江西省堤防護坡形式現狀及其研究展望

喻馳方 , 陶理志, 周英雄

(1.江西省水土保持科學研究院，江西 南昌 330000； 2.江西省河道湖泊管理局，江西 南昌 330000)

江西省堤防護坡形式現狀及其研究展望

喻馳方1, 陶理志2, 周英雄2

(1.江西省水土保持科學研究院，江西 南昌 330000； 2.江西省河道湖泊管理局，江西 南昌 330000)

堤防；護坡形式；護坡現狀；江西省

堤防工程是防洪體系的重要組成部分，其護坡形式是防洪等級、水土保持及景觀要求的綜合反映。根據江西省堤防護坡的現狀和主要特點，綜述了江西省堤防護坡的主要形式，總結提煉了傳統硬質護坡、自然恢復邊坡和生態護坡等護坡形式的優缺點及其適用范圍，指出在以后應該加強堤防生態護坡的研發工作，特別是優良護坡草種的篩選和培育工作。

據《江西省第一次水利普查公報》，江西省各類堤防總長度為13 028.89 km[1]，已成為全省防洪體系的重要組成部分，保護了人民的生命和財產安全，減輕了國家的經濟損失。江西省絕大部分堤防建于20世紀50—70年代，建設標準低、工程質量差，加之長期運行投入不足，維修養護不到位，存在較多的安全隱患。堤防邊坡防護是堤防安全的重要保障，也是堤防除險加固工程建設的重要組成部分。在以往的堤防護坡形式上，主要考慮的是其防洪功能，而對環境與生態功能缺乏考慮。隨著經濟社會的發展，水生態文明建設成為當今水利改革發展的重要課題，因此堤防工程不僅需要具備防洪、防汛的基本功能，也需要兼顧景觀美學與生態效益等功能。

目前，江西省堤防臨水面多采用混凝土、漿砌石等硬質材料護坡，背水面主要采用播種草籽進行防護或讓其自然恢復。硬質護坡雖然穩定性高，但影響堤容堤貌和周邊環境；自然恢復和播種草籽防護則普遍存在坡面高稈雜草及灌木繁多，影響日常河道管理、汛期查險除險和堤防景觀等問題。

1 堤防邊坡防護的重要性

堤防是防御洪水泛濫，保護居民和工農業生產的主要措施。堤防護坡在增加邊坡穩定、減少水土流失等方面有著很大的作用。如植被冠層、地表枯枝落葉層及地下根系通過截留降雨、蒸騰、增加入滲等減少徑流、降低坡體孔隙水壓力、削弱濺蝕，抑制坡面土壤侵蝕；地下淺層根系通過加筋作用增加根際土層的機械強度，深層根系起到預應力錨桿作用，增加土體的遷移阻力，提高土層對滑移的抵抗力；硬質護坡對保證堤防安全也具有重要作用，如混凝土、漿砌石、生態袋等介質阻隔流水直接與土體接觸，從而減緩沖刷，起到穩定邊坡、減少水土流失的作用。

此外，邊坡防護植物的存在使人工環境逐漸向近自然狀態轉變，為生物的生存和繁衍提供了有利的場所。植物可凈化大氣、調節小氣候、降低噪聲和光污染[2]，同時綠色植物還可通過其固有的色彩、形態等個性特色和群體景觀效應改變傳統工程護坡的灰色效應，提升環境的景觀功能和價值。

2 江西省堤防護坡的主要形式

根據文獻資料，為保障堤防安全，目前江西省堤防臨水面主要有現澆混凝土護坡、混凝土預制塊護坡等傳統硬質護坡形式，也有部分防護等級較低的堤防采用生態混凝土護坡等生態護坡形式；而背水面則多為播種草籽護坡和自然恢復邊坡等形式(表1)。

2.1 傳統硬質護坡

傳統硬質護坡通常適用于防護等級較高和人口聚集、影響較大的堤防。目前江西省的堤防，無論是大江大河還是支流渠道，臨水面主要采取傳統硬質護坡。傳統硬質護坡的主要形式有現澆混凝土護坡、鉸接式混凝土護坡、模袋混凝土護坡、干/漿砌石護坡、混凝土預制塊護坡、鋼筋混凝土護坡等[3]，不僅可以在短時間內形成對坡面的防護，而且可以有效防止水土流失，對于防止滑坡、維持邊坡穩定非常有效。但傳統硬質護坡成本較高，一般為播種草籽護坡的8～10倍，而且嚴重破壞了生物生存、棲息、繁衍的環境，隔斷了水域生態系統與陸地生態系統的交流與聯系，不利于河流水體自凈能力的發揮和自然生態系統的恢復[4]。此外，硬質護坡采用的混凝土一般含有改善性能的早強劑、防凍劑和緩凝劑等外加劑，部分混凝土長時間浸泡在水中，這些物質溶解在水體中或與水體發生反應，逐漸導致河水水質下降，對河流環境產生不良影響[2]。

表1 堤防護坡形式的分類及其優缺點

2.2 自然恢復邊坡

自然恢復是指對生態系統停止人為干擾，以減輕其負荷，依靠生態系統的自我調節能力與自組織能力使其向有序的方向進行演化，使遭到破壞的生態系統逐步恢復或使生態系統向良性循環方向發展[5]。目前江西省部分堤防背水面仍然采用自然恢復的方式進行防護。土質邊坡自然恢復初期，邊坡裸露，坡面越長、坡比越大，水土流失越嚴重，水土流失導致邊坡穩定系數下降、抗滑力降低，從而造成堤防安全隱患[6]。此外，自然恢復邊坡普遍存在高稈雜草及灌木繁多、景觀效果差等問題，嚴重影響了堤防的日常管理和汛期查險除險。

2.3 生態護坡

生態護坡是基于城市河道生態功能提出的護坡形式[7-8]。隨著護坡理論的日趨完善，生態護坡技術得以迅速發展。目前用于江西省堤防的生態護坡技術主要分為以下三類。

(1)硬質生態護坡。硬質生態護坡技術是指以鋼筋、混凝土等硬質結構為基礎，種植植物或以其他方式進行綠化的生態護坡技術。江西省采用的硬質生態護坡形式主要有生態混凝土護坡、孔洞型護坡、石籠復合種植基護坡、植被混凝土護坡等[9-11]。其特點在于滿足防護要求的同時，能夠兼顧坡面的景觀與生態效益。但因其平均造價為播種草籽護坡的10倍以上，故應用范圍受限。

(2)柔性生態護坡。柔性生態護坡技術是指以聚合纖維、網袋、自然纖維為結構基礎，在其上或其中裝填或黏結土壤等種植基，種植植物或以其他方式進行綠化的生態護坡技術。江西省采用的柔性生態護坡形式主要有生態袋護坡、土工網墊固土種植基護坡、灌注型植生卷材護坡、植生帶護坡等[12-13]。柔性生態護坡兼顧了生態防護和生態景觀效益，但由于其防護強度一般，不適合用于防洪等級較高的河岸邊坡，并且造價高，平均造價為播種草籽護坡的15倍以上，因此推廣應用受到較大限制。

(3)全生物護坡。全生物護坡技術是指完全依靠存活或已死亡的生物體作為護坡材料，利用植物的截水保土能力，達到減少坡面水土流失,滿足坡面景觀和生態效果，甚至利用栽植的植物達到一定經濟效果的防護技術。江西省采用的全生物護坡形式主要有草皮護坡、播種草籽護坡、栽植植物營養體(根、莖、葉)護坡，以及土壤生物工程(土壤保持、地表加固、生物-工程綜合保護技術等)[14]護坡等。全生物護坡技術具有成本低、綠化和景觀效果好、生態效果佳等特點，但抗壓及抗剪強度低，一般適用于坡度較小的背水面堤防生態護坡。

3 研究展望

江西省目前的堤防防護體系基本上可以滿足應有的防護效果。建議在以后的堤防護坡工程中，根據不同的堤防防護等級有針對性地采取相應的護坡形式，對堤防的背水面及防洪要求不高的堤防臨水面建議多采用播種草籽護坡、栽植植物營養體護坡等生態護坡形式。同時，為了適應社會對水生態文明建設的更高要求，提高堤防的生態功能、景觀效果和水土保持效果，建議圍繞以下幾方面開展相關研究。

(1)加強堤防護坡植物的整理和選育工作。目前用于江西省堤防防護的植物競爭能力差，生態優勢不明顯，圩堤坡面雜草叢生現象普遍，嚴重影響堤容堤貌，且大部分植物長得較高，給汛期巡堤查險帶來較大困難，僅有的少數優良護坡植物繁殖難度也較大。因此，整理和尋找適合江西省堤防防護的低矮匍匐植物，并通過選育手段對野生品種進行改良，篩選出適應性強、易于推廣、低矮匍匐的植物品種具有重要意義。

(2)加強生態護坡的研發工作。目前，國內市場上主要的生態護坡技術防護功能較差，不能滿足大江大河迎水面的防護要求；部分可以滿足防護要求的硬質生態護坡施工成本較高，主要用于景觀要求較高的城市內河迎水面堤防。因此，一方面，要研究如何改善膠結材料，在提高強度、提高防護功能的情況下不影響生態功能；另一方面，要研究和改善施工工藝，研發成本低廉的生態防護材料。

[1] 江西省水利廳,江西省統計局.江西省第一次水利普查公報[J].江西水利科技,2013，39(2):79-82.

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(責任編輯 徐素霞)

江西省水利科技重大項目(KT201313)

S157.2；TV861

C

1000-0941(2017)02-0032-03

喻馳方(1987—)，男，江西南昌市人，工程師，碩士，從事水土保持監測工作；通信作者陶理志(1968—)，男，江西南昌市人，高級工程師，學士，從事河道湖泊管理工作。

2016-05-15