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針對生態水利的定義,水利工程生態設計導則[1]認為,在實現水利工程為社會提供防洪（潮）、治澇、供水、灌溉、航運、發電等安全保障與社會服務功能的同時,維護河湖生態系統健康,發揮水利工程的生態功能,并落實生態理念的工程設計。生態護岸作為生態水利的重要技術組成,在發揮水利工程基礎功能的同時,更多展現出自然、生物多樣性的特點。但生態護岸技術在應用過程中,也出現了一些實際問題。目前國內外目前對生態護坡的研究和應用著重于生態材料的選擇和應用、工程的架構形式、植被根系的加固機理等方面[2],而對于其生態性方面的深入研究、工程運行后期的情況研究相對較少[3]。據此,水利工程要現實生態化,就要對生態護岸建設全過程進行考慮,并且結合實際工程案例進行深入分析,以達到生態護岸技術得到充分應用的目的。

1.生態護岸技術應用現狀及問題

1.1生態護岸應用現狀

雖然生態護岸技術應用廣泛,但相較傳統水利工程還是較新型的技術,難免會出現功能定位不明確,概念不清晰的時候。之前有學者赫曉磊[4]認為生態護坡是要綜合考慮“水環境、水資源、水景觀、水安全”,滿足護坡最基本的功能以外,要充分考慮其生態效益,采用新型的護岸材料的邊坡工程。后來學者還認為是一個開放的,動態平衡的系統,與外界保持著物質交換,能量傳遞,有著完整且復雜的食物鏈,維持整個生態環境的動態平衡,是一個集“穩定性、生態性、親水性、景觀性”為一體的新型岸坡[5]。從這個角度出發,文章認為生態護岸的功能定位應該是一個系統的含義,不單要滿足生態性,還要滿足護岸安全、穩定的基本功能,同時還要體現岸坡生態系統的動態平衡。按照當前水利工程生態護岸工程,采用的生態護岸形式可謂多種多樣,除了一些常用的生態護岸形式,目前還在研究更加優質、先進的生態護岸形式以適應更多實際情形下的護岸形式。北京林業大學的皇甫文君[6]研發的“坡改平”生態護坡技術,獲得國家專利并在北京市昌平區生態清潔小流域示范區建設中應用。還有學者梁慷[7]在對植生混凝土進行研究中“采用了粉煤灰進行大量摻雜的實驗方法”,這種方法不僅能降低混凝土的堿性,適合植物的生長,還有利于加強護岸工程的穩定性,并在黃河下游險工護岸工程中取得了良好效益。

1.2生態護岸應用現狀的問題

在生態護岸技術應用過程中,往往存在不能因地制宜選材、特征高程研究不足以及缺少地質研究等典型問題,這樣會使得生態護岸沒有了基礎,缺少了依托,出現了采用生態材料卻達不到生態效果的新問題。

2生態護岸技術應用

2.1斷面形式選擇

護岸斷面形式選擇時要遵循以下原則：要充分考慮河道級別、功能、用地條件、護岸高度、水位變化、流量及流速等因子；還要從過流能力、護岸安全、生境多樣化、濱水景觀、親水性等方面進行經濟技術比較；還要各段護岸斷面形式因地制宜,允許不同分段護岸斷面形式的差異化,盡可能多的采用不同的斷面形式；護岸斷面形式盡可能采用斜坡式,條件允許時,還可以采取地形重塑等方式減少隱形護岸。根據目前研究及應用情況,生態護岸斷面形式有如下分類形式。按照斷面分級情況分為一級護岸、兩級護岸和多級護岸。按照護岸斷面外立面直、陡、斜的情況可分為斜坡式護岸、陡坡式護岸和直立式護岸。還可以通過斷面分級和外立面直、陡、斜的組合,營造出多樣的斷面形式,比如單級、兩級和多級。2.2特征高程斷面特征高程一般包括護岸底高程、岸腳平臺高程、親水平臺高程、護岸結構頂高程、堤頂高程等。護岸斷面各特征高程要分別考慮和選定。就生態護岸而言,重點論述岸腳平臺高程、親水平臺高程和護岸結構頂高程。岸腳平臺高程一般要選取略低于常水位；有條件時,可按從高到低依次形成挺水植物生長平臺,低于常水位0.3m~0.5m；浮葉植物生長平臺,低于常水位0.5m~0.8m；沉水植物生長平臺,低于常水位0.8m~1.2m。對于無常水位的護岸,岸腳平臺高程可選取略高于河道枯水期水位0.5m,并將岸腳平臺作為濕生植物種植平臺。親水平臺高程可根據風浪情況,選取略高于常水位0.3m~0.5m；對于無常水位的護岸,親水平臺高程可選取1年一遇~2年一遇洪水位。當因防止水流沖刷或者波浪侵蝕采取坡面護面防護結構時,坡面護岸結構頂高程,要按照以下原則選定：（1）山區性河流的護岸結構頂高程宜選取設計洪水位加0.3m~0.5m的超高；（2）平原區河流的護岸結構頂高程宜選取設計洪水位加波浪爬高。

2.3斷面形式適配與應用

2.3.1常用斷面形式

按照上述斷面形式選擇原則,根據生態材料屬性、結構外觀形態,綜合護岸斷面形式的特征及應用要求,盡可能適配多種多樣的典型護岸斷面。結合項目實際情況,因地制宜的進行適配與調整。實際工程應用中,有以下幾種常用斷面形式分類：一級斜坡式護岸斷面、一級斜墻式護岸斷面、一級直墻式護岸斷面、兩級斜坡式護岸斷面、兩級臺階+斜坡式護岸斷面、兩級斜墻護岸斷面、多級護岸斷面。

2.3.2常用典型斷面適配

根據岸坡情況、取材條件、用地空間等情況,按照各種生態護岸斷面形式特點,結合實際工作情況,常用典型斷面適配情況分析如下。（1）一級斜坡式護岸斷面,當用地條件良好,護岸高度不高且流速較小的平緩水體時,可以選擇灌草、草皮護坡、土工網、多孔植草磚等結構形式；當用地條件廣,護岸高度不高且流速較大的各種水體時,可以選擇聯鎖塊植草磚護坡、雷諾護坡、格賓石籠護坡、瓶孔磚護坡等結構形式；當用地條件廣且存在淤泥地質,護岸高度不高且流速較小的各種水體時,可以選擇無砂混凝土、生態混凝土護坡、木樁抗滑支護、漿砌石護坡等結構形式。（2）一級斜墻式護岸斷面,當用地空間不足,護岸高度不高且流速較大的城鎮水體或者流速大、護岸高度較小的山區河道時,可以選擇格賓石籠、生態框格、生態砌塊、魚巢磚等結構形式。（3）兩級斜坡式護岸斷面,當用地條件良好,護岸高度較高且流速較小的平緩水體時,可以選擇灌草、草皮護坡、三維土工網植草護坡、植草墊護坡、雷諾護坡、格賓石籠護坡等的結構形式；當用地條件良好,護岸高度較高且流速較大的各種水體時,可以選擇灌草、草皮護坡、三維土工網植草護坡、植草墊護坡等,與聯鎖塊護坡、格賓石籠、雷諾護坡、多孔植草磚等的組合結構形式。（4）兩級臺階+斜坡式護岸斷面,當用地條件不大,護岸高度較高且有親水需求的水體時,可以選擇生態砌塊擋墻/格賓石籠擋墻+草皮護坡、三維土工網植草護坡、植草墊護坡、雷諾護坡等的結構形式；當用地條件良好,護岸高度較高且有親水需求的水體時,兩級護岸分別采用階梯式護岸和斜坡式護岸,其中階梯式護岸根據流速可采用蜂巢式植草、木樁形式護岸,格賓土箱護坡/草皮護坡、三維土工網植草護坡、植草墊護坡、雷諾護坡等組合結構形式。（5）多級護岸斷面,當用地空間較大、護岸高度較高且有親水需求的水體時,在兩級護岸的形式上進行衍生,坡腳采用擋墻護腳,斜坡采用兩級或多級形式銜接至坡頂,可選擇格賓石籠/生態砌塊/生態框護腳+草皮護坡、三維土工網植草護坡、灌草護坡、雷諾護坡等的結構形式。

3.生態護岸案例應用分析

根據實際工作的經歷,選取“菉塘河（椹川大道~銀帆公園）生態廊道工程”作為生態護岸技術應用的分析案例。

3.1背景簡介

“生態廊道工程”位于主城區,屬于主城區水系整治的一個子項目,該段河道存在如下幾個主要問題：（1）雨污合流來水排入河道,各段河道有污水管接入,尤其是現狀箱涵段接入口達10多個；（2）上游河道存在內澇區域,排洪要經過現狀公路箱涵,但箱涵底進口高程比上游河道底高程大50cm；（3）河道中間段岸坡有高邊坡,最大落差達10m,坡面有1~2m厚的浮土,存在塌方、水土流失現象；（4）河道兩側為居民區,中間段河道兩側為現狀房屋,上下游段兩側為規劃小區。

3.2典型設計

典型斷面一。（見圖1）上游整治段,河道低洼,兩側河岸平緩,水流流速不大,兩側為規劃區,生態斷面形式可以采用兩級復式斷面,即河底坡腳設置格賓石籠,設置成臺階樣式；岸坡設置緩坡,坡內埋設截污管,坡面采用灌草護坡,種植當地灌草草種。這樣既滿足河道穩定性,還能體現空間層次感,還可以滿足親水需求；采用透水材料,讓動物有了攀爬、遷徙通道。典型斷面二。（見圖2）中游整治段,兩側存在高邊坡,且自然邊坡不穩定,表面存在浮土,水流流速不大,兩側為居民區,生態斷面形式可以采用兩級復式斷面,即河底坡腳設置生態混凝土護腳,坡腳內側埋設截污管；岸坡保留現狀植被,坡面存在浮土處予以清除；坡頂清除浮土后平整,鋪設綠道,岸邊設置護欄；適當位置設置清水平臺,在兩岸設置上下坡臺階。這樣充分體現了尊重自然理念,保留了天然岸線,又能保留原始植被,設置護腳和清除浮土保證了河道邊坡穩定性；設置清水平臺,滿足親水需求。典型斷面三。（見圖3）下游整治段,后期規劃高程不高且平緩、開闊,水流流速不大,兩側為規劃小區,生態斷面形式可以采用多級復式斷面,即河底坡腳設置透水混凝土護腳,同時河底鋪設散石、卵石；一級岸坡鋪設生態磚,坡內側埋設截污管；一級坡頂布置生態綠道,岸邊設置護欄,適當位置設置清水平臺,在兩岸設置上下坡臺階；二級岸坡設置緩坡,坡面采用灌草護坡,二級坡頂后期將規劃景觀橋。這樣充分利用了地形,按照河道岸線布設相應生態護岸,滿足河道排洪的同時還能滿足親水需求。按照上述典型設計后,結合兩岸截污工程,后期將會呈現水清、樹綠,鳥語花香、人與自然融合的畫面,體現出以人為本、生態城市、海綿城市的理念。

3.3問題與思考

生態護岸都是要依托河道、湖泊等的水體而存在,首先就要求有水,其次是水要清。在“生態廊道工程”實施過程中,存在枯水期來水不足問題,同時上游來水為村莊生活污水、農藥廢水等,加上現狀公路箱涵縱向設計不合理,導則存在上游內澇、下游污水外溢的風險。通過上述典型設計實施后,綠塘河整治段基本實現水不黑、聞不臭的效果,也讓河道恢復了生態性,由于上游還是存在內澇問題,加上管理、經濟發展落后等原因使得上游存在散排污水進入河道,讓下游偶有出現污水現象。

4.結語

在應用生態護岸技術過程中,要根據不同類型的現場條件采用不同的生態護岸斷面,充分利用生態材料,既要保證岸線生態,又要保證護岸穩定、安全。生態護岸畢竟是一項系統工程,不能為了生態而生態,要在保證岸坡穩定、滿足排洪等基礎上采用生態措施,還要配合其它工程完成水系的整治。因此,生態護岸不能獨立地存在,要依托岸線、水系、截污、排洪等基礎,應用生態護岸斷面就要充分考慮這些基礎。

參考文獻：

[1]廣東省市場監督管理局.廣東省地方標準DB44/T2283—2021水利工程生態設計導則.2021

[2]韓曉磊.山區生態河道設計方法研究[D].揚州:揚州大學.2008.

[3]周躍峰,龔壁衛,周小文等.某加筋土邊坡離心模型試驗相似材料研究[J].長江科學院院報,2017,34(2):52-55,62.

[4]張志永,李明,楊中華等.長江中下游生態護坡坡面植被分布特征[J/OL].水生態學雜志,2021,(06):7-15.

[5]孫金龍,張宏寧,沈健等.生態混凝土護坡技術在南昌贛東風光帶的應用[J].人民珠江,2015,36(5):83-86.

[6]皇甫文君.基于六角空心磚“坡改平”生態護坡技術的評價研究[D].北京:北京林業大學,2019.[7]梁慷.大摻量粉煤灰植生混凝土制作與性能試驗[J].混凝土,2016(3):151-154.

作者:陳振聰 單位:廣東鵬清建設集團有限公司