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摘? 要:本文綜合分析了采用石籠網(wǎng)、格賓網(wǎng)、雷諾護(hù)墊、鉛絲石籠網(wǎng)進(jìn)行河道生態(tài)護(hù)岸研究及發(fā)展趨勢，分析了城市原有河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)對環(huán)境水利和生態(tài)水利的影響，并在吸取國內(nèi)外有關(guān)城市河道整治和其他領(lǐng)域生態(tài)護(hù)坡經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對河道生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些思考和探討，供水利建設(shè)向環(huán)境水利和生態(tài)水利轉(zhuǎn)化提供參考。
20世紀(jì)90年代以來，隨著我國城市化進(jìn)程的加快，生態(tài)城市開始成為人們聚焦的一個熱點(diǎn)，而在生態(tài)城市建設(shè)進(jìn)程中，城市水環(huán)境綜合整治是其中重要內(nèi)容之一。水環(huán)境綜合治理包括了裁污、清淤、護(hù)岸、綠化等內(nèi)容，人們對水環(huán)境綜合治理的污水截流、清淤、底泥處理、兩岸綠化等方面的內(nèi)容做了不少研究，對河道的護(hù)岸形式在生態(tài)方面的研究也有了起步。
借鑒國外先進(jìn)的治水理念，改變傳統(tǒng)水利中片面強(qiáng)調(diào)防洪安全，對河道整治中的環(huán)境問題、景觀問題、生態(tài)問題等給予重視，這樣，河道兩岸生態(tài)建設(shè)的新理念便成為一種需求。本文將對河道生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)進(jìn)行一些思考和探討。
1?? 生態(tài)護(hù)岸的定義和作用
1.1 生態(tài)護(hù)岸的定義和特點(diǎn)
生態(tài)護(hù)岸是指恢復(fù)后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護(hù)岸。它擁有滲透性的自然河床與河岸基底，豐富的河流地貌，可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換河調(diào)節(jié)功能，同時具有一定的抗洪強(qiáng)度。
1.2 生態(tài)護(hù)岸的作用
（1）滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位
生態(tài)護(hù)岸采用自然材料，形成一種“可滲透性”的界面。豐水期，河水向堤岸外的地下水層滲透儲存，緩解洪災(zāi)；枯水期，地下水通過堤岸反滲入河，起著滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位的作用。另外，生態(tài)護(hù)岸上的大量植被也有涵蓄水分的作用。
（2）保護(hù)和建立豐富的生態(tài)系統(tǒng)
如果在河道中形成淺灘和深潭，把岸線也做成補(bǔ)規(guī)則的，即有寬有窄，使護(hù)岸有陡有緩，擴(kuò)大水面和綠地，與岸邊綠地、樹林之間形成水、綠網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)岸邊動植物棲息地的連續(xù)性，這樣，就可以營造出多種多樣的、豐富的環(huán)境條件，形成豐富、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。從而，河流的自凈作用也大幅度提高。
（3）形成優(yōu)美的風(fēng)景
生態(tài)護(hù)岸不僅可以與周圍環(huán)境形成相協(xié)調(diào)的河道景觀，而且可以通過保護(hù)和建立豐富的生態(tài)系統(tǒng)使河水清澈見底、魚蝦涸游、水草茂bv盛的自然生態(tài)景觀。
2?? 生態(tài)護(hù)岸的基本思想和發(fā)展趨勢
2.1 國內(nèi)河道護(hù)岸現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的河道護(hù)岸往往是首先在滿足河道防洪、排澇、蓄水等功能的前提下，著重于河道的漿砌塊石或混凝土材料方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很少去考慮河道與周邊歷史環(huán)境、社會環(huán)境、生態(tài)環(huán)境及人文環(huán)境的統(tǒng)一，所以往往治理后的河道與周圍的環(huán)境不相協(xié)調(diào)，而且河道的環(huán)境條件模式化，并使生物種類單一化，由此帶來的環(huán)境問題也相當(dāng)嚴(yán)重。
我國《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十個五年計(jì)劃》中提出，必須重視生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)，加強(qiáng)自然保護(hù)區(qū)和生態(tài)示范區(qū)建設(shè)，保護(hù)陸地和海洋生物的多樣性。人們在越來越注重城市環(huán)境和保護(hù)生物多樣性的同時，也開始注重水利工程的環(huán)境問題，在有些堤防和護(hù)岸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中開始注入環(huán)境水利的設(shè)計(jì)理念，如有些堤防護(hù)坡開始采用石籠網(wǎng)箱填充石料，在做護(hù)坡，利用石籠網(wǎng)箱內(nèi)填充的石頭之間的縫隙，可以讓雜草和其他植物很好的生長，依靠草皮良好的根系而使護(hù)坡具有一定的固土和抗沖能力，另外，在水土保持、防止坡地雨水沖蝕等方面也有一些應(yīng)用。但總體說來，生態(tài)護(hù)岸在水利工程中的應(yīng)用尚處于試驗(yàn)和研究階段。
2.2 生態(tài)護(hù)岸的基本思想和發(fā)展趨勢
從20世紀(jì)80年代后期開始，人們越來越關(guān)注與己休戚相關(guān)的環(huán)境問題。尤其是人口密集的城市，人們開始建造公園、公共綠地、整治河道水環(huán)境等來改善環(huán)境。生態(tài)護(hù)岸建設(shè)方法是目前比較流行的一種河道環(huán)境綜合整治的新方法，它把水邊作為多種生物棲息空間的核心，并把河流建設(shè)成盡量接近于自然的狀態(tài)，創(chuàng)造出具有豐富自然并富有魅力的水邊環(huán)境。
日本是生態(tài)設(shè)計(jì)用于水利工程的較好的國家，其10年前就開始提出“新水”的概念，并且在生態(tài)護(hù)岸方面做了實(shí)踐；荷蘭也正在規(guī)劃和建設(shè)21世紀(jì)的人與自然和諧相處的水環(huán)境。根據(jù)國外的實(shí)踐，河道生態(tài)護(hù)岸建設(shè)的基本思想和設(shè)計(jì)原則及其發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）自然環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)置：主要通過擴(kuò)大水面和綠地、設(shè)置生物的生長區(qū)域和水質(zhì)保護(hù)等實(shí)現(xiàn)；
（2）水邊景觀的設(shè)計(jì)：通過設(shè)置建筑物來保證與周圍環(huán)境的和諧以及保證水邊景觀的連續(xù)性、自然性；
（3）親水空間的設(shè)計(jì)：通過水邊的臺階、纜繩、綠地、亭臺等設(shè)施來實(shí)現(xiàn)；
（4）循環(huán)型空間的設(shè)計(jì)：采用石籠網(wǎng)箱、格賓網(wǎng)擋墻，在其里面填充石頭、砂子等天然材料的多孔性構(gòu)造，控制廢料的產(chǎn)生，盡量避免未來發(fā)生的處理問題及二次性環(huán)境污染問題。
3?? 原河道護(hù)岸形式及其對環(huán)境與生態(tài)的影響
3.1 原河道護(hù)岸形式
長期以來，人們比較注重河道本身的功能，如行洪、排澇等，因此河道斷面形式單一，走向筆直，河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)也比較堅(jiān)硬，其主要考慮的是河道的行洪速度、河道沖刷、水土保持等。因此，河道的護(hù)岸結(jié)構(gòu)主要采用漿砌石或干砌塊石護(hù)坡，現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡，預(yù)制混凝土塊體護(hù)坡，或現(xiàn)在比較流行的土工模袋混凝土護(hù)坡等結(jié)構(gòu)。
3.2 原結(jié)構(gòu)形式對環(huán)境與生態(tài)的影響
原有的河道護(hù)岸和護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式是在一定歷史條件形成的，它在約束水的行為，防止水土流失方面作出了較大成績，為廣大人民創(chuàng)造了一個相對安全的生活和發(fā)展空間．但是，其在對保護(hù)水的自然清潔和維持人與水環(huán)境的和諧方面影響較大。
（1）對景觀環(huán)境的影響
整齊劃一的河道斷面、筆直的河道走向，固然是一種景觀，但是它與現(xiàn)代人們追求的回歸自然的景觀需求不相一致。昔日的碧水漣漪、青草幽幽、白帆點(diǎn)點(diǎn)的景象被堅(jiān)硬的護(hù)坡和擋墻破壞得無影無蹤，這與現(xiàn)代城市對河道與周邊無論現(xiàn)代或古典的建筑藝術(shù)的協(xié)調(diào)要求相差甚遠(yuǎn)。而且一旦這些結(jié)構(gòu)遭到破壞以后，環(huán)境景觀就更差了。
（2）對人類生存環(huán)境的影響
我們暫且不說護(hù)坡及擋墻內(nèi)材料（包括堿化骨科）的水化反應(yīng)、炭化反應(yīng)及各種添加劑（如早強(qiáng)劑、抗凍劑、膨脹劑等）在水中發(fā)生反應(yīng)對水質(zhì)和水環(huán)境的影響，就是讓人們長期生活在這種灰色、生硬、沒有活性的混凝土河岸邊，人們的身心健康也會道到侵害。在這種結(jié)構(gòu)保護(hù)下的河道失去了河道原有的水邊環(huán)境和水環(huán)境的功能，人們失去了娛樂、休閑和親水的好去處，城市也因之失去了靈氣和精神。所以說，原有的護(hù)岸及護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式對人類的生存環(huán)境造成了較大的影響。
（3）對生態(tài)環(huán)境的影響
原有的護(hù)岸和護(hù)坡結(jié)構(gòu)對河道坡面采取了封閉的形式，河道中的生物和微生物失去了賴以生存的環(huán)境，很難生存下去，因此河道的自凈能力道到了破壞。同時各種水生植物也難以在堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)坡面上生長，各種水生動物也因失去了生存環(huán)境而無法生存。整個生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈就因一層堅(jiān)硬的護(hù)坡結(jié)構(gòu)而斷開，生態(tài)環(huán)境因此而遭到了破壞。更有甚者，有的河道護(hù)岸和護(hù)坡結(jié)構(gòu)還采用了全斷面護(hù)砌的結(jié)構(gòu)，后果就更加嚴(yán)重，趨向就更加惡劣。
4? 生態(tài)護(hù)岸形式探討
河道生態(tài)護(hù)岸建設(shè)的理念可以表述為：我們?nèi)祟愐钥腿说纳矸輩^(qū)拜訪自然（人類與自然的關(guān)系是客人與主人的關(guān)系），因此，不能按人類的意愿任意地去改變自然，即使在需要最小限度地改變自然的情況下，也必須努力地以其他形式去恢復(fù)自然或建設(shè)自然，以進(jìn)行必要的補(bǔ)償，這樣，才有可能使人與自然做到和諧共存。下面就國內(nèi)外一些經(jīng)驗(yàn)和筆者的一些初步設(shè)想作一些介紹。
4.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)
根據(jù)國內(nèi)外生態(tài)護(hù)岸的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合各河道的特點(diǎn)，生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧如下原則：
（1）生態(tài)護(hù)岸應(yīng)滿足河道功能河堤防的穩(wěn)定要求，并降低工程造價(jià)；
（2）盡量減少剛性結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)護(hù)岸在視覺中的“軟效果”，美化工程環(huán)境；
（3）進(jìn)行水文分析，確定水位變幅范圍，結(jié)合植物調(diào)查結(jié)果，選擇不同區(qū)域和部位的合適的植物；
（4）應(yīng)合理的利用石籠網(wǎng)箱的多孔性構(gòu)造，為生物提供一個安全的生長空間；
（5）盡量采用自然的材料，避免二次環(huán)境污染；
（6）布置建筑物時考慮人們的親水要求。
4.2? 生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)
（1）自然原型護(hù)岸?
自然原型護(hù)岸的做法通常采用發(fā)達(dá)根系固土植物來保護(hù)河堤及生態(tài)。
發(fā)達(dá)根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，國內(nèi)外對此研究也較多。采用發(fā)達(dá)根系植物進(jìn)行護(hù)岸固土，既可以達(dá)到固土保沙，防止水土流失，又可以滿足生態(tài)環(huán)境的需要，還可進(jìn)行景觀造景，在城市河道護(hù)岸方面可以借鑒。
固土植物可以選擇的主要有沙棘林、刺槐林、黃檀、池杉、龍須草、金銀花、油松、黃花、常青藤、蔓草等等，可以根據(jù)該地區(qū)的氣候選擇適宜的植物品種。
采用植物保護(hù)河堤主要用于小河、溪流的堤岸保護(hù)和一些局部沖蝕的地方，以保證自然堤岸特性。如種植柳樹、白楊等具有喜水特性的植物，由它們發(fā)達(dá)的根系穩(wěn)固土壤顆粒增加堤岸的穩(wěn)定性，加之柳枝柔韌，順應(yīng)水流，可以降低流速，防止水土流失，增強(qiáng)抗洪、保護(hù)河堤的能力。這種方法從工程角度上來講比較簡單，當(dāng)河岸較陡時可輔助采用土工織物固坡。
（2）人工自然型護(hù)岸
人工自然型護(hù)岸做法不僅種植植被，還采用天然石材、木材護(hù)底，如在坡腳設(shè)置各種種植包、采用石籠或木樁等護(hù)岸，斜坡種植植被，實(shí)行喬灌結(jié)合，固堤護(hù)岸。在此基礎(chǔ)上，再采用鋼筋混凝土等材料，確保大的抗洪能力。
（1）格賓網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基
格賓網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基主要由鍍鋅或噴塑石籠網(wǎng)箱裝碎石、肥科及種植土組成。鍍鋅石籠網(wǎng)箱與碎石復(fù)合種植基一個最大的優(yōu)點(diǎn)就是它比較適合于流速大的河道，抗沖刷能力強(qiáng)、整體性好、適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)，又能滿足生態(tài)型護(hù)岸的要求，即使進(jìn)行全斷面護(hù)砌，生物與微生物都能照樣生存。國外在這方面已有較多工程實(shí)例。鐵絲網(wǎng)籠可以做成不同形狀，既可以用作護(hù)坡，又可以做成砌體擋土堵。
（2）土工材料固土種植基
土工材料固土種植基可分為土工網(wǎng)墊固土種植基、土工格柵固土種植基、土工單元固土種植基等多種形式。
土工網(wǎng)墊固土種植基主要由聚乙烯、聚丙烯等高分子材科制成的網(wǎng)墊和種植土、草籽等組成。固土網(wǎng)墊是由多層非拉伸網(wǎng)和雙向拉伸平面網(wǎng)組成，在多層網(wǎng)的交接點(diǎn)經(jīng)熱熔后粘接，形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)墊。該網(wǎng)墊質(zhì)地疏松、柔韌，有合適的高度和空間，可充填并存儲土鑲和沙粒。植物的根系可以穿過網(wǎng)孔均衡生長，長成后的草皮可使網(wǎng)墊、草皮、泥土表層牢固地結(jié)合在一起。
土工格柵固土種植基主要是土工格柵進(jìn)行土體加固，并在岸坡上植草固土。土工格柵是以聚丙烯、高密度聚乙烯為原料，經(jīng)擠壓、拉伸而成，有單向、雙向土工格柵之分。設(shè)置土工格柵，增加了土體摩阻力，同時土體中的孔隙水壓力也迅速消散，所以增加了土體整體穩(wěn)定和承載力。而且，由于格柵的錨固作用，抗滑力矩增加，草皮生根后草、土、格柵形成一體，更加提高了岸坡的穩(wěn)定性。
土工單元固土種植基即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片狀材料經(jīng)熱熔粘接成蜂窩狀的網(wǎng)片整體，在蜂窩狀單元中填土植草，達(dá)到固土護(hù)坡的作用。
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