摘要：生态护岸是一种集防洪、生态、景观、自净等效应于一体的新型护岸技术,是人与自然和谐发展的新要求,总结了生态护岸功能技术现状与发展趋势,介绍了生态护岸技术的常用方法,以促进河道生态护岸技术的发展。
关键词：河流;生态护岸;功能;技术方法
生态护岸是利用植物或者植物与土木工程相结合,对河道坡面进行防护的一种新型护岸形式。生态护岸集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体,代表着护岸技术的发展方向,目前,其越来越受到人们的关注[1]。
1生态护岸研究现状
国外对生态护岸技术的研究起步较早。日本在10年前就提出“亲水”的概念,开展了“创造多自然型河川计划”,河流采用多自然型河流治理法进行整治,其主要采用植物堤岸、石头及木材护底的自然河堤。欧洲许多国家在进行护岸工程设计时,非常注意沿岸的景观与生态系统,尽最大可能地参照采用天然状态下的河海岸形式,避免以建筑物的形式去破坏自然生态系统的平衡。荷兰提出“给河流提供更多的空间”的口号,他们认为河岸堤防是河流自然系统中的一个组成部分,是形成从河道水流到陆地的一种转换,反之亦然,绝不能将两者孤立起来[2]。
近年来,我国许多省市在生态护岸的研究上也做了许多尝试,特别是在城市河道治理中积累了一定的经验。上海市青浦区在章浜河整治中采取多种生态护岸形式并举的方法,取得了良好的社会效益和生态效益;广东省中山市岐江公园的栈桥式生态亲水湖岸,在实现了水位变化较大的情况下,仍然具有亲近人、生态和美的效果。
2生态护岸功能
2.1防洪效应
河流本身就是水的通道,但随着社会和经济的迅速发展,河流、湖泊大量发生萎缩,水面积不断缩小,防洪问题显得更加地突出。生态护岸作为一种更加高级的护岸形式,首先同样要具备抵御洪水的能力。生态护岸的植被可以调节地表和地下水文状况,使水循环途径发生一定的变化。当洪水来临时,洪水通过坡面植被大量地向堤中渗透储存,削弱洪峰,起到了延滞径流的作用。而当枯水季节到来时,储存在大堤中的水反渗入河流中,对调节水量起到了积极的作用。同时,生态护岸中大量采用根系发达的固土植物,其在水土保持方面又有很好的效果,使护岸的抗冲性能大大加强。
2.2生态效应
大自然本身就是一个和谐的生态系统,当采用传统的方法进行堤岸防护时,河道大量地被衬砌化、硬质化,这固然对防洪起到了一定的积极作用,但同时对整个生态系统的破坏也是显而易见的,混凝土护坡将水、土体及其他生物隔离开来,阻止了河道与河畔植被的水气循环。相反,生态护岸却可以把水、河道与堤防、河畔植被连成一体,构成一个完整的河流生态系统。生态护岸的坡面植被可以带来流速的变化,为鱼类等水生动物和两栖类动物提供觅食、栖息和避难的场所,对保持生物多样性也具有一定的积极意义。
2.3景观效应
生态护岸技术在国内外被大量采用,从而改变了过去的那种“整齐划一的河道断面、笔直的河道走向”的静态美,现在的生态大堤上建起了绿色长廊,昔日的碧水漪漪、青草涟涟的动态美得以重现,生态护岸顺应了现代人回归自然的心理,并且为人们休憩、娱乐提供了良好的场所,提升了整个城市的品味。
2.4自净效应
生态护岸上种植于水中的柳树、菖蒲、芦苇等水生植物,能从水中吸收无机盐类营养物,其庞大的根系还是大量微生物吸附的良好介质,有利于水质净化,生态护岸营造出的浅滩、放置的石头、修建的丁坝、鱼道形成水的紊流,有利于氧从空气中传入水中,增加水体的含氧量,有利于好氧微生物、鱼类等水生生物的生长,促进水体净化,使河水变得清澈、水质得到改善。
3生态护岸技术方法
生态护岸技术的发展经历了一个从模糊到清晰、从单一到多样化的过程。生态护岸是融现代水利工程学、生物科学、环境科学、生态学、美学等学科于一体的水利工程,十分有助于生物多样性、河流水质的改善,以及提供给人们一个见水、近水、亲水的美好环境,重现大自然的勃勃生机。因此,生态护岸是现代河流治理的发展趋势,是水利建设发展到一种相对高级形态的必然结果。各地应根据当地实际,因地制宜地选择合适的河道治理方案[3-4]。根据护岸所采用材料的不同,一般生态护岸有以下几种方式:
3.1自然原型护岸
自然原型护岸采用种植植被保护河岸、保持自然堤岸特性的护岸。主要采用乔灌混交,发挥乔木与灌木的自身生长特性,充分利用高低错落的空间和光照条件,以达到最佳郁闭效果。同时利用植物舒展而发达的根系稳固堤岸,增强其抵抗洪水、保护河堤的能力。其优点是纯天然,无任何污染,投资较省,且施工方便。缺点是抵抗洪水的能力较差,抗冲刷能力不足。在日常水位线以下种植植物难度较大,品种的选择亦较关键,否则很难保证植物的存活。因此,适用于流速不快、流量较小、冲刷能力较弱的乡镇级河道。河床过水断面较小。
3.2自然型护岸
自然型护岸不仅种植植被,还采用石材、木材等天然材料,以增强堤岸的抗冲刷能力。如在日常水位线以下采用石笼、木桩或干砌块石,其上筑一定坡度的土堤,斜坡上乔灌草相结合,固堤护岸。采用木桩、块石等具有一定强度的材料保护坡脚,使整个护岸的抗冲刷能力大大提高。木桩、块石间的缝隙为水草留下了生长的空间,同时也为鱼、虾等水生生物提供了栖息的场所。与自然原型护岸相比,自然型护岸投资较高,工程量加大,且干砌块石与土体的结合并非十分紧密,整体稳定性能较差,适用于各种有较大流速的区县及乡镇级河道、都市景观河道。
3.3复合型护岸
是在自然型护岸的基础上采用混凝土、钢筋混凝土等材料加强抗冲能力的一种新型生态护岸型式。复合型护岸常用的技术方法有以下几种:
(1)纤维织物袋装土护岸。由岩石坡脚基础、砾石反滤层排水和编织袋装土的坡面组成。如由可降解生物(椰皮)纤维编织物(椰皮织物)装土,形成一系列不同土层或台阶岸坡,然后栽上植被。
(2)面坡箱状石笼护岸法。将钢筋混凝土柱或耐水圆木制成梯形箱状框架,并向其中投入一些大的石块,形成很深的鱼巢。再在箱状框架内埋入柳枝、水杨枝等,并于邻水侧种芦苇、菖蒲等水生植物,使其在缝中生长出繁茂、葱绿的草木。
(3)高效三维网液压喷播植草法。迎水坡面采用新型土工合成材料三维植被网垫植草护坡,利用液态播种原理,将植物种子或植物营养体经前期处理后,与专用配料和水按比例拌和后,通过喷播机高压泵的作用形成植被覆盖。
(4)骨架内植草法。通过混凝土框架对土质进行边坡稳定防护后,边坡被分为若干块状结构,在每一框架结构中种植不同品种的草种和灌木,进行边坡美化。
(5)植被型生态混凝土法。主要由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。表层土铺设在多孔混凝土表面,形成植被发芽空间,同时提供植被发芽初期的养分。
(6)土壤固化剂法。固化剂是以水泥为主体掺入特殊的激发元素后制成的,其作用机理是固化剂中的水分子调节剂与土壤中的水分子形成化学键,对水分子有很强的吸附作用,利用土壤稳定固化,填充土体孔隙,形成骨架结构,从而提高土壤的抗压、抗渗、抗折等性能指标。
4参考文献
[1] 付融冰,陈小华,罗启仕,等.固化技术在农村河道生态护岸的应用[J].应用生态学报,2008(8):1823-1828.
[2] 曲媛媛,王爱杰,何甜甜.浅谈河道生态护岸[J].水利科技与经济,2009(7):619-620.
[3] 何卫华.杭州市区河道生态护岸形式研究[J].浙江建筑,2007(12):1-5,11.
[4] 陈明曦,陈芳清,刘德富.应用景观生态原理构建城市河道生态护岸[J].长江流域资源与环境,2007(1):97-101.
