生態護坡簡介及其發展前景

牛帥 唐國才 張金超

摘 要： 傳統的護坡可以發揮出河道的行洪、排澇以及水土保持等功效， 卻會對環境帶來不良影響。生態護坡不僅具有傳統護坡的功能， 而且還融入了景觀、生態等多方面內容， 從而可以實現人與自然的和諧共處。在對生態護坡概念分析的基礎上， 介紹了目前主要的生態護坡技術， 最后展望了生態護坡技術今后的研究方向， 旨在促進我國生態護坡技術的發展。

關鍵詞： 生態護坡；作用機理；護坡類型；發展前景

1 生態護坡的概念

在傳統的護坡工程中， 多采用漿砌或干砌塊石、現澆或預制混凝土等剛性材料護坡， 這類護坡形式，隨著社會經濟的發展， 人們的環保觀念以及可持續發展的觀念也越來越強， 逐漸意識到這類護坡形式會對環境帶來不良影響， 容易引起生態退化。于是， 生態護坡便應運而生[1] 。

2 生態護坡作用機理

由于植物根系在土中分布密度自地表向下逐漸減小， 逐漸細弱， 在根系盤結范圍內， 邊坡巖土體可看作由土和根系組成的根。草本植物的根系如同加筋纖維的作用， 隨著單位體積中根的數量增加， 巖土體的抗剪能力也隨之提高， 因此可按加筋土原理分析邊坡巖土體的應力狀態， 即把巖土體中草根的分布視為加筋纖維的分布， 且為三維加筋。

3 生態護坡的類型

目前新型生態護坡有許多種分類方式， 如可根據使用的主要的護坡材料分植物護坡、木材護坡和石材護坡等類型。

3.1 植物護坡

3.1.1 柳樹植物護坡

柳樹桿護坡： 柳樹桿護坡結構主要是利用柳樹桿能夠迅速扎根并發芽的特點來加固堤壩、美化環境（見圖1） 。該護坡結構適用于水流流速較大、沖刷嚴重的堤岸保護。

石籠與柳桿復合型護坡： 石籠柳桿復合護坡結構是將略短于石籠長度的柳樹桿置于石籠的頂面和臨水面， 石籠上部覆土， 柳桿生根發芽后可起到固土護坡作用（見圖2） 。

3.1.2 水生植物的復合型護坡

以蘆葦、香蒲、燈心草等為代表的水生植物可通過其根、莖、葉對水流的消能作用和對岸坡的保護作用使其沿岸邊水線形成一個保護性的岸邊帶， 促進泥沙的沉淀， 從而減少水流中的挾沙量。

3.1.3 草皮護坡[3]

單純的草皮護坡一般只適用于坡度較小的岸坡，對較陡的岸坡或混凝土的坡面往往不適用，在坡面防護上一般采用草皮植物的復合型護坡， 主要有以下兩種：

1） 網墊植被復合型護坡[4] 。網墊植被護坡屬于輕型護坡結構， 一般用于坡度不陡于1：1.5， 且天然策略穩定的坡面防沖刷保護。

2） 框架覆土復合型護坡[4] 。框架覆土復合型護坡一般適用于高水位的護坡要求。坡底采用天然石材壘砌， 上部采用木工或混凝土框架護坡， 框架內覆土， 以種植護坡植被。

3.2 木材護坡

木材護坡是采用各種木材和其他一些已死了的木質材料為主要護坡材料的。木材可根據需要制成各種形狀， 一般是與石材搭配， 以增強岸坡的穩定性。

3.2.1 柵欄護坡

柵欄護坡是采用各種廢棄木材（如間伐材、鐵路上廢棄的枕木等） 和其他一些已死了的木質材料為主要護坡材料的護坡結構。此類護坡結構是先在坡腳處打入木樁， 加固坡腳， 然后在木樁橫向上攔木材或回填土料， 柵欄與石料或回填土料的搭配進一步加固坡腳， 也為微生物、水生植物和動物提供了生存環境。

3.3 石材護坡

石籠護坡是石材護坡中應用較為廣泛的一種， 它將鍍鋅、噴塑鐵絲用六角網捻網機編織成平面網格狀，在施工現場組裝成不同尺寸規格的網箱或網墊填充石料形成柔性的、自透水的、整體性的防護結構。

3.3.1 石籠生態擋土墻

石籠生態擋土墻是采用噴塑鐵絲網籠為主要護坡材料， 網籠內裝碎石（ 可以為建筑垃圾再生粗骨料） 、種植土、肥料及草籽等。石籠生態擋土墻比較適合于流速大、坡面陡峭的河道斷面，應用比較靈活、能隨著地基變形而變化。同時， 又可為水生動物、植物與微生物提供生存空間。

3.3.2 石籠凈水復合護坡

石籠凈水復合護坡是集石籠的穩定性、凈水填料的凈水性、水生植物的保護性和凈水性、護坡草皮的景觀性與親水性為一體的新型護坡結構。該護坡是將石籠作為護腳材料， 內部裝入碎石（ 可以為建筑垃圾再生粗骨料） ， 并同時在迎水一側裝入具有凈水作用的球狀填料。

4 生態護坡發展前景

我國在生態護坡技術方面的研究起步較晚， 近幾年在充分吸收國外河道整治和其他領域生態護坡研究成果的基礎上， 也取得了長足的發展[5] 。為了能更充分地發揮生態護坡的功能，保障河流生態系統的健康， 今后生態護坡的研究，應該從以下幾個方面進行：

4.1 生態護坡新材料的研究

由于現有生態護坡技術是不完善的生態護坡技術， 而且其中大多數技術是從國外直接引進的， 其生態材料也直接進口，存在許多弊端。如：

1） 進口材料護坡成本太高， 難于大范圍推廣。

2） 由于自然地理條件的差異， 一些國外引進的護坡植物不適應國內的氣候條件， 導致護坡效果不明顯。

此外， 需加強選擇適應于生態護坡的植物品種與品種組合， 特別是鄉土植物品種， 對其進行適應性培育與品種改良。因此， 新材料的開發， 應成為今后生態護坡研究的一個重點。

4.2 生態護坡環境效益與景觀功能方面的研究[6]

在重視邊坡穩定與維護功能的同時， 越來越強調生態護坡的生態環境效益與景觀改善功能， 綜合考慮藤、草、灌、喬、花等多種植物， 形成既具有護坡功能， 又具有優美和協美學價值的坡面生態景觀也將是今后的一個研究方向。

生態護坡是實現生態水利的一部分，因此發展生態護坡必須適應我國自然條件和經濟社會發展的需要。

5 結語

在提倡人與自然和諧相處的今天， 邊坡治理也從過去的僅注重安全、經濟的治理模式向保持邊坡的自然特征的生態模式轉變。傳統的護坡工程雖然在穩固邊坡方面卓有成效， 卻忽視了環境保護和生物生存的需要。所以要加強生態護坡與工程措施的結合， 并努力尋求在創造植被生存環境的過程中， 盡量減少人工雕刻的痕跡。生態護坡出現順應了人與自然共生的要求， 不僅是護坡工程建設的一大進步， 也將成為今后護坡工程建設的主流。

參考文獻

[1] 季永興城市河道整治中生態護坡結構探討[J].水土保持研究， 2001， 8 （4）：25-28.

[2] 王文野， 王德成.城市河道生態護坡技術的探討[J].吉林水利，2002（11）：24- 26.

[3] 鄢俊.植草護坡技術的研究和應用[J].水運工程， 2000（5）：29 -31.

[4] 鄭潤謀.一種生態治水的新材料與新工藝[J].北京水利， 2002，（4）：40.

[5] 胡海泓.生態型護岸及其應用前景[J].廣西水利水電， 1999，（4）：57- 59.

[6] 周躍.植被與侵蝕控制坡面生態工程 [J].應用生態學報， 2000，11（2）：297- 300.