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摘要:本文结合了笔者多年的工作经验,主要对河道生态护岸技术应用进行了探讨。
关键词: 生态护岸 技术措施应用
中图分类号：B845.65 文献标识码：A 文章编号： 生态护岸技术的发展经历了一个从模糊到清晰、从单一到多样化的过程。生态护岸是融现代水利工程学、生物科学、环境科学、生态学、美学等学科于一体的水利工程,十分有助于生物多样性、河流水质的改善,以及提供给人们一个见水、近水、亲水的美好环境,重现大自然的勃勃生机。因此,生态护岸是现代河流治理的发展趋势,是水利建设发展到一种相对高级形态的必然结果。
1 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。
2 生态护岸的技术措施
近些年来, 随着科学技术的快速发展, 许多新技术、新材料被用于国内外河道生态护岸中。主要有以下措施:
2.1 固土植物护坡。即利用根系发达的植物进行固土护坡, 既可起到防止水土流失作用, 又可以满足生态环境修复需要, 同时还可以人造景观。
2.2 网石笼结构生态护岸。网石笼结构生态护岸, 可以构造铁丝网与碎石复合种植基。即由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植士组成。在河道护坡中, 一般选用耐锈蚀的喷塑铁丝网笼。在护岸施工现场再向石笼网箱里面填充石料，根据不同护岸地区、不同工程等级和不同类别而所采用的填料也是不尽相同，常见的有碎石、片石、卵石、砂砾土石等。所填料的大小一般是格宾网孔大小的1.5倍或2倍选取，也可以用其他材料如砖块、废弃的混凝土等。石笼网箱具有极佳的稳定性和整体性，它是由热轧钢丝拉伸后形成的网线，经热镀锌或复合防锈处理，再经聚氯乙稀覆塑处理后织成，因此具有非常高的强度和耐腐蚀性，在自然环境中一般可正常使用100年而不改变性状。同时，铁丝石笼网箱护岸结构能与当地的自然环境很好地融合，填料之间的空隙为水气、养分提供了良好的通道，为水生生物提供了生长空间。这种结构抗冲刷能力非常强，并且具有很高的抗洪强度，适用于水量较大且流速较快的河道，而且造价低廉。铁丝网石笼既可以美化环境用可以起到护岸的作用。在生态护岸工程中做出了巨大的贡献。
2.3土工材料复合种植技术。该项技术又分: 土工网复合植被, 土工网垫固, 土工格栅固土种植基, 土工单元固土种植基等技术。其中, 土工网复合植被技术, 又称草皮加筋技术。土工网垫固土种植基, 主要由网垫和种植土、草籽等组成。网垫质地疏松、柔韧, 有合适的空间, 可充填土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔生长, 长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。土工格栅固土种植基, 是利用土工格栅进行土体加固, 并在边坡上植草固土。土工单元固土种植基, 是利用聚丙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状的网片整体, 在蜂窝状单元中填土植草, 起固土护坡作用。
2.4 植被型生态混凝土护坡。植被型生态混凝土亦称绿化混凝土, 由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。在城市河道护坡结构中, 可利用生态混凝土预制块进行铺设, 或直接作为护坡结构, 既实现了混凝土护坡, 又能在坡上种植花草, 美化环境, 使江河防洪与城市绿化完美结合。
2.5 水泥生态种植基。水泥生态种植基, 是由固体、液体和气体三相组成的具有一定强度的多孔性材料。固体物质包括适合于植被生长的土壤、肥料、有机质及由低碱性的水泥、河砂组成的胶结材料等。在种植基固体物质间, 由稻草、秸秆等成孔材料形成孔隙, 以便为植物提供充足的水分和空气。在种植基内还可填充保水剂, 保持植物在日照下能很好生長。
2.6 多孔质结构护岸。所谓多孔质护岸, 是指用自然石、混凝土预制件等材料, 构成的带有孔状的适合动植物生存的护岸结构形式。其施工简单, 不仅能抗冲刷, 还为动植物生长提供有利条件, 此外还可净化水质。这种形式的护岸, 可同时兼顾生态型护岸和景观型护岸的要求。
2.7 自然形护岸。自然形护岸, 即以天然的植被、原石、木材等材料来替代混凝土护岸, 尽量创造接近自然型的河道。自然形护岸工程的形式, 可分为自然原型形、自然形和多自然形3种: 自然原型形护岸, 只种植被保护河岸, 以保持河流的原生态特性, 但这种形式的护岸, 抵抗洪水的能力较差。自然形护岸,除种植植被外, 还采用石材、木材等天然材料, 以增强护岸工程的抗洪能力。多自然形护岸, 即在自然形护岸的基础上, 再巧妙地使用混凝土、钢筋混凝土等硬质材料, 既不改河岸的自然特性, 又确保了护岸工程的稳定性。
3 生态护岸措施的应用
随着科学技术的快速发展，许多新技术、新材料被应用于河道生态护岸工中。主要措施有固土植物护岸、网石笼结构生态护岸、土工材料复合种植技术、植被型生态混凝土护坡、水泥生态种植基、多孔质结构护岸、自然形护岸等。工程建设单位可以根据不同河段的水流条件、水位变化情况、河岸冲刷情况、岸坡情况等采取相应的单一措施和结合措施进行生态护岸工程建设。
3. 1 正常水位以下护岸
（1）当河道水流流速＞0.8 m3 /s时，水流对河岸和河底冲刷力较大，可采用自然形护岸，即抛石压柳形式。护岸材料采用块石和柳树条。施工方法: 将柳条捆札成排状，厚度10～ 20 cm，利用水利防汛抢险的沉排方法将柳排沉入河岸防护部位，再在柳排上抛压块石。将柳条作为防冲垫层和要生长的植物使用，柳条采用1～ 2a新生枝条，春季前割条和施工，有利于护岸上部柳条的成活。
（2）当河道水流流速＜0.8m3 /s 时，水流对河岸和河底冲刷力相对较弱，可采用抛石压柳与网石笼结构结合或单独采用网石笼结构生态护岸。抛石压柳与网石笼结构结合的，护岸下部采用抛石压柳，上部采用网石笼结构。网石笼结构是使护岸形成铁丝网与碎石复合种植基，即由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植士组成。网石笼内可预先拌入芦苇根、水稗草仔等喜水植物根和种子，护砌后直接生长。也可以不拌入植物根和种子，依靠自然条件生长。
3. 2 水位变动区护岸
水位变动区较常水位以下护岸施工条件和植物生长条件好，可充分利用立地条件采取栽种护岸植物与表层防护结合措施。先在削坡整形后的河岸上栽种柳树等喜水乔木树种，再进行全岸面的表层防护。乔木的栽种密度为1m ×1m～×2m。表层防护可采用绿化混凝土。绿化混凝土是能够适应植物生长、可进行植被作业的混凝土及其制品，具有保护环境、改善生态条件、基本保持原有防护作用三大功能。目前多孔连续型绿化混凝土采用的较多，可以预制件砌筑和现场浇注，防护效果较好。绿化混凝种植的植物应选择当地自然生长的灌木树种和草本植物。乔木宜选择喜水、绿化效果较好的柳树、银中杨等树种; 绿化混凝种植的灌木应选择当地自然生长的喜水、绿化效果较好的杞柳、红柳等树种，草种宜选择喜水的水稗草、苔草、小叶樟等。施工时，要以乔木树根为圆心预留直径20～30 cm左右的圆孔，用鹅卵石填充，作用是树木生长时将鹅卵石挤出，避免树木生长时根部受到绿化混凝土的挤压影响生长。
3.3 水位变动区以上护岸
水位变动区以上岸坡除洪水期有短历时的水流冲刷，一般情况下不受水流侵袭，所以水位变动区以上护岸应以绿化美化为主。水位变动区以上护岸可采用的形式较多，有固土植物、水泥生态种植基、喷播式绿化混凝土、土工材料复合种植技术、塑料珊网、混凝土珊网等护岸形式和结构，可以根据护岸的地形地貌、周围环境、坡度、土壤等选择。护坡植物可以林、灌、草结合，也可以林、灌结合，林、草结合，灌、草结合。林木选择绿化效果好的银中杨、云杉等树种，银中杨等枝条向上生长的树种初植密度为2m×2m，云杉等枝条侧向生长的树种初植密度为3×3～5×5m; 灌木选择紫穗槐、丁香等耐旱、抗土壤贫瘠树种，初植密度为2m×2m，穴栽，每穴不少与3枝; 草种选择适宜的绿化品种或直接铺设绿化草皮。
4 结语
河道生态护岸建设首先要在河道原有自然状态的基础上,考虑泄洪安全、景观自然生态美化、经济适用的原则。合理的选用当地植物、树木护岸、抛石、砌石护岸,尽量不用浆砌石和混凝土护岸。
关键词: 生态护岸 技术措施应用
中图分类号：B845.65 文献标识码：A 文章编号： 生态护岸技术的发展经历了一个从模糊到清晰、从单一到多样化的过程。生态护岸是融现代水利工程学、生物科学、环境科学、生态学、美学等学科于一体的水利工程,十分有助于生物多样性、河流水质的改善,以及提供给人们一个见水、近水、亲水的美好环境,重现大自然的勃勃生机。因此,生态护岸是现代河流治理的发展趋势,是水利建设发展到一种相对高级形态的必然结果。
1 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。
2 生态护岸的技术措施
近些年来, 随着科学技术的快速发展, 许多新技术、新材料被用于国内外河道生态护岸中。主要有以下措施:
2.1 固土植物护坡。即利用根系发达的植物进行固土护坡, 既可起到防止水土流失作用, 又可以满足生态环境修复需要, 同时还可以人造景观。
2.2 网石笼结构生态护岸。网石笼结构生态护岸, 可以构造铁丝网与碎石复合种植基。即由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植士组成。在河道护坡中, 一般选用耐锈蚀的喷塑铁丝网笼。在护岸施工现场再向石笼网箱里面填充石料，根据不同护岸地区、不同工程等级和不同类别而所采用的填料也是不尽相同，常见的有碎石、片石、卵石、砂砾土石等。所填料的大小一般是格宾网孔大小的1.5倍或2倍选取，也可以用其他材料如砖块、废弃的混凝土等。石笼网箱具有极佳的稳定性和整体性，它是由热轧钢丝拉伸后形成的网线，经热镀锌或复合防锈处理，再经聚氯乙稀覆塑处理后织成，因此具有非常高的强度和耐腐蚀性，在自然环境中一般可正常使用100年而不改变性状。同时，铁丝石笼网箱护岸结构能与当地的自然环境很好地融合，填料之间的空隙为水气、养分提供了良好的通道，为水生生物提供了生长空间。这种结构抗冲刷能力非常强，并且具有很高的抗洪强度，适用于水量较大且流速较快的河道，而且造价低廉。铁丝网石笼既可以美化环境用可以起到护岸的作用。在生态护岸工程中做出了巨大的贡献。
2.3土工材料复合种植技术。该项技术又分: 土工网复合植被, 土工网垫固, 土工格栅固土种植基, 土工单元固土种植基等技术。其中, 土工网复合植被技术, 又称草皮加筋技术。土工网垫固土种植基, 主要由网垫和种植土、草籽等组成。网垫质地疏松、柔韧, 有合适的空间, 可充填土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔生长, 长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。土工格栅固土种植基, 是利用土工格栅进行土体加固, 并在边坡上植草固土。土工单元固土种植基, 是利用聚丙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状的网片整体, 在蜂窝状单元中填土植草, 起固土护坡作用。
2.4 植被型生态混凝土护坡。植被型生态混凝土亦称绿化混凝土, 由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。在城市河道护坡结构中, 可利用生态混凝土预制块进行铺设, 或直接作为护坡结构, 既实现了混凝土护坡, 又能在坡上种植花草, 美化环境, 使江河防洪与城市绿化完美结合。
2.5 水泥生态种植基。水泥生态种植基, 是由固体、液体和气体三相组成的具有一定强度的多孔性材料。固体物质包括适合于植被生长的土壤、肥料、有机质及由低碱性的水泥、河砂组成的胶结材料等。在种植基固体物质间, 由稻草、秸秆等成孔材料形成孔隙, 以便为植物提供充足的水分和空气。在种植基内还可填充保水剂, 保持植物在日照下能很好生長。
2.6 多孔质结构护岸。所谓多孔质护岸, 是指用自然石、混凝土预制件等材料, 构成的带有孔状的适合动植物生存的护岸结构形式。其施工简单, 不仅能抗冲刷, 还为动植物生长提供有利条件, 此外还可净化水质。这种形式的护岸, 可同时兼顾生态型护岸和景观型护岸的要求。
2.7 自然形护岸。自然形护岸, 即以天然的植被、原石、木材等材料来替代混凝土护岸, 尽量创造接近自然型的河道。自然形护岸工程的形式, 可分为自然原型形、自然形和多自然形3种: 自然原型形护岸, 只种植被保护河岸, 以保持河流的原生态特性, 但这种形式的护岸, 抵抗洪水的能力较差。自然形护岸,除种植植被外, 还采用石材、木材等天然材料, 以增强护岸工程的抗洪能力。多自然形护岸, 即在自然形护岸的基础上, 再巧妙地使用混凝土、钢筋混凝土等硬质材料, 既不改河岸的自然特性, 又确保了护岸工程的稳定性。
3 生态护岸措施的应用
随着科学技术的快速发展，许多新技术、新材料被应用于河道生态护岸工中。主要措施有固土植物护岸、网石笼结构生态护岸、土工材料复合种植技术、植被型生态混凝土护坡、水泥生态种植基、多孔质结构护岸、自然形护岸等。工程建设单位可以根据不同河段的水流条件、水位变化情况、河岸冲刷情况、岸坡情况等采取相应的单一措施和结合措施进行生态护岸工程建设。
3. 1 正常水位以下护岸
（1）当河道水流流速＞0.8 m3 /s时，水流对河岸和河底冲刷力较大，可采用自然形护岸，即抛石压柳形式。护岸材料采用块石和柳树条。施工方法: 将柳条捆札成排状，厚度10～ 20 cm，利用水利防汛抢险的沉排方法将柳排沉入河岸防护部位，再在柳排上抛压块石。将柳条作为防冲垫层和要生长的植物使用，柳条采用1～ 2a新生枝条，春季前割条和施工，有利于护岸上部柳条的成活。
（2）当河道水流流速＜0.8m3 /s 时，水流对河岸和河底冲刷力相对较弱，可采用抛石压柳与网石笼结构结合或单独采用网石笼结构生态护岸。抛石压柳与网石笼结构结合的，护岸下部采用抛石压柳，上部采用网石笼结构。网石笼结构是使护岸形成铁丝网与碎石复合种植基，即由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植士组成。网石笼内可预先拌入芦苇根、水稗草仔等喜水植物根和种子，护砌后直接生长。也可以不拌入植物根和种子，依靠自然条件生长。
3. 2 水位变动区护岸
水位变动区较常水位以下护岸施工条件和植物生长条件好，可充分利用立地条件采取栽种护岸植物与表层防护结合措施。先在削坡整形后的河岸上栽种柳树等喜水乔木树种，再进行全岸面的表层防护。乔木的栽种密度为1m ×1m～×2m。表层防护可采用绿化混凝土。绿化混凝土是能够适应植物生长、可进行植被作业的混凝土及其制品，具有保护环境、改善生态条件、基本保持原有防护作用三大功能。目前多孔连续型绿化混凝土采用的较多，可以预制件砌筑和现场浇注，防护效果较好。绿化混凝种植的植物应选择当地自然生长的灌木树种和草本植物。乔木宜选择喜水、绿化效果较好的柳树、银中杨等树种; 绿化混凝种植的灌木应选择当地自然生长的喜水、绿化效果较好的杞柳、红柳等树种，草种宜选择喜水的水稗草、苔草、小叶樟等。施工时，要以乔木树根为圆心预留直径20～30 cm左右的圆孔，用鹅卵石填充，作用是树木生长时将鹅卵石挤出，避免树木生长时根部受到绿化混凝土的挤压影响生长。
3.3 水位变动区以上护岸
水位变动区以上岸坡除洪水期有短历时的水流冲刷，一般情况下不受水流侵袭，所以水位变动区以上护岸应以绿化美化为主。水位变动区以上护岸可采用的形式较多，有固土植物、水泥生态种植基、喷播式绿化混凝土、土工材料复合种植技术、塑料珊网、混凝土珊网等护岸形式和结构，可以根据护岸的地形地貌、周围环境、坡度、土壤等选择。护坡植物可以林、灌、草结合，也可以林、灌结合，林、草结合，灌、草结合。林木选择绿化效果好的银中杨、云杉等树种，银中杨等枝条向上生长的树种初植密度为2m×2m，云杉等枝条侧向生长的树种初植密度为3×3～5×5m; 灌木选择紫穗槐、丁香等耐旱、抗土壤贫瘠树种，初植密度为2m×2m，穴栽，每穴不少与3枝; 草种选择适宜的绿化品种或直接铺设绿化草皮。
4 结语
河道生态护岸建设首先要在河道原有自然状态的基础上,考虑泄洪安全、景观自然生态美化、经济适用的原则。合理的选用当地植物、树木护岸、抛石、砌石护岸,尽量不用浆砌石和混凝土护岸。