河道生态护岸设计中的几个问题.docx

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河道生态护岸设计中的几个问题

熊治平

（武汉大学水利水电学院）

摘要：

文中首先指出了河道传统护岸工程存在的问题；其次，比较、分析了生态护岸与传统护岸两者的区别；最后，探讨、综述了河道生态护岸设计中的几个相关问题。

关键词：

河道生态护岸

一、河道传统护岸存在的问题

长期以来，传统的河道护岸工程往往局限于防洪、排涝、引水和航运等基本功能。

在护岸工程设计中，特别是城市河道，为了控制河势和确保河道的防洪安全，着力于运用块石、混凝土等硬质材料的结构设计，而很少考虑河道的生态、景观、休闲、娱乐等其他功能。

现行城市防洪工程设计规范，也未明确提出河道护岸的生态学要求，致使不少地方的河道，被人为渠化及对河岸的强行硬化。

这样一来，对河道和人类造成了诸多方面的负面影响。

主要有：

（1）对生态环境的影响

河岸衬砌硬化之后，原始河岸面目全非，土体与水体的关系相割裂，隔断了河道水域中的生物、微生物与陆域的接触，并引起其自然生存环境恶化,河流的天然自净能力因此下降。

同时，硬化型河岸使得水生植物无法生长，各种水生动物也因生存环境改变而无法生存，整个生态系统的食物链因硬化河岸而断开，河流生态廊道的作用因此失去，河流生态系统的整体平衡遭到破坏，并由此诱发严重的生态环境问题。

（2）对人类生活环境的影响

河道两岸修筑防洪堤岸并实施硬化护坡之后，河流基本失去了其原生态功能，河流从前的滨水环境发生了改变，人与河流原本的和谐关系被破坏，人们失去了往昔那种自然野趣的亲水、休闲和娱乐场所，继而对人们的身心健康和精神生活带来一定影响。

（3）对自然景观的影响

河流本是自然界一道靓丽的风景。

特别是城市河道，其景观效果更是一座城市的历史、文化、资源、财富和文明程度的象征。

按传统方法整治后的河道，河槽渠化，河岸硬化，边界整齐，走向笔直，虽具现代气息，但它与现代人追求回归自然，以及与自然和谐相处的景观需求和心理期待完全相背。

人们放眼望见那灰白色的河道两岸，巳经难以找寻昔日赏心悦目的河流景象。

二、生态护岸与传统护岸的区别

所谓河道生态护岸，我们认为，应是指以治河工程学为基础，融生物学、生态学、环境学、园林学和景观学等学科为一体的新型河道护岸技术。

生态护岸与传统护岸都属治河防洪工程。

区别在于：

从设计理念上讲，传统护岸强调的是“兴利除害”，尤其是防洪安全这一基本功能；而生态型护岸，则除重点考虑堤岸安全性之外，还须重视人与自然和谐相处和生态环境建设，即还要考虑亲水、休闲、娱乐、景观和生态等其他功能。

从河道形态讲，传统护岸规划的河道，岸线平行，岸坡硬化，断面形态规则，断面尺度沿程不变；而生态型护岸，岸线蜿蜒自如，岸坡近天然态，断面形态具有多样性、自然性和生态性。

从所用材料看，传统护岸工程主要采用抛石、砌石、混凝土块、现浇混凝土、铰链混凝土排及土工模袋等硬质材料；而生态型护岸，所用材料一般为天然石、木材、植物、多孔渗透性混凝土及土工材料等。

从设计施工看，传统护岸工程的设计施工比较规范，但工程完建后一般需要在岁修中填残补遗，后期管理维护工作不容忽视；而生态型护岸，其设计施工方法因河因地各异，现阶段尚无成熟的设计施工技术规范，但相对传统护岸说来，其长期管理维护的工作相对要轻些。

从工程效果看，传统护岸工程完建后，生态环境往往变恶化，尤其在人口高密区，工程措施往往不能满足生态环境和景观的要求；而生态型护岸，生态环境得以改善，与常规的抛石、混凝土等硬质护岸结构相比，外观更接近自然态，因而更能满足生态和环境要求。

综上看来，可以认为，生态型护岸是传统型护岸的改进,是治河工程学科发展到相对高级阶段的产物，是现代人渴求与自然和谐相处的需要。

生态型护岸既源于传统型护岸，也有别于传统型护岸，它是护岸工程技术发展与进步的必然结果。

随着社会生态环保理念的深入，人们将不断地提高对护岸工程生态环境效益的要求，因而传统型护岸必然要向着生态型护岸方向发展。

三、河道生态护岸设计中的几个问题

1.设计原则

（1）符合工程设计技术要求

生态护岸是护岸工程的一种形式。

它首先须满足工程的稳定性与安全性要求，在此前提下，兼顾生态环境效益与其他效益，切不可轻重倒置。

因此，应符合工程设计的相关技术要求。

在满足护岸工程稳定与安全的前提下，尽量减少其人为改造，以保持天然河岸蜿蜒柔顺的岸线特点，以及拥有可渗透性的自然河岸基底，以确保河岸土体与河流水体之间的水分交换和自动调节功能。

（2）满足生态环境修复需要

河流及其周边环境本是一个相对和谐的生态系统。

在河流生态系统中，食物链关系相当复杂，水和泥沙是滩岸和河道内各种生物生存的基础。

按传统护岸方法，河岸被衬砌、硬化之后，阻隔了河流与滩岸植物的水气循环，造成了整个河流生态系统的破坏。

生态护岸把河水、河岸、河滩植被连为一体，构成一个完整的河流生态系统。

生态护岸的岸坡植被，可为鱼类等水生动物和两栖动物提供觅食、栖息和避难的场所。

在生态护岸设计时，应通过水文分析确定水位变幅，选择适合当地生长的、耐淹、成活率高和易于管理的植物物种。

为了恢复和保持河流及其周边环境的生物多样性，生态护岸应尽量采用天然材料，避免含有大量添加剂的对水质、水环境有不利影响的材料，尽量减少不必要的硬质工程。

此外，在岸坡上设置多孔质构造，为水生生物创造安全适宜的生存与生长空间。

（3）体现人水和谐理念

生态型河道应是亲水型河道。

因此，营造人水和谐的河流环境，必须考虑市民的亲水要求。

可设计修建格式多样、高低错落、水陆交融的石阶、栈桥、长廊、亭榭等亲水平台，使城市河流成为人们亲近自然、享受自然的好去处。

（4）构建自然与美学结合的水景观

城市生态河道建设中的水景观设计，要遵循城市历史文脉，并与提升城市品味和回归自然相结合。

河流滩岸的景观效果，应按照自然与美学相结合的原则，进行河道形态与断面的规划设计，避免防洪工程建设的园林化倾向。

（5）因地制宜，就地取材，节省投资。

城市生态河道建设，通常是以防洪为主的综合治理工程，其效益不仅体现在防洪安全上，还要体现在社会公益性上。

规划建设时，要妥善协调好各有关方面的矛盾，处理好投资与利益的关系。

注意就地取材，尽可能利用原有和当地材料，节省土地资源，保护不可再生资源，降低工程造价，减少管理维护费用。

2.设计内容

河道生态护岸设计的内容，应因河因地而异。

一般应包括以下方面：

自然生态环境设计：

如扩大水面和绿地面积，设置不同生物的生长区域，营造景观生境，采取水质、水环境保护措施等。

滨水景观设计：

设置各种建筑物以构造滨水景观，并与周围环境相和谐。

从景观学角度讲，滨水景观应具有一定的连续性、多样性、通透性和自然性。

亲水措施设计：

如河流近岸的平台、石阶、栈桥、泳池、绿地等。

孔隙结构设计：

自然界中几乎所有的高级生物都是依赖于孔隙、洞穴、屏蔽等区域而生息。

因此，构造孔隙结构河岸，能很好的保护和促进河道生态系统发展。

在河岸结构设计中，通常选用圆木、卵石或其它天然材料，构造适宜生物生存的水下岸壁孔隙环境。

3.技术措施

生态护岸是年轻的河道护岸工程技术。

近些年来，随着科学技术的快速发展，许多新技术、新材料被用于国内外河道生态护岸中。

主要有以下措施。

（1）固土植物护坡

即利用根系发达的植物进行固土护坡，既可起到防止水土流失作用，又可以满足生态环境修复需要，同时还可以人造景观。

（2）网石笼结构生态护岸

网石笼结构生态护岸，可以构造铁丝网与碎石复合种植基。

即由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植土组成。

在河道护坡中，一般应选用耐锈蚀的喷塑铁丝网笼。

（3）土工材料复合种植枝术

该项枝术又分：

土工网复合植被，土工网垫固土种植基，土工格栅固土种植基，土工单元固土种植基等技术。

其中，土工网复合植被枝术，又称草皮加筋技术。

土工网垫固土种植基，主要由网垫和种植土、草籽等组成。

网垫质地疏松、柔韧，有合适的空间，可充填土壤和沙粒。

植物的根系可以穿过网孔生长，长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。

土工格栅固土种植基，是利用土工格栅进行土体加固，并在边坡上植草固土。

土工单元固土种植基，是利用聚丙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状的网片整体，在蜂窝状单元中填土植草,起固土护坡作用。

（4）植被型生态混凝土护坡

植被型生态混凝土亦称绿化混凝土，由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。

在城市河道护坡结构中，可利用生态混凝土预制块进行铺设，或直接作为护坡结构，既实现了混凝土护坡，又能在坡上种植花草，美化环境，使江河防洪与城市绿化完美结合。

（5）水泥生态种植基

水泥生态种植基，是由固体、液体和气体三相组成的具有一定强度的多孔性材料。

固体物质包括适合于植被生长的土壤、肥料、有机质及由低碱性的水泥、河砂组成的胶结材料等。

在种植基固体物质间，由稻草、秸秆等成孔材料形成孔隙，以便为植物提供充足的水分和空气。

在种植基内还可填充保水剂，保持植物在日照下能很好生长。

（6）多孔质结构护岸

所谓多孔质护岸，是指用自然石、混凝土预制件等材料，构成的带有孔状的适合动植物生存的护岸结构形式。

其施工简单，不仅能抗冲刷，还为动植物生长提供有利条件，此外还可净化水质。

这种型式的护岸，可同时兼顾生态型护岸和景观型护岸的要求。

（7）自然型护岸

自然型护岸，即以天然的植被、原石、木材等材料来替代混凝土护岸，尽量创造接近自然型的河道。

在日本和台湾，这种河道治理方法称之为“近自然工法”和“生态工法”。

自然型护岸工程的型式，可分为自然原型型、自然型和多自然型三种：

自然原型型护岸，只种植被保护河岸，以保持河流的原生态特性，但这种型式的护岸，抵抗洪水的能力较差。

自然型护岸，除种植植被外，还采用石材、木材等天然材料，以增强护岸工程的抗洪能力。

多自然型护岸，即在自然型护岸的基础上，再巧妙地使用混凝土、钢筋混凝土等硬质材料，既不改河岸的自然特性，又确保了护岸工程的稳定性。

参考文献

［1］季永兴刘水芹张勇，城市河道整治中生态型护坡结构探讨，水土保持研究，2001年第8卷第4期。

［2］陈明曦,陈芳清,刘德富应用景观生态学原理构建城市河道生态护岸，长江流域资源与环境，2007年第16卷第1期。

［3］许士国、高永敏、刘盈斐编著，《现代河道规划设计与治理》，中国水利水电出版社，2006年3月。

［4］王新军罗继润，城市河道综合整治中生态护岸建设初探，复旦学报（自然科学版），2006年第1期，第45卷。

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水利部中国水利技术信息中心，首届全国河道治理与生态修复技术研讨会,《中国河道治理与生态修复技术专刊》，2009.5

 *原载武汉大学学报（工学版增刊）2009.9