河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

王永紅

（甘肅省平?jīng)鍪袥芎雍J河干流水利服務(wù)中心 甘肅 平?jīng)?744000）

近年來，在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展過程中，為了滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，河流流域被過度開發(fā)或破壞，導(dǎo)致河道整體功能的多樣性和復(fù)雜性逐漸衰減。同時(shí)，傳統(tǒng)的河道治理工程措施，如砌石類護(hù)坡、護(hù)面墻護(hù)坡、框格護(hù)坡等，多應(yīng)用混凝土、水泥、石料等硬性材料將河岸表面封閉起來，雖大幅度提高了邊坡的穩(wěn)定性，在防洪排澇和遏制水土流失方面的效果較顯著，但大面積的剛性護(hù)砌面阻斷了水體與土壤之間的物質(zhì)交換，破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)，具有凈水功能的水生生物也失去了其賴以生存的環(huán)境，導(dǎo)致河道自凈功能弱化，水質(zhì)惡化嚴(yán)重，“熱島效應(yīng)”進(jìn)一步加劇了水生態(tài)環(huán)境的惡化。因此，河道治理過程中，須加強(qiáng)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用。

1 生態(tài)護(hù)坡概述

1.1 生態(tài)護(hù)坡的概念與內(nèi)涵。生態(tài)護(hù)坡綜合應(yīng)用水土保持學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物科學(xué)等學(xué)科的基本原理，在確保河道邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，對(duì)河道邊坡進(jìn)行植物重建，形成新的植物群落，旨在防止水土流失、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、豐富河道生態(tài)系統(tǒng)的多樣性、完善水土與相關(guān)生物間的循環(huán)體系、提升河道的自我修復(fù)和自我凈化能力，兼具護(hù)坡功能和維護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)平衡的功能[1]。首先，生態(tài)護(hù)坡要滿足排澇泄洪、防止水土流失的要求；其次，生態(tài)護(hù)坡不僅要提高邊坡的穩(wěn)定性，還要實(shí)現(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，給坡面生物創(chuàng)造適宜的棲息環(huán)境，在提升河道自凈能力的基礎(chǔ)上，同時(shí)發(fā)揮河道的景觀文化功能和生態(tài)環(huán)境功能。

1.2 生態(tài)護(hù)坡的優(yōu)勢(shì)。一是改善水質(zhì)。生態(tài)護(hù)坡多以土工材料、多孔滲透性混凝土及植物為施工材料，能夠滯納和過濾地表徑流中的垃圾、污染物及懸浮固體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)河道水質(zhì)的改善和凈化。同時(shí)，生態(tài)護(hù)坡的透水性和透氣性均較好，保留了水土與生物之間的物質(zhì)和能量循環(huán)通道，維護(hù)了河道水體的自凈功能。二是調(diào)節(jié)水溫，維持水生態(tài)系統(tǒng)平衡。傳統(tǒng)護(hù)坡對(duì)光能的吸收率較高，導(dǎo)致河道水溫變化幅度較大，不利于各種對(duì)溫度敏感的動(dòng)植物及微生物的生存繁衍，破壞了原有的河道生態(tài)平衡。而生態(tài)護(hù)坡具有調(diào)節(jié)光能吸收和水溫變化的能力，最大限度地維持了河道原有動(dòng)植物及微生物的生存環(huán)境，有助于維持河道水生態(tài)系統(tǒng)平衡[2]。三是保護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。傳統(tǒng)護(hù)坡表面堅(jiān)硬光滑，加快了河道水流速度，加大了水流沖擊力，導(dǎo)致部分水生生物被水流沖走，河道中的生物種類減少，河道生態(tài)系統(tǒng)的多樣性被破壞。同時(shí)，傳統(tǒng)護(hù)坡過程中的橫斷面規(guī)則化和裁彎取直嚴(yán)重破壞了河床異質(zhì)性和各種生境組合。生態(tài)護(hù)坡最大限度地保留了河道的天然形態(tài)，基本維持了河道中原有的水流速度，為各種生物提供了必要的棲息環(huán)境，從而保護(hù)了河道生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。四是恢復(fù)了河道的綠色景觀。生態(tài)護(hù)坡與傳統(tǒng)護(hù)坡和綠化工程的最大區(qū)別在于，采取以河道生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)為主、人工維護(hù)為輔的技術(shù)手段，將受損河道生態(tài)環(huán)境修復(fù)到自然狀態(tài)，從而恢復(fù)了河道兩岸的綠色景觀。

1.3 生態(tài)護(hù)坡的功能。首先是護(hù)坡功能。護(hù)坡功能主要由邊坡上的植被實(shí)現(xiàn)，具體來說，河道生態(tài)護(hù)坡上的植被可調(diào)節(jié)地表水和地下水含量、優(yōu)化護(hù)坡水循環(huán)路徑，從而弱化了水流對(duì)岸坡的侵蝕和濺蝕，達(dá)到了保護(hù)岸坡的目的。其次是生態(tài)功能。生態(tài)護(hù)坡采用的材料具有高透水性，因此護(hù)坡界面也具有滲透性。豐水期，河道水資源向護(hù)坡的地下水層滲透儲(chǔ)存，可緩解或避免洪澇災(zāi)害；枯水期，護(hù)坡地下水通過反滲進(jìn)入河道，可補(bǔ)枯或調(diào)節(jié)河道水位[3]。與此同時(shí)，生態(tài)護(hù)坡上的植被不僅本身具有調(diào)蓄水分含量的功能，還可截留或降解地表徑流中的污染物，為營(yíng)造河道生物多樣性和人們親水環(huán)境創(chuàng)造了有利條件，成功化解了“硬化”和“綠化”間的矛盾。

2 生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用原則

2.1 穩(wěn)定性原則。河道安全是保障人類正常生產(chǎn)生活及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本要求，因此生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用須堅(jiān)持水力穩(wěn)定性原則，綜合考慮岸坡界面的物理結(jié)構(gòu)、生態(tài)能力、水源等綜合因素。實(shí)踐中導(dǎo)致岸坡不穩(wěn)定的因素主要有水流沖刷、侵蝕，岸坡表層土及深層土的滑動(dòng)等，應(yīng)高度重視。

2.2 生態(tài)原則。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用要最大限度地避免對(duì)原有河道生態(tài)系統(tǒng)的影響和破壞，保障動(dòng)植物生存環(huán)境的質(zhì)量。首先，要在尊重鄉(xiāng)土文化的基礎(chǔ)上，因地制宜地就地取材，確保生態(tài)護(hù)坡與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境相融合。其次，要保護(hù)好不可再生資源，提高能源及水土資源的使用效率。再次，要尊重自然界的生態(tài)過程，確保河道生態(tài)系統(tǒng)處于健康狀態(tài)。

3 常見的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

3.1 傳統(tǒng)植物生態(tài)護(hù)坡。傳統(tǒng)植物生態(tài)護(hù)坡利用坡面植物根系護(hù)坡固土，主要應(yīng)用于溪流小河，主要有人工種草護(hù)坡、平鋪草皮護(hù)坡和網(wǎng)格植草護(hù)坡等形式。為了在坡面上形成穩(wěn)定的植物群落，坡面植物以當(dāng)?shù)乜剐詮?qiáng)、綠化效果好、地上部分矮短、根系發(fā)達(dá)、易于養(yǎng)護(hù)的本土常年生或多年生植物為主[4]。需根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、立地條件、自然降水及植被生長(zhǎng)情況等科學(xué)采取澆水施肥、培土補(bǔ)植等養(yǎng)護(hù)管理措施。

3.2 框格生態(tài)混凝土護(hù)坡。框格生態(tài)混凝土護(hù)坡先在坡面上鋪設(shè)預(yù)制生態(tài)混凝土砌塊形成框格，然后在框格內(nèi)回填客土、種草，實(shí)現(xiàn)了護(hù)坡與綠化相結(jié)合。該護(hù)坡基于改善河道生態(tài)環(huán)境，重視水土資源和岸坡動(dòng)植物的相互涵養(yǎng)。生態(tài)混凝土的構(gòu)成包括多孔混凝土、保水劑、表層土和緩釋材料，其性能次于耕植土，但優(yōu)于普通混凝土，抗蝕耐沖性能高。框格生態(tài)混凝土護(hù)坡對(duì)混凝土的強(qiáng)度要求不高，但為了滿足植物根系生長(zhǎng)發(fā)育所需空間，需增大孔隙率，同時(shí)養(yǎng)料和土壤要充分分散于生態(tài)混凝土的空隙處，確保植物根系養(yǎng)分供應(yīng)充足。護(hù)坡結(jié)構(gòu)多采用網(wǎng)格式和地毯式，網(wǎng)格式用C25 混凝土預(yù)制六邊形空心護(hù)坡轉(zhuǎn)制成網(wǎng)格，地毯式直接用C25 混凝土預(yù)制框格，網(wǎng)格內(nèi)和框格內(nèi)均澆筑C7.5 大孔、無砂生態(tài)混凝土，并在其上種植綠化植被。生態(tài)混凝土工程建成后，其管護(hù)非常重要。首先，要定期監(jiān)測(cè)土壤含水率，土壤含水率不能滿足綠化植被的生長(zhǎng)所需時(shí)，需及時(shí)澆水[5～6]。其次，根據(jù)綠化植被的長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行適當(dāng)修剪，確保河道生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性。最后，綠化植被的根系未深入生態(tài)混凝土及下層土層之前，為了提高植被成活率和綠化效果，需合理施肥。