簡述生態(tài)護(hù)岸在內(nèi)河航道及城市河道中的應(yīng)用

吳媛媛

(重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 重慶 400074)

簡述生態(tài)護(hù)岸在內(nèi)河航道及城市河道中的應(yīng)用

吳媛媛

(重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 重慶 400074)

一、生態(tài)護(hù)岸的內(nèi)涵

生態(tài)護(hù)岸是一種將傳統(tǒng)的護(hù)坡技術(shù)和植被固坡方式結(jié)合，在改善河道岸坡性質(zhì)、防止河岸坍方同時，還使土壤內(nèi)的水可以再河道岸坡之間相互滲透，增強(qiáng)河流自凈能力，并且形成與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)的景觀的河道護(hù)坡形式。生態(tài)護(hù)岸融合了防洪、生態(tài)、景觀和自凈能力，是護(hù)岸技術(shù)的創(chuàng)新方向，受到人們的追捧[1-4]。

二、生態(tài)護(hù)岸技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向及結(jié)構(gòu)型式

(一)結(jié)合傳統(tǒng)護(hù)岸技術(shù)

考慮通航條件、土壤性質(zhì)、地形條件以及易得材料等多因素按照經(jīng)濟(jì)合理、施工可行、安全可靠的設(shè)計原則，常用的護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式為：1拋石護(hù)腳+植草型護(hù)岸，抗水流和船行波的沖擊能力及耐久性差，主要適用于護(hù)岸離航道邊線較遠(yuǎn)、河岸原生態(tài)環(huán)境較好或有親水需求的地段；2直立矮墻+混凝土方格植草型護(hù)岸，適用于于水位差較小、水流較大的部位如彎道頂沖段，樞紐下游段等；3預(yù)制連鎖空心塊體護(hù)岸，防洪能力較強(qiáng)，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，景觀和生態(tài)好，因此只要用地允許的情況下且不是大面積回填區(qū)域可適用；4混凝土開孔空箱+植草型護(hù)岸，開口空箱施工簡便，可按地形要求堆砌，適合于地面面積小、地面建筑物較多且地質(zhì)條件較好的地段。

(二)使用土工合成材料

土工合成材料集高強(qiáng)度、柔韌性和滲透性以及耐久性于一體。主要應(yīng)用于以下三個方面：1生態(tài)袋護(hù)岸技術(shù)：將含有植物生長基質(zhì)的生態(tài)袋用連接扣連結(jié)堆放，在沖刷嚴(yán)重的地方用石籠護(hù)腳共同組成柔性護(hù)坡，能適應(yīng)地形，耐沖刷；2土工格室護(hù)岸技術(shù):將土工格室鋪設(shè)在岸坡上，格室中填充腐殖土、河道疏浚棄土、碎石草種等材料組成的混合物，扦插植物形成植被覆蓋層，減緩水流流速，為生物提供棲息地；3三維植被網(wǎng)墊護(hù)岸技術(shù)：網(wǎng)片表面凹凸不平，水流經(jīng)過時消減部分水流動能，可降低水流流速，有利于水流中的土顆粒附著沉淀在網(wǎng)片中。植物根系對網(wǎng)片和土壤的錨固使之形成強(qiáng)勁加筋體，起到復(fù)合護(hù)坡的作用。

(三)新型植物生長基質(zhì)材料的運(yùn)用

新型植物生長基質(zhì)材料的分類：生態(tài)混凝土、水泥生態(tài)種植基和土壤固化劑。基質(zhì)自身的力學(xué)特性能夠滿足岸坡穩(wěn)定要求，同時能為植被提供適宜的生長環(huán)境，并能實(shí)現(xiàn)較高的機(jī)械化作業(yè)。

(1)生態(tài)混凝土：由粗細(xì)集料組成的多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土共同組成，具有減少水分蒸發(fā)，為植物提供生長環(huán)境的功能，同時抗水流侵蝕。

(2)水泥生態(tài)種植基：用稻草秸稈等在水泥河沙、有機(jī)質(zhì)肥料組成的固體混合物中形成孔隙，組成具有一定強(qiáng)度的多孔材料，有利于植物生長。

(3)土壤固化劑技術(shù)：在土壤中摻入水泥等激發(fā)物質(zhì)，經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)改變土壤的抗壓抗?jié)B等性能，同時提供植物生長的土壤。

三、生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用舉例

(一)在內(nèi)河航道的應(yīng)用

連云港港疏港航道是連云港港主要的內(nèi)河集疏運(yùn)通道，全線采用Ⅲ級航道通航標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，全長約71km[5]。根據(jù)港區(qū)航道水位變化采用分層防護(hù)的設(shè)計方案：在岸側(cè)灘地上種植水生植物形成岸側(cè)生態(tài)帶，灘地前沿矮擋墻采用了帶翼方樁和金屬網(wǎng)孔積裝箱形成永久建筑物以穩(wěn)固岸線，灘地寬2～3m,種植蘆葦、水蔥、大葉皇冠草等水生植物，灘地后方則分別采用了生態(tài)袋系統(tǒng)、鉸接式生態(tài)護(hù)坡塊及金屬網(wǎng)護(hù)墊對岸坡進(jìn)行防護(hù)，在滿足岸坡防護(hù)耐久性要求的同時,使河岸恢復(fù)原有生機(jī)。

(二)在城市河道的應(yīng)用

深圳水庫排洪河位于羅湖區(qū)東部深圳水庫壩下，屬于沙灣河的下游段，河水岸線長3.795km[6]為滿足豐富的水岸景觀，對生態(tài)護(hù)岸的類型、特點(diǎn)、功能提出了不同的要求，設(shè)計方案如下：1植物護(hù)坡，根據(jù)地形變化特點(diǎn)主要用起伏變化不大的植被護(hù)坡形式，使各種植物形成層次鮮明水岸景觀；2多孔磚護(hù)岸，磚層間用鋼筋穿插連接，背后用礫石料和無紡布組成的反濾層以排水和反濾，用無沙混凝土制作的多孔磚自身具有透水性和多孔性，可解除正面的水壓和背面的水壓，不會出現(xiàn)堤壩變形和塌陷；3生態(tài)袋護(hù)岸，在生態(tài)帶內(nèi)裝土堆疊形成多角度自由變化的岸坡，再在其上壓播、插播植物。在陡岸及緩坡的水邊過渡帶設(shè)置的生態(tài)袋可以防止河岸雨季拉坡、河水沖刷塌岸和河道污染物進(jìn)入坡后污染環(huán)境。

(三)應(yīng)用效果分析

(1)耐久性

前者中分級設(shè)置的岸坡通過降低了前沿?fù)鯄昂蠓桨镀碌母叨?減少了擋墻結(jié)構(gòu)的受力，水下防護(hù)措施避免墻前沖刷。灘地上種植的水生植物使岸線便于識別，有助于船舶確定正確航道，避免偏離航線。灘地后方的擋墻不受船舶航行影響，具有較好的耐久性。后者采用生態(tài)袋護(hù)岸改變原有的陡坡為緩坡，提高了岸坡的穩(wěn)定性。植物護(hù)坡，植物的根系分布在土起到加筋作用，可有效控制表層土體移動，防止水土流失[7]。植物覆蓋的坡面增加了原有坡面的粗糙度，使得內(nèi)河航道水流的速度減緩，高速水流對河道護(hù)坡的沖蝕效應(yīng)降低，岸坡耐久性提高。

(2)生態(tài)性

通過人工造灘及種植水生植物,使岸線穩(wěn)定、航線便于識別，使護(hù)岸結(jié)構(gòu)既能滿足使用要求又能恢復(fù)或保留水岸交換通道，恢復(fù)河岸生態(tài)環(huán)境。利用天然山石堆放形成空穴，為水生動植物提供棲息繁衍的生長環(huán)境，在坡面上種植水生植物，形成了具有觀賞性的景觀，體現(xiàn)出生態(tài)護(hù)坡的生態(tài)效應(yīng)和景觀效應(yīng)。

四、小結(jié)

針對航道抗侵蝕和邊坡防崩塌方問題，生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的優(yōu)勢在于：

(1)植物根系對土體的加固作用。研究表明，植被的側(cè)根能夠增加土壤聚合力，土壤內(nèi)摩擦角不變的情況下，根系土層的抗張強(qiáng)度由于被土壤中根的機(jī)械束縛而增強(qiáng)。垂直生長的根系能夠?qū)⒏低翆臃€(wěn)固地錨固到深處的土層上，增加土體的遷移阻力，提高土層抗滑移能力，進(jìn)而提高坡體的穩(wěn)定性[8]。

(2)生態(tài)護(hù)坡對坡體孔隙水壓力的調(diào)節(jié)作用。護(hù)坡植物的莖葉會減緩坡體浸潤線的變化，且生態(tài)護(hù)坡內(nèi)外透水性較好，通過對坡面補(bǔ)給使坡體內(nèi)的浸潤線變化時間減緩，從而有效地降低坡體孔隙水壓力的驟然變化對坡體的嚴(yán)重影響。

[1]夏繼紅，嚴(yán)忠民.國內(nèi)外城市河道生態(tài)型護(hù)岸研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國水土保持，2004(3)20-21

[2]關(guān)春曼，張桂榮，程大鵬，何斌，費(fèi)宗如.中小河流生態(tài)護(hù)岸技術(shù)發(fā)展趨勢與熱點(diǎn)問題[J].水利水運(yùn)工程學(xué)報，2014(8)76-78

[3]徐芳岳，紅艷.生態(tài)型護(hù)岸及其發(fā)展前景[J] 重慶交通學(xué)院學(xué)報，2005(5)150-152

[4]徐朝輝，步海濱，程巍華，陳志強(qiáng).內(nèi)河航道生態(tài)護(hù)岸的發(fā)展及應(yīng)用分析[J].水運(yùn)工程，2009(9)107-109

[5]王煒正 新型生態(tài)護(hù)岸在連云港港疏港航道中的應(yīng)用[J].水運(yùn)工程，2008(9)135-136

[6]彭娟 深圳水庫排洪河景觀設(shè)計要點(diǎn)[J].現(xiàn)代園藝，2013(8)67-68

[7]李國榮，毛小青，倪三川等.淺析灌木與草本植物護(hù)坡效應(yīng)[J].草業(yè)科學(xué)，2007，24(6)：86-89.

[8]王瑩 秦淮河河岸帶與太湖湖濱帶土壤特性的初步研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，生態(tài)學(xué)，2007.