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简析河道生态护岸形式与应用之我见

摘要:生态护岸是一种集防洪、生态、景观、自净等效应于一体的新型护岸技术,是人与自然和谐发展的新要求,对传统护岸工程与生态护岸进行对比,总结了生态护岸功能及技术现状,介绍了生态护岸技术的常用措施及应用,以促进河道生态护岸技术的发展。 

关键词: 河道; 生态护岸; 形式;应用; 
  目前,随着经济的快速发展,一方面河道在保障经济生活与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。生态护岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸,将护岸由过去的混凝土结构改造成为能使水体和土体、水和生物相互涵养,适合生命栖息和繁殖的仿自然状态的护岸。它拥有渗透性的自然河床与河岸基底,丰富的河流地貌,可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能,同时具有一定的抗洪强度。 
  1.河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: 
  1.1河岸衬砌硬化 
  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; 
  1.2河道两岸修筑防洪堤岸 
  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; 
  1.3按传统方法整治后的河道 
  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。 
  3.生态护岸的主要技术措施 
  目前,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: 
  3.1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。 
  3.2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。 
  3.3土工材料复合种植技术 
  该项技术又分:土工网复合植被,土工网垫固土种植基,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。 
  3.4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。 
  3.5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长。 
  3.6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。 
  3.7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。 
  4.结语 
  综上所述,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。

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