周 華
近年來城市建設過程中的一個顯著特點是城市規模的擴大化,在城市規模擴大化過程中,河道作為城市中的一個重要組成個體,它的功能及定位也發生了變化。如:以農田排澇為主要功能的河道重新定位為城市行洪河道;一般城市排水河道定位為城市排水及風景觀賞河道等。隨著功能的重新界定,城市河道修建、改擴建工程也日益增多。特別是杭州市,在市委的統一領導下,城市向著景觀旅游城市方向發展,而河道更是注重水安全、水生態、水景觀等方面的綜合功能,以創造“流暢、水清、岸綠、景美、宜居”的河道水環境為根本目標,達到改善水質、提高區域綠化覆蓋率、增添河道景觀魅力、提升區域整體品位及生活環境的目的。現結合杭州市近年來已施工的電廠熱水河、中東河、幸福河等城市河道整治工程中生態護坡技術的實踐經驗,對比傳統河道護坡現狀,探討河道生態護坡改造的主要途徑及實現形式,并進行問題分析及思考,以期河道生態護坡技術能有更好的應用。
傳統的河道護坡形式主要有漿砌或干砌塊石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡等。這些護坡工程的造價均相對較高,且水下施工、維護工作難度較大,它們最大的缺點在于其僅僅是從滿足河道岸坡的穩定性和河道行洪排澇功能的角度出發進行設計施工,很少考慮對環境和生態的影響,容易造成破壞生態環境、加速居民生存環境的惡化等不良影響。
概括來講,傳統河道護坡常存在以下現狀問題:
1)傳統的護坡工程多將整個河岸表面封閉起來,隔絕了土壤與水體之間的物質交換,原先生長在岸坡上的生物不能繼續生存,生態系統的食物鏈斷開,使土壤和水體中的生物失去了賴以生存的環境,具有凈水功能的水生生物生長非常困難,河水自凈能力大為降低,水質惡化,水生生物、沿河野生生物不斷減少。2)傳統的混凝土護坡在施工中均不同程度的使用了一些添加劑,如早強劑、抗凍劑、膨脹劑等,這些添加劑在水中發生反應,對水質和水環境產生不利影響。且岸坡沒有天然植物作為屏障,會使岸邊的垃圾輕易入水,造成污染。3)現狀河道沒有做好截污納管工程,附近居民將污水自行排入河道中,致使河道淤積嚴重,富營養化污染嚴重,水質急劇惡化,嚴重的地區出現了臭氣熏天、水面垃圾漂浮等環境問題。4)沒有綠色的傳統護坡更易使河道失去原有生機,與現代城市的人文景觀不協調。
發達國家對環境和生態退化的問題認識較早,很早就開始研究傳統的護坡技術對環境與生態的影響,認為傳統的混凝土護岸會對環境帶來不良影響,從而引起生態退化。為了更有效保護河道岸坡和生態環境,提出了一些生態型護坡技術。
生態護坡技術在我國起步較晚,目前參考國外經驗及根據國內自身工程特點及有關工程經驗,已形成一定的生態護坡改造技術,筆者結合杭州市近年來實施的河道整治工程中生態護坡技術的應用實踐,認為河道生態護坡改造主要有以下幾種途徑:
1)變硬質駁坎為軟質護岸。該方法盡量減少漿砌塊石等硬質駁坎的使用,在場地條件允許、結構保證可靠的前提下,改用松木樁、樹根樁結合植被綠化覆蓋等手段改造河道;必須使用到硬質駁坎的地方,采用水下式硬質駁坎結合水上生態護坡的形式增加河道親水性、生態性。2)景觀改造。該方法使河道工程改造與景觀改造完全的結合在一起,設置由高大喬木、低矮灌木、花草、魚巢、水草、動物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體等組成河坡立體生態體系,導入城市文化,使城市河流不僅呈現為一種自然景觀,更蘊涵著豐富的文化內涵,既是自然要素也是一種文化遺產。3)設置功能親水構筑物。杭州很多河道已實現游船通航要求,設置游船碼頭、親水平臺、河埠頭等親水構筑物,結合自然生態島、景觀橋、廊架、園路等景觀改造,方便居民在河岸休閑游憩,使城市河道成為城市中游玩、觀賞的景區。4)截污納管及河底疏浚。城市河道沿線多為農居及企業,過去雨、污合流直接排入河道,嚴重影響水質。結合杭州市河道整治工程實踐,在沿河兩側埋設截污管,使雨、污合流排入市政污水主干管中。對于污染嚴重而近期無市政出路的重點區域,可考慮設置小型生化處理臨時設施,以解決短期污染問題。為進一步改善河道水質,在實施截污工程及配水工程的同時,還應對河道底泥進行疏浚。
實際應用中,河道生態護坡技術宜根據不同設計理念,針對不同區段,岸、坡結合,采用不同形式,協調一體化建設,以達到生態環保的要求,其主要結構形式有:
1)水下直立式塊石擋墻護坡。該護坡形式可有效控制河勢,抵抗沖刷,避免水土流失,減少河道淤積,使用壽命也相對較長。一般進水河道入城區后主要采用直立式漿砌石擋墻,它既可減少工程占地與房屋拆遷,降低工程造價,又能有效保護河道寬度,制約違章建筑侵占,防止污水流入河中。對于直立式塊石護坡中生態技術的應用,常將塊石砌成插花形式,在河道中擋墻前種植一些水生植物,使擋墻置于水下,兩岸則根據城市綠化要求,采用街頭綠地的種植形式,在小區周邊則修建一些親水平臺和水景觀設施,以改善視覺效果。
2)景石護坡或石籠護坡。在水位變化處,可采用景石護坡及石籠護坡,亦具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失等功效,通過景石的堆砌,使岸線錯落有致,富于變化,具有一定的景觀美化效應。
3)親水景觀平臺。將河道護坡建成親水平臺或親水走廓,與兩岸自然銜接,擴大綠化范圍,增加景觀節點。在場地上建造景觀等構筑物,為人們提供休閑、觀景、活動的場所,使河道成為排澇防洪、綠化、景觀、休閑、旅游等多功能為一體的復合生態系統。
4)樹根樁或松木樁護坡。樹根樁、松木樁結合植被綠化覆蓋的手段改造河道,可以增強河道的穩定性,保證河道的生態性,對于挖方段河道整治應用效果更好。
5)護坡種植。發達根系固土植物在水土保持方面有很好效果,采用發達根系植物進行護坡固土,既可達到固土保沙,防止水土流失,又可滿足生態環保的要求,還可進行景觀造景。
6)生態帶。根據岸坡地形地貌、土質和區域氣候等特點,在岸坡表面覆蓋一層土工合成材料,并按一定的組合與間距種植多種植物,通過植物的生長達到根系加筋、莖葉防沖蝕等目的,由于在坡面形成茂密的植被覆蓋,在表土層形成盤根錯節的根系,可有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕,增加土體的抗剪強度,減小孔隙水壓力和土體自重力,從而能大幅度提高岸坡的穩定性和抗沖刷能力。
7)鋪設砌塊。在城市河道護坡或護岸結構中可以利用生態混凝土預制塊體進行鋪設,或直接作為護坡結構,既實現了混凝土護坡,又能在坡上種植花草,美化環境,使硬化和綠化完美結合。植被型生態混凝土具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。由于草根的“錨固”作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、混凝土形成一體,更加提高了堤防邊坡的穩定性。
8)毛竹樁護坡。在水位變化處,毛竹樁護坡具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失,美化景觀等效應。
與傳統的河道護坡技術相比,生態型河道護坡技術除了具有增強岸坡穩定性、滿足城鎮河流防洪排澇、防止水土流失等功能外,還成功地解決了“綠化與硬化”的矛盾,對于營造城鎮生態景觀、改善人居環境,起到了積極作用。
但現狀河道生態護坡往往只考慮了護坡上的植物,而忽略了動物及微生物,忽視了生態護坡作為一個完整生態系統的動態性,沒有充分意識到真正意義上的生態護坡應該是在保證邊坡穩定的基礎上,去營造河道邊坡系統的生物多樣性。因此,現有生態型護坡技術,雖帶有一定的生態色彩,尚不是完善的生態護坡技術。
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