方法，它把水边作为多种生物生息空间的核心，并把河流建设成尽
14、量接近于自然的状态。在建设多自然型河流中，重点是努力创造出具有丰富自然并具有魅力的水边环境。在河道整治的各种方法中，从生态学的观点出发，应优先采用生物材料法；其次采用混合方法，即：采用植物与木材或石料合用；最后才考虑刚性材料方法，即：采用木材、石料和混凝土。 5.2 河道护岸现状 传统的河道护岸结构往往只片面强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运等功能，较少考虑河道的生态或环境功能，因此，河道的护岸结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料，甚至有的地方追求所谓的“高标准”河道，对河道采用全断面刚性材料衬砌，使河道的环境条件模式化，并使生物种类单一化，由此带来的环境问题是很严重的。 随着国家综
15、合国力的增强和人民生活水平的提高，我国环境保护问题越来越受到重视。人们在注重城市环境和保护生物多样性的同时，也开始注重水利工程的环境问题，在有些堤防和护岸的结构设计中开始注入环境水利的设计理念。如：有些堤防护岸采用草皮，依靠草皮良好的根系而使护岸具有一定的固土和抗冲能力，另外，在水土保持工程、防止坡地雨水冲蚀等方面也有一些应用。 6 生态护岸的应用实例 6.1 生态护岸的可行性 根据各地的土壤、气候、地形地貌等自然条件，有以下植物适用于生态护岸，即：水杨柳、白杨、芦苇、刺槐、常青藤、黄菖蒲、龙须草、香根草、爬根草、千屈莱、黄昌蒲、解力草、黄花鸢尾、千岁梅花藻和豆牟莱等，因为这些植物能生长出良好
16、的根系而使护岸具有一定的稳定性和抗冲能力，同时生态护岸具有造价低、能美化环境的独特效果，在国外已得到了广泛的应用，在国内也有一些应用。例如日本冲谷实业有限公司 1990 年设计的茂渔川工程，该工程河流的正常流速为 04 ms1 ms，洪水时河流的流速达 3 ms，工程的生态护岸结构种植的植物为千屈菜、黄昌蒲、千岁梅花藻和豆牟菜，运行至今已有 12 年，不但固土和抗冲能力效果良好，而且美化了环境。 结束语 由于河流在城市环境中的特殊地位,河流的生态环境整治已成为改善城市环境、提升城市宜居层次的重要内容,而利用生物技术进行护岸整治是河流生态环境整治工程的重要组成部分。实践证明,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,又满足了市民近水、亲水、赏水的需求,提高城市生活环境质量,为促进城市经济和社会的可持续发展创造了有利条件。 参考文献 1高建辉.浅谈城市河道综合治理J. 中国水运(下半月刊). 2010(09) 2王莉.城镇河道生态化治理的体会和思考J. 中国水运(下半月刊). 2010(08) 3张雅卓.城市河道综合整治研究及思考J. 水利发展研究. 2009(06)
