淺談傳統(tǒng)護岸向生態(tài)護岸之轉(zhuǎn)變

陳丹 楊文健 鐘世雄 蔡曉純 田麗珊

摘? 要：該文從功能要求、設(shè)計依據(jù)、建筑材料和水流特性4個方面分別闡述了傳統(tǒng)護岸與生態(tài)護岸的差別與轉(zhuǎn)變，提出傳統(tǒng)護坡向生態(tài)護坡轉(zhuǎn)變是人類與環(huán)境和諧共存的必然趨勢。但在實際建設(shè)過程中也必須充分考慮它對水流水力特性的新影響，應(yīng)因地制宜根據(jù)河道的形態(tài)、植被種類和生長環(huán)境等因素做好前期研究。

關(guān)鍵詞：生態(tài)? 植被? 斷面? 流速? 糙率

中圖分類號：U617 ? ?文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）01（b）-0081-02

我國擁有眾多河流，河流數(shù)量在世界前列。我國的天然河流總長加起來約有45萬km。河流對人類而言是一把雙刃劍：一方面，提供了養(yǎng)育人類的條件;另一方面，非常容易產(chǎn)生問題，對人類的生命財產(chǎn)造成威脅。河流產(chǎn)生的主要問題有：岸灘沖刷引起塌岸，河道灘地水土流失，引起防洪堤岸的敏感性和危險性上升，令河勢趨于不穩(wěn)定的狀態(tài)，對國民經(jīng)濟造成重大影響。因此，近年來對防洪護岸的關(guān)注度越來越高，越來越多專家學(xué)者對護岸的機理以及護岸型式進行了研究和創(chuàng)新。

近年來，全國開展了大規(guī)模的江河整治和防洪體系建設(shè)，隨著國民經(jīng)濟的增加，人們在追求護岸實用功能的同時，也對生態(tài)、景觀、親水等附屬功能提出了更高的要求，因此，防洪護岸的設(shè)計由原來的硬質(zhì)化護岸向軟質(zhì)化護岸轉(zhuǎn)變，即向生態(tài)護岸的轉(zhuǎn)變。

1? 功能要求之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的河流護岸工程主要功能有防治岸灘侵蝕、洪水決堤、漫溢以保障人類社會、經(jīng)濟和生命財產(chǎn)安全;保證河流的過流能力，通航能力等功能。一般多為采用漿砌石、混凝土等材料構(gòu)筑的硬質(zhì)化護岸。由于其硬質(zhì)化的特點，不能很好地承擔(dān)水流與陸地之間緩沖段的過渡功能，破壞了生物棲息地環(huán)境，弱化了生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整體性，影響河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低河流的納污、自凈能力，從而引起環(huán)境與水質(zhì)的惡化，進而威脅人類的健康生活。由于傳統(tǒng)護岸型式沿程固定，不會有較大的變化，河流棲息地幾乎不存在原有的多樣性，隨之降低了生物群落的多樣性，使河流及周邊逐漸失去生態(tài)性，破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的健康。

隨著人們對生態(tài)系統(tǒng)保護重視程度的提高以及最近提出的人與自然和諧發(fā)展的概念，生態(tài)護岸技術(shù)越來越受到關(guān)注，生態(tài)護岸不僅擁有傳統(tǒng)護岸保持河岸穩(wěn)定，防止岸坡侵蝕的功能，還能較好地承擔(dān)陸地與河流地過渡段功能，且兼具景觀性、生態(tài)性、生物性和安全性、穩(wěn)定性、工程性、耐久性，在使水流結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定的同時，提升工程的環(huán)境生物效應(yīng)和防洪護岸效應(yīng)，以達到一種水體、土體、生物與工程的多方面有機結(jié)合，形成利于生物生長、環(huán)境自然代謝的自然結(jié)合狀態(tài)。

2? 設(shè)計依據(jù)之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的護岸工程以水力學(xué)最佳水力半徑的理論為基礎(chǔ)，依據(jù)的兩個原則是：（1）在相同的流量下，達到最經(jīng)濟的斷面。（2）在相同的斷面型式下，達到最大的流量。傳統(tǒng)護岸在結(jié)構(gòu)型式的選用上一般滿足斷面渠化和最小糙率這兩個要求，注重防洪固岸的功能性，很少考慮到河流的生態(tài)屬性，因此使河流的自然生態(tài)趨于不穩(wěn)，易遭破壞。

生態(tài)護岸則要在保證安全性[1]的基礎(chǔ)上，提出了以下3個方面更高的要求：（1）生物性[2-3]，本土的原生動植物在工程的前中后期均能保持原有的生活狀態(tài)，棲息地沒有產(chǎn)生較大的變化，生物種類數(shù)量沒有產(chǎn)生明顯的降低趨勢。（2）親水性[4]，能滿足人們與水親近，與水接觸，觀看水景等要求，這一點主要要求在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面稍加注意，在護岸設(shè)計施工上設(shè)置生態(tài)岸灘、親水河堤等結(jié)構(gòu)即可。（3）景觀性[5]，護岸完工后能與能融入周圍的景觀環(huán)境中，不會令人感到突兀。

3? 建筑材料之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)護岸采用的主要建筑材料一般為：水泥、砂漿、石料、混凝土和瀝青等。這些硬質(zhì)化結(jié)構(gòu)材料缺乏親水性、景觀性，無法滿足人們回歸自然的追求。

生態(tài)型護岸按照天然材料（諸如植被、木材、石材）的使用情況分類，主要有以下3種類型[6-8]：（1）自然原型護岸。該種護岸主要是在護岸上直接種植草皮灌木等植被（有時會在植被上設(shè)置加固材料，如柵格狀混凝土塊或土工織物等），以保持河道堤岸的自然特性。（2）自然型護岸。該種護岸采用的人工材料較多，在種植植被中鑲嵌石材木材等材料，使護岸型式布置更為合理，以增強堤岸抗洪能力，岸坡抗沖能力。（3）多自然型護岸。在自然型護岸的基礎(chǔ)上，再利用鋼筋混凝土等材料進行加固，適用于對抗洪能力要求較高的河流護岸上。

可以認(rèn)為，護岸對防洪、抗沖等的要求越高，人工材料的使用量相對就越多。使用天然材料有以下優(yōu)點：（1）工程造價較低。（2）提升現(xiàn)場環(huán)境效應(yīng)。正是看重對天然材料的應(yīng)用和開發(fā)組合使得護岸從“傳統(tǒng)型”走向“生態(tài)型”，由“硬質(zhì)化”走向“軟質(zhì)化”。

4? 水流特性之轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)護坡大多以河床為基礎(chǔ)，砌筑剛性材質(zhì)的擋墻，縮減了天然河流的過水?dāng)嗝妫绷藦澢拥赖淖匀恍螒B(tài)，增大了斷面水流流速，反而造成河道水位的抬高，增加了洪災(zāi)的發(fā)生可能。河流本身所具有的泄洪功能遭到破壞后，只會加劇洪澇災(zāi)害的發(fā)生頻率和強度。

生態(tài)護岸在滿足防洪要求的基礎(chǔ)上，重點砌筑透氣透水、生長植物的生態(tài)防護平臺，原來的河道體系不用被破壞，而且通過加寬河岸灘地，增大了過水?dāng)嗝婷娣e，分擔(dān)了主流負(fù)擔(dān)，降低了水流流速，不僅減少了洪災(zāi)的發(fā)生，而且為更多的水生生物營造了生存空間。栽種草皮、灌木等植被還能起到蓄洪、固土抗沖和美化景觀的功能。但由于植物為天然材料，其枝葉生長具有不均勻、狀況隨機和大小隨機等特點，因此護岸對水流的敏感程度較傳統(tǒng)護岸更高。草皮阻水特性受植被的生長狀況、水流條件影響。植被密度越大、植株發(fā)育的越粗壯、植被對護岸覆蓋成都越充分，其對水流的阻礙作用也越大。

傳統(tǒng)護坡向生態(tài)護坡轉(zhuǎn)變既是人們對自然的重新認(rèn)識和改造，也是今后繼續(xù)利用河流資源以及人類與環(huán)境和諧共存的有力保障。我們在看到生態(tài)護坡有利優(yōu)勢的同時，也必須充分考慮它對水流水力特性的新影響，尤其是灘地形態(tài)和植被的選取。在實際建設(shè)過程中，應(yīng)因地制宜根據(jù)河道的形態(tài)、植被種類和生長環(huán)境等因素做好前期研究。

參考文獻

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