水利工程中堤岸灘涂生態修復施工技術探討

宋泳輝，陳小馬

（中交四航局第二工程有限公司，廣州 510000）

1 工程概況

本文依托廣州本市區內的某景觀海岸線修復工程展開專業分析。項目在南沙核心灣區水域和周邊岸線打造現代化的生活休閑空間、構建獨具嶺南特色的水利工程項目，可有效改善當地水利工程較為單一性的短板現狀，構建品質出眾的工程亮點。整個工程建設過程中嚴格參照《靈山島尖控規修編》的要求，在濱海岸線打造生態化堤岸，借助生態策略實現防洪消浪的效果，最大程度上提升周邊的生態環境。

2 水利工程堤岸生態修復技術

區別于常規的陸域工程，灘涂海岸線生態修復施工具備特定的施工難度，其受限于海岸線周邊水流沖刷強弱程度不一等因素，可分為低、中、高3 種堤岸類型，不同類別程度的堤岸修復需要技術人員根據現場的實際情況采取相應的措施處理，如植物法、石材混用法或木材+混凝土相結合的作業方式[1]。筆者結合自身多年實踐經驗，就常見的灘涂堤岸生態修復方式逐一展開論述。

1）椰子纖維捆堤岸。作為從椰子外殼中提取的一種天然纖維，椰子纖維除了用于地板墊、門墊、刷子及床墊等產品之外，近年來也被相關專業人士進行深層次的開發及制作，廣泛運用在室內裝潢填充、袋裝和園藝等施工項目中。基于椰子纖維自身不下沉、彈性佳等優勢，在具體的灘涂堤岸生態修復作業中，施工人員可將能用的椰子纖維借助統一的硬質織物予以捆綁制作成圓筒形狀，同時確保每個圓筒的直徑與長度分別控制在30 cm 與600 cm，通過釘木樁的方式將其固定在海岸線的坡腳處，為達到更好的修復效果，可使其綁定高度與水位線齊平，以實現過濾泥沙和保護堤岸的終極目的。

2）活樁堤岸。區別于上述方法，活樁修復是借助一定的樹木植被來實現堤岸修復的最終目的。采用生命力旺盛的柳樹，將其切入固定的土壤中，待其遇土壤成為一個整體后便可用于堤岸的生態修復。遇沖刷程度較弱的情況下，該活樁還可降低堤岸的滑坡與坍塌現象，起到一定的保護作用。

3）活枝條捆堤岸。與活樁修復方式相似，該方法是將具備一定生命力的樹枝條進行捆綁成形，并將其置身于特定的溝槽中借助木樁予以固定，隨后展開回填并壓實，增強土壤自身的土質，減少侵蝕。

4）活樁枝條堤岸。該方法操作簡單且成本較低，多被施工人員用于深度和寬度在1.5 m 以下的坍塌地段。借助樹木原有的大旁枝條，以分層的形式在岸線周邊鋪設，隨之借助可移動的木樁予以固定，最后回填壓實。

5）灌木壓條堤岸。該方法是借助生命力旺盛的樹木枝條，順著海岸線以水平分層的形式展開布置。其應用特點是：樹根與枝干同時移植在對應的土壤當中，以此增強土壤自身的土質用以減少海岸線被沖刷的侵蝕現象，起到過濾沉積物的作用。

6）植被土工格布堤岸。作為生態修復的一種方式，土工格布常與樹木枝條一起包裹在特定的土壤當中，類似于灌木法，施工環境必須在低水流狀態下才可完成。其用來加固坡度較陡（1∶1 以上）的堤岸，修復遭到嚴重侵蝕的堤岸，過濾沉積物，也可起到加固堤岸的效果。

7）灌木沉床堤岸。與灌木壓條和活樁枝條方式類似，該方法借助灌木成樁的優勢來實現堤岸的生態修復作業。其應用特點是：可快速保護堤岸，但強度不高；適合于坡度小于1∶1 的堤岸；發生洪澇時可過濾沉積物；可迅速恢復水系的生態系統。

8）原木和根墊堤岸。該方法非常適用于岸線弧度大且水流平緩的堤岸生態修復；采用不同的原木和樹根材質，借助大塊石或專用混凝土砌塊將兩者在岸邊予以固定，為后續的自然生物打造生存環境。同時該修復技術應與其他生態技術結合使用，以豐富原有水系生物的種類。

9）活柵欄墻堤岸。作為圍欄的一種，柵欄墻體可用竹子、鐵條、木條或其他物品做成籬笆形狀，用以穩固和增強所在地的土壤情況。此次堤岸修復中，施工人員選用的活柵欄墻原料為木條的骨架，并在下面擱置一定量的土壤予以壓實處理，在岸邊形成一道堅實的活柵欄堤岸墻體，遇水流沖刷強度大情況時，可對岸邊起到保護作用；該方法施工復雜，造價較高。

10）固定栽植堤岸。選擇合適的植被，將其根部栽入固定的土壤中，借助塊石予以堆積并預留一定的孔位，再將其通過孔位扎入土壤中。其應用特點是：固定栽植的植被成活后，其樹根與土壤會形成一個整體，樹根牢固的同時還可美化堤岸的生態環境，添加一定的自然屬性，引來更多的生物在岸邊棲息，有利于海岸線整體的生態建設；可以迅速修復并保護受到侵蝕的堤岸；施工簡單，可廣泛應用。

3 工程實例探討

3.1 堤岸生態修復創新技術

在我國南方地區，多半城市地域處于山嶺地貌，水利堤岸項目的原始坡面也為人工堆砌的大石坡，與既有路面的垂直度較為明顯，安全性能一般且易出現滑坡及坍塌等災害現象。上文提及的廣州南沙新區明珠灣區海岸與濱海景觀帶建設項目，原堤岸坡面和周圍環境狀況如下：原先的大多數坡面均為漿砌石護坡，這樣的土質不利于植被生長；堤岸的兩側邊坡垂直度較為明顯，部分邊坡角度＞50°；在原坡面中，污水能直接順著坡面流入河流中。

基于此，本項目結合河道岸坡所處位置和特征以及目前常見的生態修復技術，并在其基礎上專門研究了一種適合本地岸坡生態修復的創新技術。

生態修復創新技術制定原則：

1）應確保生態修復完成后，河道仍具備原有的過水能力；

2）對原有的堤岸坡面進行修復，先在其表層鋪設種植材料，所選用種植材料應具備抗沖刷性能，且保證坡面具備黏結力；

3）栽種的植被最好選擇與地質環境相符合的類型，可達到修復優化的終極目的；

4）在對岸坡消落帶進行修復時，重視防水浪沖擊和魚巢安設的效果，嚴格挑選種植在消落帶的植被；

5）保證生態修復后的堤岸具備消減性能，能夠在一定程度上阻擋來自堤頂上的污水。

本項目堤岸修復創新技術：

1）考慮到不同堤岸呈現的邊坡形態有所差異，將整個邊坡分成消落帶、垂直面、斜坡面三大部分進行處理。

2）修復堤岸消落帶區域時，由于岸坡覆蓋在表面的種植材料極有可能被沖刷走，同時為穩固河道邊坡，減少水流沖刷，本項目專門設計了多孔生態混凝土瓶孔磚，瓶孔磚內預留孔洞中填入種植土，用于培植水生植物，詳見圖1。為了提升箱體的固土效果，瓶孔磚底部開口向上形成上小下大的“梯形開口”；同時為了盡可能減少混凝土外露，適當放大箱體頂部的開口大小，令梯形孔呈“水壺”狀；底部及兩側開孔，箱體間、箱體與基底形成連接通道，以便植被的健康生長；瓶孔磚單塊質量不小于100 kg，并經水動力驗算。瓶孔磚安設主要施工工序：多孔生態混凝土瓶孔磚預制→場平灘涂至設計底標高→多孔生態混凝土瓶孔磚運輸及最后的吊裝、土壤回填以及種植作業。

圖1 堤岸生態修復中混凝土多孔布設實景圖

3）修復垂直面坡時，使用水泥、腐殖質等作為施工材料，用植被混凝土護面進行施工；待噴播結束后在垂直面上種植藤本植被。

4）針對垂直度大于50°或明顯的斜坡面，施工人員要以客觀條件為基礎，在不破壞原有坡面結構的情況下，展開適當的打孔作業，并在看見底部土層時予以停止，目的是加強土壤本身與植被之間的水分和營養交換，便于坡面的長久穩定。

3.2 階段性成果及預期目標

廣州南沙新區明珠灣區海岸與濱海景觀帶建設項目在堤岸生態修復后，已取得了很好的效果（見表1），這對堤岸周邊的氣候環境、空氣指數以及生態現狀都有較強的改善作用。

表1 生態修復指標評價表

1）調節周圍環境氣候：被修復過后的海岸線空間結構出現了明顯變化，與之前的砌石形態相比對環境濕度和溫差的控制更為便捷。特別是在溫度較高的夏天，若使用的是原始的漿砌石堤岸，其溫度往往達到38 ℃以上，修復后測量可得坡面溫度只維持在24 ℃。

2）起到凈化空氣的效果：由于修復之后的堤岸上覆蓋了大量植被，可對周邊不同的有害氣體進行化學反應并分解，起到一定的凈化效果，變廢為寶。

3）提高了堤岸的截污性能：修復之后的生態堤岸表面覆蓋了大量植被，能夠在很大程度上阻擋從堤頂沖擊而來的污水。

4）能夠加速水生植物的繁衍速度：雖然施工過程中并未精準計算河流中原有的水生生物種類，但如今的生態堤岸具備較高的環保效益，加之其能夠在一定程度上阻擋掉其他地方污水的涌入，為水生生物提供了健康的生存環境。不僅如此，本項目消落帶多孔生態混凝土瓶孔磚構建的孔洞同樣能夠給魚蝦等水生生物提供棲息之處。

修復前生態指標標記為△，修復后生態指標標記為☆。可以查出河流生態修復前生物質量、物理化學、空氣質量3 項要素均為“差”，水文、河流地貌2 項要素均為“劣”。修復后生物質量、物理化學、空氣質量3 項要素均為“優”，水文、河流地貌等2 項要素為“良”和“中”。說明廣州南沙新區明珠灣區海岸與濱海景觀帶建設項目堤岸灘涂生態修復效果較好。

4 結語

在社會經濟不斷進步的同時，人們對良好生活品質的追求越發強烈，因此，更需要盡快完善水利工程的各項功能，不僅需要具備防洪、排澇等功能，還要具備調整氣候、生態環保等作用，正因如此，目前水利工程堤岸生態修復技術已得到越來越多專業機構組織的關注。廣州南沙新區明珠灣區海岸與濱海景觀帶建設項目堤岸生態修復采取的創新技術科學有效，且施工操作方法便捷，工程經濟效益高，闡述的工藝及方法可為同類工程做指導。