隨著水生態(tài)文明城市建設步伐的加快和人們對自然環(huán)境保護意識的增強，河道治理中傳統(tǒng)的護坡技術所存在的弊端日趨顯露，對河流水生態(tài)功能與社會服務功能的提升產生嚴重的制約。因此，綜合考慮生態(tài)環(huán)境、人文景觀和形態(tài)布局的河道生態(tài)治理逐漸引起工程技術人員的關注。當前，我國部分河道治理中生態(tài)護坡技術得以充分地應用，將傳統(tǒng)的人工材料與林草植被相結合用于河道治理的案例較多[1-4]。例如，紹興市通過大規(guī)模綜合治理河流水系，以“水清、景美、岸綠、流暢”河流為現(xiàn)代化水系建設目標，在水生態(tài)保護與現(xiàn)代化水系建設方面取得了明顯的成效;上海浦東區(qū)河道治理項目將生態(tài)理念滲透至工程管理、施工、設計等每個環(huán)節(jié)，遵循因地制宜、生態(tài)治水的原則，對河道水系實行水邊栽植物、多樣化水流、河岸與邊坡種植林草等護岸形式，為重塑江南水鄉(xiāng)風光和生態(tài)文明建設注入了新的活力;成都府南河整治項目將文化、生態(tài)、綠化、交通、排水、防洪融為一體，取得了巨大的經濟、環(huán)保和社會效益。近年來，人們對河道景觀、自然環(huán)境、水文化等要求越來越高，傳統(tǒng)的防洪、排澇治理理念逐漸轉變?yōu)榘踩�、舒適、優(yōu)美型近自然水環(huán)境觀念。

　　1河道治理生態(tài)護坡技術

　　1.1傳統(tǒng)的護坡技術

　　傳統(tǒng)的河道護坡技術比較注重河流的排水能力，一般利用流水的排導功能沖刷攜帶污染物，采用混凝土或漿砌石改建河道護坡形式，以達到加固穩(wěn)定岸坡及保持河道順暢的效果。通過硬化處理可以提升河道水流和岸坡的穩(wěn)定性，工程中常用的方式有兩種:其一，為確保水力沖刷下岸坡不發(fā)生傾覆對邊坡澆筑混凝土;其二，為保護岸坡穩(wěn)定性利用石材的強固化作用，將人工石材漿砌至坡體之上[5]。

　　1.2生態(tài)護坡技術

　　河道生態(tài)治理為提升水資源承載力與恢復水生態(tài)環(huán)境的有效方法，為建設濱河宜居城市、打造綠色生態(tài)河流及推動水生態(tài)文明發(fā)展的根本途徑[6]。將生態(tài)植物材料與工程措施相結合或者利用生態(tài)型的植物，來保證河流沖刷時岸坡穩(wěn)定性及完整性，這也是實施生態(tài)護坡的關鍵。生態(tài)學、水力學、水土保持學、水文地質學等為生態(tài)護坡技術的理論依據(jù)，通過實施植物與工程措施形成良性循環(huán)、綠色生態(tài)的護坡系統(tǒng)，最大限度地發(fā)揮生態(tài)工程自我修復、自我組織和自支撐功能達到邊坡生態(tài)修復、抗滑動、抗沖蝕目的，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、人類社會、河道治理與水資源的協(xié)調統(tǒng)一，減少洪澇災害與坡面水土流失，改善自然環(huán)境與小流域氣候的目標。因此，生態(tài)護坡工程屬于一個涉及動植物與微生物的綜合系統(tǒng)[7]。一般地，工程中比較常用的生態(tài)護坡技術主要包括:1)混凝土預制磚護岸:采用混凝土預制而成的一種存在大量連續(xù)空隙且具有抗壓強度的空心磚護坡，此種護岸模式的透水、透氣性較好，可以將草、灌植物播種至空隙內以形成近自然的生態(tài)護岸，從而達到凈化水質和保護堤岸不受侵蝕的目標。2)堤岸栽植植物防護技術:該技術可以改善河流水質和減少堤岸硬質感，營造的小氣候條件為河流水生植物的生長提供良好的條件，其主要做法是在河道底固定堆砌填裝種植土的編織袋，以供植物生長。3)石籠護岸:將種植土、碎石等裝入柳條、噴塑鐵絲網或鍍鋅籠內，結合植物碎石堆砌成砌體擋土墻或臺階狀護岸，由此增大河岸的生態(tài)性與穩(wěn)定性，對于塊石缺乏而沙子或碎石來源廣泛的區(qū)域，石籠護岸具有較強的適用性與可行性。4)石材-木樁復合型護岸:為保證護坡安全性與穩(wěn)定性于坡底實施生態(tài)混凝土護岸，同時為滿足水生植物生長創(chuàng)造較好的空間，將卵石或礫石放置于木樁框架內以防護坡面上部結構，此類生態(tài)護岸結構融合了凈水、景觀、親水等功能。

　　1.3生態(tài)護坡與傳統(tǒng)護坡的區(qū)別

　　傳統(tǒng)的硬質式護坡在增強岸坡穩(wěn)定性與河流行洪能力的同時，也會對水環(huán)境造成一定的破壞，且此種護坡的造價往往較高。采用硬質性護岸材料會改變河道的自然屬性，降低對地下水的補給及水陸系統(tǒng)的能量物質交流，對水生物種棲息環(huán)境產生破壞;此外，各類污染物因無法被硬化裸露的護岸過濾吸收，在徑流作用下被排入河道產生污染;河道裁彎取直將明顯增大水流速度，從而使得水力沖刷河底和河岸的能力大大增強[8]。河道治理工程存在的主要矛盾是行洪安全與生態(tài)需求，針對傳統(tǒng)護坡存在的不足生態(tài)護坡逐漸得到廣泛的應用。結合岸坡實際地質條件和不同的河道治理狀況，在創(chuàng)造良好生境條件及達到生態(tài)需求的情況下，生態(tài)護坡還可提升岸坡的抗沖與防洪能力。

　　2生態(tài)護坡技術的應用分析

　　大凌河某河段治理工程有一高坎岸坡，前期護坡設計選用了傳統(tǒng)護坡形式，該傳統(tǒng)的護岸模式對水生態(tài)環(huán)境產生一定的破壞，無法滿足人們對河道景觀、濕地生態(tài)和自然環(huán)境的要求。因此，施工方和設計方考慮將工程措施與自然植被相結合，合理設計生態(tài)護岸模式。

　　2.1生態(tài)砌塊擋墻護坡

　　RXP生態(tài)砌塊具有節(jié)約土地面積、操作方便和施工速度快等優(yōu)點，結合RXP生態(tài)砌塊的特點以及治理河段的地質條件，考慮到C25混凝土已經澆筑至擋墻底部，所以可繼續(xù)澆筑成厚10cm、寬60cm的基礎。然后選用RXP280-10型主砌塊、RXP300-100型生態(tài)砌塊分別對頂層與中間層、基礎層處理，并將土工格柵鋪墊至擋墻背后坡面，為增強巖土體之間的摩擦力利用單項聚丙烯土格柵作為施工用土工格柵，逐步壓實過程中應確保此處壓實度超過90%。此外，為了能夠播種植物種子保持砌塊之間的縫隙寬度為80mm，同時為微生物創(chuàng)造了良好的生存空間。最后，采用C20混凝土對擋墻頂澆筑成寬2m、厚10cm的結構。2.1.1穩(wěn)定性分析設計完成生態(tài)護坡方案后，為更好的分析其穩(wěn)定性采用ANSYS建模仿真運算。將計算網格劃分為2215個單元，節(jié)點數(shù)共有4670個，應變變形單元體由四邊形八節(jié)點構成。充分考慮河道治理工程相關資料合理設定邊界條件，水流水平方向的靜水壓力作為左、右邊界的約束條件，自由邊界為河道上部，岸坡底面為完全約束。合理劃分幾何模型網格后計算岸坡的穩(wěn)定性，結果發(fā)現(xiàn)坡腳處為引起岸坡失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，其穩(wěn)定性系數(shù)Fs=2.0符合工程設計要求。2.1.2生態(tài)協(xié)調性分析RXP砌塊擋墻設計預留了一定的聯(lián)通縫隙，擋墻上下砌塊之間的縫隙將進一步打通河岸的生態(tài)結構。連通狀態(tài)的水流有利于水下生物的自由活動，為水體植物的生長和微生物之間的交流傳輸創(chuàng)造了良好的空間，有助于維持水系統(tǒng)的良性循環(huán)。為遏制岸坡水土流失及美化生態(tài)環(huán)境，可以將適宜的植物栽植于RXP生態(tài)砌墻坡面處，植物的生長有助于提高岸坡的穩(wěn)定性。協(xié)調使用人工燈光美化和植物體措施，將形成一個具有自然人文景觀、光影、美麗的旅游休閑場所。2.1.3成本分析每平方米的造價按照工程實際成本來換算，并且折合生態(tài)砌塊擋墻護坡的輔助性費用及機械費，該方案的最終的造價為782.57元/m2。

　　2.2林草植被護坡

　　針對河道治理中的高坎邊坡，遵循自然和諧、人水相親、宜寬則寬、易彎則彎的原則設計成植物護坡方案。為保證河流的防洪安全，岸坡上栽植固土能力強且生命力旺盛的喬木或灌木，如銀杏、水杉和楊柳等;岸坡濕地區(qū)和淺水區(qū)應盡可能選取濕生植物，結合生態(tài)學知識和土壤的物理性質可供選取的植物類型有扁干草、水蔥、香蒲、菖蒲、白蠟樹、國槐等。設計樁基礎以增強坡腳的抗沖刷能力，排樁間距5cm，樁直徑15cm，其施工工藝是將木樁打入坡腳以增大其強度，然后采用木材橫向放置于木樁上方，按照不同的景觀要求可以將木欄設計成各種形狀。為進一步加固坡腳還可在圍欄后回填土料或堆積石料，將草坪植物種植于圍欄以上坡面，同時配備木質臺階以實現(xiàn)多目標的協(xié)調統(tǒng)一，營造良好的環(huán)境滿足水生動植物和微生物的生存[9]。2.2.1穩(wěn)定性分析岸坡面和坡頂處交錯布置植物帶，選取的草本植物應具有發(fā)育完善的根系和快速生長的能力，以確保坡面土壤不被侵蝕為原則選取合適的喬灌植物。充分發(fā)揮植物截留雨水的功能，減少坡面的水土流失量，通過植被固土和留住水分降低水流對岸坡的沖刷。植物護坡設計方案選用樁基護腳，因此增強了坡腳的抗沖刷能力，確保了河岸的生態(tài)性和穩(wěn)定性[10]。2.2.2生態(tài)協(xié)調性分析植物護坡技術能夠有效截留水分、涵養(yǎng)水源，有利于促進植物水分吸收和岸坡的生態(tài)協(xié)調性。這種方法具有改善生態(tài)環(huán)境和河流水質，以及增強水體自凈能力與抗沖刷的優(yōu)點，此外岸坡栽植的植物還具有慣性，為動植物的生長、繁衍提供良好的空間，從而實現(xiàn)環(huán)境景觀美化與水質凈化、防洪治理、生態(tài)修復的有機統(tǒng)一，創(chuàng)造人水和諧、周邊環(huán)境與河道景觀有機相容的自然生態(tài)場所[11]。2.2.3造價分析單位面積的養(yǎng)護費、人工費和材料費為構成林草植被護坡的主要成本，此方案的綜合成本為142.525元/m2。

　　3結論

　　生態(tài)護坡技術為河道治理領域一個長期研究的熱點問題，應綜合考慮生物和工程措施，增強河流的自然景觀效果，最終打造出水環(huán)境改善、自然景觀和諧的生態(tài)型河流。通過對比分析傳統(tǒng)護坡與生態(tài)護坡技術，合理設計了植被護坡和生態(tài)砌塊擋墻護坡方案，從岸坡穩(wěn)定性、生態(tài)協(xié)調性和成本造價等方面分析了設計方案的優(yōu)勢。結果發(fā)現(xiàn)，生態(tài)護坡的成本較低、穩(wěn)定性好且人文景觀性強，可為其他河道生態(tài)治理提供參考。

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　　《生態(tài)護坡技術在河道治理的應用》來源：《水土保持應用技術》，作者：黃廣玲