论文部分内容阅读
摘要：本文分析了河道生态护坡技术的机理，介绍了河道生态护坡技术应用的主要途径，并就态护坡技结构形式和建设工作的问题解决做了详细的分析。
关键词：河道边坡；生态护坡；技术应用
0前言
生态护坡是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下，日益受到重视。随着我国经济快速发展，生态与环境恶化日益加重，特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革，为减少水质污染，与自然环境和景观相适应的新型生态护坡形式脱颖而出，生態护坡是水利工程发展的必然趋势，对生态护坡的研究也在不断深入。
1生态护坡技术的机理
现代边坡生态防护技术是基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理，利用活性植被材料，结合其他工程材料在边坡上构建具有生态功能的护坡系统。通过生态工程自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡的抗冲性、抗滑动和生态恢复，以减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的。一般认为生态防护的主要作用机理是植物根系对边坡土体的三维锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体浅表的松散风化层，锚固到稳定层，起到锚杆作用，在土壤表层及下覆风化残积层中盘根错节的根系，能视为三维加筋材料，可增加土体的凝聚力。另外，植被的蒸腾作用对地下水系的影响，以及微生物对土体的自我调节功能也对边坡防护起着不可忽视的作用。
2河道生态护坡改造的主要途径
发达国家对环境和生态退化的问题认识较早，很早就开始研究传统的护坡技术对环境与生态的影响，认为传统的混凝土护岸会对环境带来不良影响，从而引起生态退化。为了更有效保护河道岸坡和生态环境，提出了一些生态型护坡技术。
生态护坡技术在我国起步较晚，目前参考国外经验及根据国内自身工程特点及有关工程经验，已形成一定的生态护坡改造技术，笔者结近年来实施的河道整治工程中生态护坡技术的应用实践，认为河道生态护坡改造主要有以下几种途径:
（1）变硬质驳坎为软质护岸。该方法尽量减少浆砌块石等硬质驳坎的使用，在场地条件允许、结构保证可靠的前提下，改用松木桩、树根桩结合植被绿化覆盖等手段改造河道；必须使用到硬质驳坎的地方，采用水下式硬质驳坎结合水上生态护坡的形式增加河道亲水性、生态性。
（2）景观改造。该方法使河道工程改造与景观改造完全的结合在一起，设置由高大乔木、低矮灌木、花草、鱼巢、水草、动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体等组成河坡立体生态体系，导入城市文化，使城市河流不仅呈现为一种自然景观，更蕴涵着丰富的文化内涵，既是自然要素也是一种文化遗产。
（3）设置功能亲水构筑物。如现在本省许多河道已实现游船通航要求，设置游船码头、亲水平台、河埠头等亲水构筑物，结合自然生态岛、景观桥、廊架、园路等景观改造，方便居民在河岸休闲游憩，使城市河道成为城市中游玩、观赏的景区。
（4）截污纳管及河底疏浚。城市河道沿线多为农居及企业，过去雨、污合流直接排入河道，严重影响水质。结合河道整治工程实践，在沿河两侧埋设截污管，使雨、污合流排入市政污水主干管中。对于污染严重而近期无市政出路的重点区域，可考虑设置小型生化处理临时设施，以解决短期污染问题。为进一步改善河道水质，在实施截污工程及配水工程的同时，还应对河道底泥进行疏浚。
3河道生态护坡的主要结构形式
实际应用中，河道生态护坡技术宜根据不同设计理念，针对不同区段，岸、坡结合，采用不同形式，协调一体化建设，以达到生态环保的要求，其主要结构形式有:
（1）水下直立式块石挡墙护坡。该护坡形式可有效控制河势，抵抗冲刷，避免水土流失，减少河道淤积，使用寿命也相对较长。一般进水河道入城区后主要采用直立式浆砌石挡墙，它既可减少工程占地与房屋拆迁，降低工程造价，又能有效保护河道宽度，制约违章建筑侵占，防止污水流入河中。对于直立式块石护坡中生态技术的应用，常将块石砌成插花形式，在河道中挡墙前种植一些水生植物，使挡墙置于水下，两岸则根据城市绿化要求，采用街头绿地的种植形式，在小区周边则修建一些亲水平台和水景观设施，以改善视觉效果。
（2）景石护坡或石笼护坡。在水位变化处，可采用景石护坡及石笼护坡，亦具有控制河势，抵抗冲刷，减少水土流失等功效，通过景石的堆砌，使岸线错落有致，富于变化，具有一定的景观美化效应。
（3）亲水景观平台。将河道护坡建成亲水平台或亲水走廊，与两岸自然衔接，扩大绿化范围，增加景观节点。在场地上建造景观等构筑物，为人们提供休闲、观景、活动的场所，使河道成为排涝防洪、绿化、景观、休闲、旅游等多功能为一体的复合生态系统。
（4）树根桩或松木桩护坡。树根桩、松木桩结合植被绿化覆盖的手段改造河道，可以增强河道的稳定性，保证河道的生态性，对于挖方段河道整治应用效果更好。
（5）护坡种植。发达根系固土植物在水土保持方面有很好效果，采用发达根系植物进行护坡固土，既可达到固土保沙，防止水土流失，又可满足生态环保的要求，还可进行景观造景。
（6）生态带。根据岸坡地形地貌、土质和区域气候等特点，在岸坡表面覆盖一层土工合成材料，并按一定的组合与间距种植多种植物，通过植物的生长达到根系加筋、茎叶防冲蚀等目的，由于在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，可有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而能大幅度提高岸坡的稳定性和抗冲刷能力。
（7）铺设砌块。在城市河道护坡或护岸结构中可以利用生态混凝土预制块体进行铺设，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，使硬化和绿化完美结合。植被型生态混凝土具有较好的抗冲刷性能，上面的覆草具有缓冲性能。由于草根的“锚固”作用，抗滑力增加，草生根后，草、土、混凝土形成一体，更加提高了堤防边坡的稳定性。
（8）毛竹桩护坡。在水位变化处，毛竹桩护坡具有控制河势，抵抗冲刷，减少水土流失，美化景观等效应。
4河道生态护坡创新中应重视的几个问题
（1）从政策上支持。长期的护坡工程建设，人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广，必然会遇到这样那样的阻力。因此，必须要有一定的政策支持，才能确保新一代生态护坡技术的广泛使用。
（2）既重视具体设计，又重视宏观视野。护坡设计看似简单，但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案，必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
（3）重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程，如果大量引进采用国外产品，经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家，都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此，我们要重视科技创新，充分调动水利科技工作者的积极性，开发出具有自主知识产权的新一代生态护坡产品。
（4）材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料，其成本占工程总费用的比例大。因此，一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新，加快开采、加工、运输各环节配套升级，制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策，将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
（5）建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺，资源的利用和保护成为人民关注的焦点。一是重视可行性研究，减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆，不如尽量少建或非工程措施解决，有些河段完全可以这样做。如：河岸凸凹不平，边坡土质抗冲刷能力强的河段；河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然，硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的，只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究，是实现资源节约的前提；二是开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约，仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大，必须开拓新的思路。首先，尽量减少可再生资源的使用量，其次考虑护坡的造价与使用年限；尽量减少混凝土用量，优化采用天然石材，天然石材从经济及性能上看都具有优势；提高预制混凝土构件的强度。强度提高了，可以阻止环境水的侵入，从而保证混凝土块的抗侵蚀性，增加了使用年限，使护坡的分摊成本小。
5结语
随着城镇的不断发展，人们对水环境提出了越来越高的要求，即不仅要求与周围环境相协调的河道景观，而且要求河水清澈见底，鱼虾洞游、水草茂繁的白然生态景观。传统的河道边坡工程防护不仅隔绝了水和堤岸的物质交换，易使河流水域富营养化，同时又破坏了河道景观与周围环境的和谐。为了克服河道边坡工程防护对河流生态系统和景观带来的不利影响，生态型河道护坡技术的应用就将对于营造城镇生态景观、改善人居环境，起到了积极作用。
参考文献:
[1]刘俊巧.生态护坡在城市河道整治中的应用[J].水科学与工程技术，2008（5）.
[2]管斌君，宋海娜，吴焕苗.以最良江为例谈城市河道整治及景观设计原则[J].山西建筑，2009.
[3]肖秀华，石福全.防洪工程的生态护坡探析[J].民营科技，2009.
关键词：河道边坡；生态护坡；技术应用
0前言
生态护坡是现阶段人们在对水环境要求越来越高、追求人与自然和谐相处的历史条件下，日益受到重视。随着我国经济快速发展，生态与环境恶化日益加重，特别是严重的水污染引发了新的治水理念变革，为减少水质污染，与自然环境和景观相适应的新型生态护坡形式脱颖而出，生態护坡是水利工程发展的必然趋势，对生态护坡的研究也在不断深入。
1生态护坡技术的机理
现代边坡生态防护技术是基于生态工程学、工程力学、植物学、水力学等学科的基本原理，利用活性植被材料，结合其他工程材料在边坡上构建具有生态功能的护坡系统。通过生态工程自支撑、自组织与自我修复等功能来实现边坡的抗冲性、抗滑动和生态恢复，以减少水土流失、维持生态多样性和生态平衡及美化环境等目的。一般认为生态防护的主要作用机理是植物根系对边坡土体的三维锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体浅表的松散风化层，锚固到稳定层，起到锚杆作用，在土壤表层及下覆风化残积层中盘根错节的根系，能视为三维加筋材料，可增加土体的凝聚力。另外，植被的蒸腾作用对地下水系的影响，以及微生物对土体的自我调节功能也对边坡防护起着不可忽视的作用。
2河道生态护坡改造的主要途径
发达国家对环境和生态退化的问题认识较早，很早就开始研究传统的护坡技术对环境与生态的影响，认为传统的混凝土护岸会对环境带来不良影响，从而引起生态退化。为了更有效保护河道岸坡和生态环境，提出了一些生态型护坡技术。
生态护坡技术在我国起步较晚，目前参考国外经验及根据国内自身工程特点及有关工程经验，已形成一定的生态护坡改造技术，笔者结近年来实施的河道整治工程中生态护坡技术的应用实践，认为河道生态护坡改造主要有以下几种途径:
（1）变硬质驳坎为软质护岸。该方法尽量减少浆砌块石等硬质驳坎的使用，在场地条件允许、结构保证可靠的前提下，改用松木桩、树根桩结合植被绿化覆盖等手段改造河道；必须使用到硬质驳坎的地方，采用水下式硬质驳坎结合水上生态护坡的形式增加河道亲水性、生态性。
（2）景观改造。该方法使河道工程改造与景观改造完全的结合在一起，设置由高大乔木、低矮灌木、花草、鱼巢、水草、动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体等组成河坡立体生态体系，导入城市文化，使城市河流不仅呈现为一种自然景观，更蕴涵着丰富的文化内涵，既是自然要素也是一种文化遗产。
（3）设置功能亲水构筑物。如现在本省许多河道已实现游船通航要求，设置游船码头、亲水平台、河埠头等亲水构筑物，结合自然生态岛、景观桥、廊架、园路等景观改造，方便居民在河岸休闲游憩，使城市河道成为城市中游玩、观赏的景区。
（4）截污纳管及河底疏浚。城市河道沿线多为农居及企业，过去雨、污合流直接排入河道，严重影响水质。结合河道整治工程实践，在沿河两侧埋设截污管，使雨、污合流排入市政污水主干管中。对于污染严重而近期无市政出路的重点区域，可考虑设置小型生化处理临时设施，以解决短期污染问题。为进一步改善河道水质，在实施截污工程及配水工程的同时，还应对河道底泥进行疏浚。
3河道生态护坡的主要结构形式
实际应用中，河道生态护坡技术宜根据不同设计理念，针对不同区段，岸、坡结合，采用不同形式，协调一体化建设，以达到生态环保的要求，其主要结构形式有:
（1）水下直立式块石挡墙护坡。该护坡形式可有效控制河势，抵抗冲刷，避免水土流失，减少河道淤积，使用寿命也相对较长。一般进水河道入城区后主要采用直立式浆砌石挡墙，它既可减少工程占地与房屋拆迁，降低工程造价，又能有效保护河道宽度，制约违章建筑侵占，防止污水流入河中。对于直立式块石护坡中生态技术的应用，常将块石砌成插花形式，在河道中挡墙前种植一些水生植物，使挡墙置于水下，两岸则根据城市绿化要求，采用街头绿地的种植形式，在小区周边则修建一些亲水平台和水景观设施，以改善视觉效果。
（2）景石护坡或石笼护坡。在水位变化处，可采用景石护坡及石笼护坡，亦具有控制河势，抵抗冲刷，减少水土流失等功效，通过景石的堆砌，使岸线错落有致，富于变化，具有一定的景观美化效应。
（3）亲水景观平台。将河道护坡建成亲水平台或亲水走廊，与两岸自然衔接，扩大绿化范围，增加景观节点。在场地上建造景观等构筑物，为人们提供休闲、观景、活动的场所，使河道成为排涝防洪、绿化、景观、休闲、旅游等多功能为一体的复合生态系统。
（4）树根桩或松木桩护坡。树根桩、松木桩结合植被绿化覆盖的手段改造河道，可以增强河道的稳定性，保证河道的生态性，对于挖方段河道整治应用效果更好。
（5）护坡种植。发达根系固土植物在水土保持方面有很好效果，采用发达根系植物进行护坡固土，既可达到固土保沙，防止水土流失，又可满足生态环保的要求，还可进行景观造景。
（6）生态带。根据岸坡地形地貌、土质和区域气候等特点，在岸坡表面覆盖一层土工合成材料，并按一定的组合与间距种植多种植物，通过植物的生长达到根系加筋、茎叶防冲蚀等目的，由于在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，可有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而能大幅度提高岸坡的稳定性和抗冲刷能力。
（7）铺设砌块。在城市河道护坡或护岸结构中可以利用生态混凝土预制块体进行铺设，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，使硬化和绿化完美结合。植被型生态混凝土具有较好的抗冲刷性能，上面的覆草具有缓冲性能。由于草根的“锚固”作用，抗滑力增加，草生根后，草、土、混凝土形成一体，更加提高了堤防边坡的稳定性。
（8）毛竹桩护坡。在水位变化处，毛竹桩护坡具有控制河势，抵抗冲刷，减少水土流失，美化景观等效应。
4河道生态护坡创新中应重视的几个问题
（1）从政策上支持。长期的护坡工程建设，人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广，必然会遇到这样那样的阻力。因此，必须要有一定的政策支持，才能确保新一代生态护坡技术的广泛使用。
（2）既重视具体设计，又重视宏观视野。护坡设计看似简单，但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案，必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。
（3）重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程，如果大量引进采用国外产品，经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家，都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此，我们要重视科技创新，充分调动水利科技工作者的积极性，开发出具有自主知识产权的新一代生态护坡产品。
（4）材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料，其成本占工程总费用的比例大。因此，一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新，加快开采、加工、运输各环节配套升级，制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策，将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。
（5）建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺，资源的利用和保护成为人民关注的焦点。一是重视可行性研究，减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆，不如尽量少建或非工程措施解决，有些河段完全可以这样做。如：河岸凸凹不平，边坡土质抗冲刷能力强的河段；河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然，硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的，只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究，是实现资源节约的前提；二是开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约，仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大，必须开拓新的思路。首先，尽量减少可再生资源的使用量，其次考虑护坡的造价与使用年限；尽量减少混凝土用量，优化采用天然石材，天然石材从经济及性能上看都具有优势；提高预制混凝土构件的强度。强度提高了，可以阻止环境水的侵入，从而保证混凝土块的抗侵蚀性，增加了使用年限，使护坡的分摊成本小。
5结语
随着城镇的不断发展，人们对水环境提出了越来越高的要求，即不仅要求与周围环境相协调的河道景观，而且要求河水清澈见底，鱼虾洞游、水草茂繁的白然生态景观。传统的河道边坡工程防护不仅隔绝了水和堤岸的物质交换，易使河流水域富营养化，同时又破坏了河道景观与周围环境的和谐。为了克服河道边坡工程防护对河流生态系统和景观带来的不利影响，生态型河道护坡技术的应用就将对于营造城镇生态景观、改善人居环境，起到了积极作用。
参考文献:
[1]刘俊巧.生态护坡在城市河道整治中的应用[J].水科学与工程技术，2008（5）.
[2]管斌君，宋海娜，吴焕苗.以最良江为例谈城市河道整治及景观设计原则[J].山西建筑，2009.
[3]肖秀华，石福全.防洪工程的生态护坡探析[J].民营科技，2009.