城鎮(zhèn)生態(tài)護(hù)岸形式的選擇及設(shè)計(jì)

陳銀魯

摘 要 城鎮(zhèn)河道除滿足行洪、排澇等基本功能，應(yīng)具有景觀、休閑、娛樂等多種功能，因此城鎮(zhèn)河道生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用前景廣闊。基于此，從生態(tài)護(hù)岸的概念入手，對(duì)生態(tài)護(hù)岸類型按照主要材料進(jìn)行了總結(jié)分類，介紹了各種護(hù)岸形式及其優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了城鎮(zhèn)生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)原則及選擇。

關(guān)鍵詞 城鎮(zhèn)；生態(tài)護(hù)岸；設(shè)計(jì)；選擇

中圖分類號(hào)：TV861 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.15.107

城鎮(zhèn)河道建設(shè)是城鎮(zhèn)建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著城鎮(zhèn)的行洪、排澇功能，但是一直以來，人們比較重視河道的這些本身功能，將河道斷面形式單一化，走向線性化，河道護(hù)岸形式多采用硬化結(jié)構(gòu)；硬化的河道護(hù)岸割裂了土壤與水體的聯(lián)系，破壞了水生動(dòng)植物的生存環(huán)境，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性[1]。近十幾年，對(duì)河道的建設(shè)又出現(xiàn)“園林化”的傾向，表現(xiàn)為簡(jiǎn)單綠化、河道仿古工程、河道商業(yè)包裝，這些追求利益的河道護(hù)岸園林化建設(shè)，雖使河道外觀有所改善，但對(duì)于增進(jìn)河道生態(tài)健康無大裨益[2]。

作為城鎮(zhèn)河道，除了行洪、排澇等基本功能外，還應(yīng)具有景觀、休閑、娛樂等多種服務(wù)功能。隨著城市化進(jìn)程的加快和海綿城市理念、生態(tài)河道等生態(tài)環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，生態(tài)護(hù)岸工程技術(shù)受到越來越多的重視和應(yīng)用。

1 生態(tài)護(hù)岸的概念

生態(tài)護(hù)岸是指恢復(fù)后的自然護(hù)岸或具有“可滲透性”的人工護(hù)岸。其自然河床與護(hù)岸基底具有一定的滲透性，水體可在護(hù)岸前后流動(dòng)，并具有較好的抗沖強(qiáng)度[3]。

2 生態(tài)護(hù)岸分類

目前，生態(tài)護(hù)岸的形式很多，科研人員和工程人員還在工程實(shí)踐中不斷地試驗(yàn)和探索生態(tài)護(hù)岸的新形式。生態(tài)護(hù)岸的分類方法也很多，在此，僅按照生態(tài)護(hù)岸建設(shè)的主要材料來分類，主要可分為自然材料護(hù)岸、砌石護(hù)岸、混凝土護(hù)岸[4]。

2.1 自然材料護(hù)岸

2.1.1 自然草木護(hù)岸

利用水生植物的根、莖、葉在河岸形成防護(hù)地帶來保護(hù)岸坡穩(wěn)定。自然草木護(hù)岸的優(yōu)點(diǎn)顯而易見，利用植物吸收水中的氮、磷等有機(jī)物凈化水體，同時(shí)為各種水生生物提供棲息地，當(dāng)植物生長(zhǎng)茂盛后亦可作為一道亮麗的風(fēng)景線；而且工程量比較小，方法簡(jiǎn)單，造價(jià)低，維護(hù)費(fèi)用低，主要適用于農(nóng)村河道工程。其缺點(diǎn)主要有：護(hù)岸強(qiáng)度低，抗沖能力差，常水位以下植品種的選擇難度大；在植物根系穩(wěn)固前，護(hù)岸抗沖能力差。

2.1.2 人工竹、木樁（插柳）護(hù)岸

人工竹、木樁（插柳）護(hù)岸是采用人工竹、木樁等已死的植物或柳樁為主要材料做成樁，將其打入地基中，形成近于垂直的護(hù)岸。

人工竹、木樁（插柳）護(hù)岸優(yōu)點(diǎn)主要有：材料為天然材料對(duì)環(huán)境沒有影響；對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾小，人工竹、木樁可以作為生物的棲息地，待柳樁成活后變成天然活的護(hù)岸；材料易就地取材，施工方便，施工周期短。其缺點(diǎn)主要有：人工竹、木樁有使用年限，需更換；抗沖性能一般。

2.1.3 梢料護(hù)岸

利用柔軟的植物活枝條，編織成梢架、梢料等規(guī)則結(jié)構(gòu)，內(nèi)填碎石、砂礫等，將其沉入水中，上覆拋石形成護(hù)岸。梢料護(hù)岸的優(yōu)點(diǎn)主要有：對(duì)生態(tài)影響小，材料易就地取材，施工方便，周期短，可利用拆除的混凝土護(hù)岸的大塊材料作為拋石材料，小塊材料作為填充材料，節(jié)省投資。其缺點(diǎn)主要有護(hù)岸強(qiáng)度較低、抗沖能力弱、后續(xù)需更換。

2.2 砌石護(hù)岸

2.2.1 干砌石護(hù)岸

干砌石護(hù)岸是利用當(dāng)?shù)靥烊皇模捎酶善龅姆绞蕉逊e而成的護(hù)岸結(jié)構(gòu)。干砌石護(hù)岸的主要優(yōu)點(diǎn)：材料就地取材，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，抗沖能力較強(qiáng)；砌石間空隙較大，為生物棲息繁衍提供場(chǎng)所。其缺點(diǎn)主要有：結(jié)構(gòu)適應(yīng)變形能力差，對(duì)基礎(chǔ)的要求較高，耐久性一般。干砌石護(hù)岸可在石材間隙中種植植物，以美化堤岸。

2.2.2 漿砌石護(hù)岸

漿砌石護(hù)岸是采用水泥砂漿、砌石砌筑而成的護(hù)岸墻。漿砌石護(hù)岸的主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐久性較高，抗沖能力強(qiáng)，可用于大江大河或流速較大的河道護(hù)岸；由于漿砌石護(hù)岸可垂直砌筑較高高度，可較大程度地增加河道過水?dāng)嗝娣e，在一定程度上節(jié)省了土地。主要缺點(diǎn)：由于護(hù)岸墻身為水泥砂漿和砌石的結(jié)合體，割裂了墻后土壤與墻前水土的聯(lián)系，破壞了水體生物鏈，不具有“可滲透性”。因此，可采用水位變動(dòng)區(qū)及常水位以下部分采用干砌，水位變動(dòng)區(qū)以上部分采用漿砌的組合式護(hù)岸形式，在滿足擋墻自身穩(wěn)定的前提下，減少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的干擾。

2.2.3 拋石護(hù)岸

對(duì)較大的河道在河道急彎段或水流頂沖的深槽部位，其護(hù)岸墻腳易沖刷，如不及時(shí)處理，往往會(huì)形成深坑，造成護(hù)岸墻塌陷，在這種部位可采用拋石護(hù)岸。拋石護(hù)岸主要優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)便，造價(jià)低，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)干擾??；由于其適應(yīng)變形能力強(qiáng)，護(hù)岸的破壞發(fā)生緩慢，拋石體具有一定的自愈能力。其主要缺點(diǎn)：拋石體很難準(zhǔn)確定位、精確性差，水下拋石到位率低。

2.2.4 石籠護(hù)岸

石籠護(hù)岸利用噴塑鐵（鋼）絲、涂膜熱鍍鋅低碳鋼絲的網(wǎng)籠或竹編的竹籠，籠內(nèi)填充碎石、塊石、卵石等，壘成臺(tái)階狀護(hù)岸或砌成擋墻，并在其上覆蓋種植土和植物的生態(tài)型護(hù)岸形式。石籠護(hù)岸主要優(yōu)點(diǎn)：具有較好的生態(tài)性，在石籠上覆土后形成松軟且富含營(yíng)養(yǎng)成分的表土，給多年生草本植物創(chuàng)造生長(zhǎng)環(huán)境；較強(qiáng)的透水性，籠內(nèi)填充料為松散體，存在較多的孔隙，可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能，滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位，提高水體的自凈能力，從而減少墻體后的地下水壓力。較好的柔韌性，石籠的編制材料都具有一定的強(qiáng)度，不易被拉斷，石籠整體強(qiáng)度較高。其主要缺點(diǎn)：與自然材料護(hù)岸相比，投資增加，工程量加大；與砌體擋墻相比結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差些。

2.3 混凝土護(hù)岸

2.3.1 常規(guī)混凝土護(hù)岸

常規(guī)混凝土護(hù)岸是利用混凝土澆筑擋墻，在河道兩岸建設(shè)直立的混凝土擋墻。常規(guī)混凝土護(hù)岸主要優(yōu)點(diǎn)：具有很強(qiáng)的抗沖能力，適用于大江大河及流速較大的河道。其主要缺點(diǎn)：混凝土擋墻密不透風(fēng)，割裂了土壤與水體的聯(lián)系，破壞了水生動(dòng)植物的生存環(huán)境，破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性。

但是，利用混凝土預(yù)制混凝土塊，并將其用鋼纜等連接或混凝土塊相互咬合、堆砌成直立的護(hù)岸，如自嵌式混凝土擋墻護(hù)岸、榮勛擋墻護(hù)岸。該護(hù)岸的混凝土之間的縫隙較大，保證了護(hù)岸墻前后水土連通，達(dá)到了耐久性、穩(wěn)定性和生態(tài)性的目的。

2.3.2 生態(tài)混凝土護(hù)岸

生態(tài)混凝土護(hù)岸有兩種類型。一種是由多邊形混凝土預(yù)制塊堆砌而成，混凝土塊中間填土種植植物的護(hù)岸。在混凝土砌塊上預(yù)留了填土孔，水上部分作為植物栽種的場(chǎng)所，水下部分作為魚蝦和兩棲動(dòng)物的洞穴，如魚巢磚。該護(hù)岸形式具有一定的抗沖能力，并從一定程度實(shí)現(xiàn)了護(hù)岸的生態(tài)化。但是該護(hù)岸對(duì)地基條件要求較高，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)對(duì)擋土墻自身穩(wěn)定及河道土堤邊坡抗滑穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算。另一種是多孔混凝土護(hù)岸，它是利用具有良好透水、透氣性的內(nèi)部存在許多連續(xù)孔隙的混凝土建造而成的護(hù)岸。其孔隙中可填充種植土，為植物生長(zhǎng)提供了適宜的場(chǎng)所，但其強(qiáng)度和耐久性比普通混凝土差些。

3 城鎮(zhèn)生態(tài)護(hù)岸選擇與設(shè)計(jì)

3.1 城鎮(zhèn)生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)原則

3.1.1 滿足城鎮(zhèn)河道功能性

河道建設(shè)是一項(xiàng)綜合性的工程，除了要滿足河道行洪、排澇等基本功能外，還應(yīng)滿足河道的結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定、耐久性等，城鎮(zhèn)河道還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)塊規(guī)劃，滿足河道規(guī)劃要求。在滿足這些基本條件的情況下，特別對(duì)城鎮(zhèn)河道，更要考慮河道的生態(tài)性和可持續(xù)性。

3.1.2 具有景觀生態(tài)性

護(hù)岸工程應(yīng)從設(shè)計(jì)理念開始，打造人水和諧的景觀生態(tài)河道。護(hù)岸工程設(shè)計(jì)前遵循區(qū)塊規(guī)劃意圖，先由景觀設(shè)計(jì)介入，考慮河流風(fēng)景的整體性，再由水利設(shè)計(jì)綜合考慮護(hù)岸設(shè)計(jì)，打造既有景觀性又具備生態(tài)性的河道綜合體。

3.1.3 工程經(jīng)濟(jì)合理性

護(hù)岸工程設(shè)計(jì)時(shí)，除滿足河道基本功能、結(jié)構(gòu)安全外，還要兼顧工程的經(jīng)濟(jì)性、合理性。工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)調(diào)查當(dāng)?shù)厥摹浞N、植被，以做到就地取材，降低護(hù)岸工程投資。

3.2 城鎮(zhèn)生態(tài)護(hù)岸形式的選擇

城鎮(zhèn)生態(tài)護(hù)岸形式選擇時(shí)，除應(yīng)滿足護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和河道土堤邊坡抗滑、穩(wěn)定等安全條件外，還應(yīng)結(jié)合生態(tài)河道建設(shè)，滿足生態(tài)環(huán)境的需求，綜合采用一種或多種護(hù)岸形式，因地制宜地合理選擇護(hù)岸形式。

1）護(hù)岸形式選擇時(shí)，應(yīng)選擇對(duì)河流生態(tài)沖擊最小化的護(hù)岸形式，又能夠創(chuàng)造適宜的場(chǎng)所為動(dòng)植物棲息生長(zhǎng)，建設(shè)景觀生態(tài)性的河道。2）由于城鎮(zhèn)河道一般流速較大，城鎮(zhèn)河道護(hù)岸應(yīng)采用抗沖性能較好的形式，可選擇采用干砌石、石籠或混凝土預(yù)制塊等透水材料的生態(tài)護(hù)岸形式。這些生態(tài)護(hù)岸可兼顧景觀、休閑、娛樂等功能，可在其材料間和表面覆土植栽，岸邊設(shè)置濱河步道，為城鄉(xiāng)居民提供健身、休閑的環(huán)境。3）護(hù)岸設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的實(shí)地情況，綜合考慮河勢(shì)規(guī)律、岸坡土體、施工技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性等因素，選擇合適的材料和護(hù)岸形式。城鎮(zhèn)河道護(hù)岸的高度不宜過高，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐木坝^、規(guī)劃等，塑造人水和諧的生態(tài)景觀河道，建設(shè)園林式濱水景觀綠道。

4 結(jié)語

城鎮(zhèn)河道建設(shè)是當(dāng)前城市發(fā)展中重大而長(zhǎng)遠(yuǎn)的任務(wù)，在設(shè)計(jì)選擇河道護(hù)岸時(shí)，應(yīng)綜合考慮河道功能、生態(tài)環(huán)境、人們需求等多方面因素，優(yōu)先考慮采用生態(tài)護(hù)岸，把城鎮(zhèn)河道建設(shè)成具有綜合功能的生態(tài)河道，使河流重現(xiàn)清澈見底、魚蝦洄游、水草茂盛的自然之美，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。

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（責(zé)任編輯：劉昀）