塘壩生態(tài)護坡工程之必要性

□鄭 潔（信陽市水利勘測設(shè)計院）

人類利用塘壩攔水蓄水進行灌溉、飲用、養(yǎng)魚、種植水生植物和凈化水質(zhì)已有上千年的歷史了。在崗嶺地帶的水稻耕作區(qū)，塘壩的作用更是不可小覷。河南省信陽市是一個水稻主產(chǎn)區(qū)，現(xiàn)有的56.67萬hm2耕地中有44.67萬hm2為水稻區(qū)。其中水庫灌區(qū)占全市水稻灌溉面積的50%，其余50%的水稻區(qū)主要依靠塘壩灌溉。由此可以看出塘壩在信陽糧食生產(chǎn)中的作用。

據(jù)最新統(tǒng)計，信陽市現(xiàn)有各類塘壩11.68萬處，總?cè)莘e達8.35億m3。單個塘壩的容量一般在0.10～10萬m3之間，分布極廣，密度很大。這些塘壩大都是依當(dāng)?shù)氐匦味ǎ写蹇谔?、繞村塘，還有一些田頭塘、坡腳塘，形狀千姿百態(tài)。正如老百姓講的“大沖一小庫，小沖一大塘”。塘壩由擋水建筑物、泄水建筑物和放水建筑物等組成，就信陽地區(qū)而言，塘深一般在1～4m之間。塘的形成有的是天然形成的，有的是人工改造形成的，塘的內(nèi)邊坡多是土質(zhì)邊坡，坡比一般介于1：1.50～1：3.00之間。

1 生態(tài)護坡的意義

如今，人與自然和諧相處作為一種科學(xué)的理念，成為指導(dǎo)水利工作的中心思想。為了改變混凝土護坡對河道生態(tài)環(huán)境的破壞，提出了生態(tài)修復(fù)理論及建設(shè)生態(tài)型護坡。

1.1 改善水質(zhì)及水體的自凈能力

傳統(tǒng)的護岸，破壞了水體——土壤——生物之間的物質(zhì)和能量循環(huán)體系，不利于具有凈水功能的水生生物的生長，削弱了水體的自凈能力。生態(tài)護坡所采用的植被以及新型材料加強了護坡的透水性和透氣性，在一定程度上保持了水體——土壤——生物之間的物質(zhì)和能量循環(huán)，保護了水體的自凈能力。

1.2 調(diào)節(jié)水溫變化，維持水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡

傳統(tǒng)護坡增強了對光照的吸收，導(dǎo)致水體溫度變化過大，不利于維持水中生態(tài)平衡。水溫的變化過大，不利于對溫度敏感物種的生存，從而會影響相關(guān)的食物鏈，導(dǎo)致塘壩生態(tài)系統(tǒng)失衡。而生態(tài)護坡引入植被、灌木等，在調(diào)節(jié)光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了一定的作用，因此，從這個層面上說，生態(tài)護坡在一定程度上改善了水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

1.3 保護塘壩的生態(tài)多樣性

生態(tài)護坡的透水性有利于維持塘壩水體的原有生態(tài)環(huán)境，同時也為各種生物的生長、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供有利的水邊環(huán)境，保護塘壩的生物多樣性。

1.4 恢復(fù)護坡的綠色景觀

傳統(tǒng)護坡均為水泥石料修葺，使塘壩失去了原有的生機,而增加了綠色元素的生態(tài)護坡，恢復(fù)了護坡的原有景觀，滿足了現(xiàn)代人回歸自然的追求。生態(tài)型護坡在滿足傳統(tǒng)型護坡功能的基礎(chǔ)上，不單純局限于新型環(huán)保材料或技術(shù)的應(yīng)用，同樣重視發(fā)掘傳統(tǒng)人工材料和技術(shù)的生態(tài)功能以及改進傳統(tǒng)的護坡方法，在設(shè)計和施工中更多地顧及環(huán)境和生物的需求，力爭維持、改善原有生態(tài)環(huán)境。

生態(tài)型塘壩護坡建設(shè)，是水利建設(shè)發(fā)展到一種相對比較高級形態(tài)的必然結(jié)果。水利建設(shè)發(fā)展歷來是與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展密不可分，并為之服務(wù)。在不同的發(fā)展階段，水利從單純?yōu)檗r(nóng)業(yè)特別是糧棉生產(chǎn)服務(wù)的溫飽型農(nóng)田水利，發(fā)展到為農(nóng)村經(jīng)濟全面發(fā)展服務(wù)的“小康型”農(nóng)村水利，又發(fā)展到綜合型的農(nóng)村水利。每個發(fā)展階段對水利建設(shè)的目標(biāo)和方式都是不一樣的。20世紀(jì)80年代以前，我國注重的是水利工程建設(shè)，而很少考慮水利工程與自然的協(xié)調(diào)。改革開放以來，我國塘壩建設(shè)有了新的發(fā)展，但隨之而來又出現(xiàn)了一個新的問題，追求豪華洋派，硬質(zhì)工程比比皆是。投資規(guī)模日益龐大，塘壩出現(xiàn)了新的“硬傷”。于是，生態(tài)型塘壩建設(shè)成為社會關(guān)注的新問題。21世紀(jì)初我國提出了水利要從工程水利向資源水利轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利轉(zhuǎn)變，資源型水利的塘壩，應(yīng)當(dāng)是生態(tài)的。生態(tài)型塘壩建設(shè)更多的強調(diào)水土保持生態(tài)建設(shè)的重要性，水質(zhì)不惡化。生態(tài)型塘壩建設(shè)，是現(xiàn)代社會人類期望回歸自然、渴求人與自然和諧相處的迫切要求?？犹涟镀赂叨纫话阍?~4m之間屬低矮岸坡，如采用生態(tài)護岸投資將更節(jié)省。如果整個信陽市的坑塘改造項目均采用生態(tài)護岸,其經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益將是十分巨大的。

2 當(dāng)前塘壩改造的現(xiàn)狀

這些年為堅守全國總耕地面積不少于1.20 hm2紅線，確保糧食安全、國家穩(wěn)定，國家各部門為增產(chǎn)糧食均安排了一些農(nóng)業(yè)項目（如：農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、小農(nóng)水重點項目、千億斤糧食基地項目、土地綜合整治項目等），這些項目無不涉及到坑塘改造，項目總投資在數(shù)十億元以上。這些改造的內(nèi)容主要是建新塘或是對已有老塘壩進行清淤改建、邊坡護岸、進出水口改造等。但以往在坑塘邊坡護岸上的新建或改建上，大多是采用硬體材料護坡（也叫工程護坡），其存在的缺陷顯而易見。一是硬體材料邊坡（如漿砌石邊坡、預(yù)制或現(xiàn)澆混凝土護坡等）的缺陷：全部采用的是生產(chǎn)過程中高污染、高能源消耗材料；其設(shè)置的溫度縫、沉陷縫成了易損部位；還須設(shè)置施工排水系統(tǒng)。施工周期長，還需要必要的施工條件和較大的施工場地。二是硬體材料擋土墻（如漿砌石擋土墻、鋼筋混凝土擋土墻）缺陷：需要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，增加工程造價和施工難度；需要大量模板、腳手架；造價高等。三是硬體材料邊坡對生態(tài)構(gòu)成直接影響：這些邊坡及擋土墻的使用破壞了塘壩的生態(tài)平衡，減少甚至取消了生物最佳棲息位置，降低了生物的多樣性，降低了水體的自我凈化能力；同時這些邊坡及擋土墻不能綠化；破壞周圍自然環(huán)境，增加了溫室效應(yīng)；在有些發(fā)達地區(qū)已被列為限制使用的技術(shù)。四是目前我國的特點是農(nóng)村外出打工的人數(shù)非常多，家中多半是留守的老人和兒童，工程護坡易造成兒童溺水事故，同時牲畜飲水也不便。五是過程護坡易造成較大的風(fēng)浪爬高，不利于壩體安全。

3 塘壩生態(tài)護坡的主要形式

塘壩生態(tài)護坡最重要的特征就是天然屬性，應(yīng)該盡量選擇天然組合材料。天然材料產(chǎn)生于自然、耐久性好，即使發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也是很漫長的過程，而人工合成材料卻難以做到這一點，天然材料的另一特性就是容易在塘壩中形成新的自然平衡，較快恢復(fù)美麗鄉(xiāng)村的天然景觀。目前，塘壩生態(tài)護坡的形式主要有：植被護坡、三維土工植被網(wǎng)護坡、植被型生態(tài)混凝土護坡和水泥生態(tài)植基護坡。

3.1 植被護坡

發(fā)達的根系固土植物在水土保持方面有著得天獨厚的效果，采用發(fā)達根系植物進行護坡固土，能達到固土保沙，防止水土流失，又可以滿足生態(tài)環(huán)境的需求。但是這種類型的護坡形式也存在著問題。比如：護坡容易被沖刷形成深溝，相對來說護坡的效果不明顯，植被易于加大降水入滲，優(yōu)化地下水的補給環(huán)境及促進邊坡深層水巖化學(xué)作用，危及邊坡穩(wěn)定；其有限的蒸騰作用并不能遏制暴雨或連續(xù)降雨期間斜坡地下水位短時間內(nèi)的大幅抬升，不能顯著改善邊坡的穩(wěn)定狀況以防護深層滑坡；同時由于在植被恢復(fù)的初期，草本對邊坡的適應(yīng)性，往往優(yōu)于喬灌木，因而采用單一或者混合草種的情況多于采用喬灌木。其結(jié)果往往是前期效果不錯，但植被系統(tǒng)相當(dāng)脆弱，容易遭受破壞；再者栽植草本植物時，過多地引進國外草種，對于鄉(xiāng)土草種的選擇利用與開發(fā)注意不夠，可能會引發(fā)新的生態(tài)問題，如物種入侵、生物多樣性損失等。

3.2 三維土工植被網(wǎng)護坡

這種護坡方式主要利用活性植物并結(jié)合土工合成材料，在坡面構(gòu)建一個具有自身生長能力的防護系統(tǒng)，通過植物的生長對邊坡進行加固的一門新技術(shù)。三維土工網(wǎng)是一種類似于絲瓜瓤狀的植草土工網(wǎng)，以加入炭黑的尼龍絲加工制成，絲與絲的交叉點熔合粘接，相互纏繞，質(zhì)地蓬松，孔隙率在90%以上，在其空隙中可填加土料和草種。植草穿過網(wǎng)墊生長后，其根系深入土中，植物、網(wǎng)墊、根系與土合為一體，形成牢固密貼于坡面的表皮，可有效地防止坡面被暴雨徑流或水流沖刷破壞。

3.3 植被型生態(tài)混凝土護坡

這種類型的生態(tài)護坡形式采用多孔混凝土、保水材料、緩解肥料和表層土組成，是植被型生態(tài)混凝土的骨架，具有較高的透氣性，同時保持了被保護土與空氣間濕、熱的對流。該種護坡類型能較好地抗沖刷能力，在最表面的覆草具有緩沖的性能，這種護坡受水位劇降的影響比較小，在季節(jié)性的寒冷地區(qū)，有利于排除和降低保護土內(nèi)含水量，減少凍害破壞。

3.4 水泥生態(tài)植基護坡

采用固體、液體和氣體三相組成具有一定強度的多孔性材料。固土物質(zhì)包括適合于植被生長的土壤、肥料、有機質(zhì)和由低堿性的水泥、河沙組成的膠結(jié)材料等。在植基土體物質(zhì)之間，由稻草秸稈等多孔材料組成間隙，以方便植物提供充足的水分和空氣。

4 解決生態(tài)環(huán)境問題的緊迫性

生態(tài)環(huán)境的破壞帶給人類的是資源減少，能源枯竭；氣候反常，沙漠化加快，人類生存環(huán)境惡化；植被減少，水土流失，暴雨頻發(fā)，洪水泛濫，吞噬城市；大氣污染，酸雨過多，大氣臭氧層遭破壞，廢棄物造成的化學(xué)公害，水質(zhì)嚴(yán)重破壞，熱帶雨林日趨減少；溫室效應(yīng)的逐漸加劇使人類瀕臨滅頂之災(zāi)［溫室氣體包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCS）、全氟化碳（PFCS）、六氟化硫（SF6）］。

全球變暖已成為世人共識的不爭事實，氣候?qū)＜翌A(yù)測：“在10年或更短的時間，全球氣候變暖將逼近危險的臨界點”。進入21世紀(jì)以來，能源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境建設(shè)已成為全球矚目的兩大課題，人類回歸自然已是大勢所趨，但是，我國經(jīng)濟的快速增長導(dǎo)致了對資源的掠奪性開采和對環(huán)境的嚴(yán)重破壞，成為我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要障礙，同時也伴隨著巨大的潛在危機……前任聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署署長莫里斯·斯特朗指出，中國目前是世界經(jīng)濟發(fā)展速度最快的國家，盡管中國經(jīng)濟前景樂觀，政府需要大力解決環(huán)境污染問題……

國家職能部門也強烈意識到“生態(tài)成本”將成為影響中國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要問題，如果以綠色GDP來衡量我國經(jīng)濟，則是負增長。由此可見，生態(tài)環(huán)保建設(shè)在國家經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展過程中的重要性。

黨的十八大報告專題論述了“生態(tài)文明”建設(shè)，提出了“著力推進綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展”的新要求。胡錦濤同志在十八大報告中指出，“建設(shè)生態(tài)文明，是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來的長遠大計”、“我們一定要更加自覺地珍愛自然，更加積極地保護生態(tài)，努力走向社會主義生態(tài)文明新時代”。習(xí)近平總書記指出，建設(shè)生態(tài)文明，關(guān)系人民福祉，關(guān)乎民族未來。生態(tài)環(huán)境保護是功在當(dāng)代、利在千秋的事業(yè)。要清醒認(rèn)識保護生態(tài)環(huán)境、治理環(huán)境污染的緊迫性和艱巨性，清醒認(rèn)識加強生態(tài)文明建設(shè)的重要性和必要性，以對人民群眾、對子孫后代高度負責(zé)的態(tài)度和責(zé)任，真正下決心把環(huán)境污染治理好、把生態(tài)環(huán)境建設(shè)好。

這些重要論斷，深刻闡釋了推進生態(tài)文明建設(shè)的重大意義，表明了我們黨加強生態(tài)文明建設(shè)的堅定意志和堅強決心。