喻馳方 , 陶理志, 周英雄

(1.江西省水土保持科學(xué)研究院，江西 南昌 330000； 2.江西省河道湖泊管理局，江西 南昌 330000)

江西省堤防護(hù)坡形式現(xiàn)狀及其研究展望

喻馳方1, 陶理志2, 周英雄2

(1.江西省水土保持科學(xué)研究院，江西 南昌 330000； 2.江西省河道湖泊管理局，江西 南昌 330000)

堤防；護(hù)坡形式；護(hù)坡現(xiàn)狀；江西省

堤防工程是防洪體系的重要組成部分，其護(hù)坡形式是防洪等級(jí)、水土保持及景觀要求的綜合反映。根據(jù)江西省堤防護(hù)坡的現(xiàn)狀和主要特點(diǎn)，綜述了江西省堤防護(hù)坡的主要形式，總結(jié)提煉了傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡、自然恢復(fù)邊坡和生態(tài)護(hù)坡等護(hù)坡形式的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍，指出在以后應(yīng)該加強(qiáng)堤防生態(tài)護(hù)坡的研發(fā)工作，特別是優(yōu)良護(hù)坡草種的篩選和培育工作。

據(jù)《江西省第一次水利普查公報(bào)》，江西省各類堤防總長(zhǎng)度為13 028.89 km[1]，已成為全省防洪體系的重要組成部分，保護(hù)了人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，減輕了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)損失。江西省絕大部分堤防建于20世紀(jì)50—70年代，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低、工程質(zhì)量差，加之長(zhǎng)期運(yùn)行投入不足，維修養(yǎng)護(hù)不到位，存在較多的安全隱患。堤防邊坡防護(hù)是堤防安全的重要保障，也是堤防除險(xiǎn)加固工程建設(shè)的重要組成部分。在以往的堤防護(hù)坡形式上，主要考慮的是其防洪功能，而對(duì)環(huán)境與生態(tài)功能缺乏考慮。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，水生態(tài)文明建設(shè)成為當(dāng)今水利改革發(fā)展的重要課題，因此堤防工程不僅需要具備防洪、防汛的基本功能，也需要兼顧景觀美學(xué)與生態(tài)效益等功能。

目前，江西省堤防臨水面多采用混凝土、漿砌石等硬質(zhì)材料護(hù)坡，背水面主要采用播種草籽進(jìn)行防護(hù)或讓其自然恢復(fù)。硬質(zhì)護(hù)坡雖然穩(wěn)定性高，但影響堤容堤貌和周邊環(huán)境；自然恢復(fù)和播種草籽防護(hù)則普遍存在坡面高稈雜草及灌木繁多，影響日常河道管理、汛期查險(xiǎn)除險(xiǎn)和堤防景觀等問題。

1 堤防邊坡防護(hù)的重要性

堤防是防御洪水泛濫，保護(hù)居民和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要措施。堤防護(hù)坡在增加邊坡穩(wěn)定、減少水土流失等方面有著很大的作用。如植被冠層、地表枯枝落葉層及地下根系通過截留降雨、蒸騰、增加入滲等減少?gòu)搅?、降低坡體孔隙水壓力、削弱濺蝕，抑制坡面土壤侵蝕；地下淺層根系通過加筋作用增加根際土層的機(jī)械強(qiáng)度，深層根系起到預(yù)應(yīng)力錨桿作用，增加土體的遷移阻力，提高土層對(duì)滑移的抵抗力；硬質(zhì)護(hù)坡對(duì)保證堤防安全也具有重要作用，如混凝土、漿砌石、生態(tài)袋等介質(zhì)阻隔流水直接與土體接觸，從而減緩沖刷，起到穩(wěn)定邊坡、減少水土流失的作用。

此外，邊坡防護(hù)植物的存在使人工環(huán)境逐漸向近自然狀態(tài)轉(zhuǎn)變，為生物的生存和繁衍提供了有利的場(chǎng)所。植物可凈化大氣、調(diào)節(jié)小氣候、降低噪聲和光污染[2]，同時(shí)綠色植物還可通過其固有的色彩、形態(tài)等個(gè)性特色和群體景觀效應(yīng)改變傳統(tǒng)工程護(hù)坡的灰色效應(yīng)，提升環(huán)境的景觀功能和價(jià)值。

2 江西省堤防護(hù)坡的主要形式

根據(jù)文獻(xiàn)資料，為保障堤防安全，目前江西省堤防臨水面主要有現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、混凝土預(yù)制塊護(hù)坡等傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡形式，也有部分防護(hù)等級(jí)較低的堤防采用生態(tài)混凝土護(hù)坡等生態(tài)護(hù)坡形式；而背水面則多為播種草籽護(hù)坡和自然恢復(fù)邊坡等形式(表1)。

2.1 傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡

傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡通常適用于防護(hù)等級(jí)較高和人口聚集、影響較大的堤防。目前江西省的堤防，無(wú)論是大江大河還是支流渠道，臨水面主要采取傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡。傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡的主要形式有現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、鉸接式混凝土護(hù)坡、模袋混凝土護(hù)坡、干/漿砌石護(hù)坡、混凝土預(yù)制塊護(hù)坡、鋼筋混凝土護(hù)坡等[3]，不僅可以在短時(shí)間內(nèi)形成對(duì)坡面的防護(hù)，而且可以有效防止水土流失，對(duì)于防止滑坡、維持邊坡穩(wěn)定非常有效。但傳統(tǒng)硬質(zhì)護(hù)坡成本較高，一般為播種草籽護(hù)坡的8～10倍，而且嚴(yán)重破壞了生物生存、棲息、繁衍的環(huán)境，隔斷了水域生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)的交流與聯(lián)系，不利于河流水體自凈能力的發(fā)揮和自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)[4]。此外，硬質(zhì)護(hù)坡采用的混凝土一般含有改善性能的早強(qiáng)劑、防凍劑和緩凝劑等外加劑，部分混凝土長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，這些物質(zhì)溶解在水體中或與水體發(fā)生反應(yīng)，逐漸導(dǎo)致河水水質(zhì)下降，對(duì)河流環(huán)境產(chǎn)生不良影響[2]。

表1 堤防護(hù)坡形式的分類及其優(yōu)缺點(diǎn)

2.2 自然恢復(fù)邊坡

自然恢復(fù)是指對(duì)生態(tài)系統(tǒng)停止人為干擾，以減輕其負(fù)荷，依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力使其向有序的方向進(jìn)行演化，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展[5]。目前江西省部分堤防背水面仍然采用自然恢復(fù)的方式進(jìn)行防護(hù)。土質(zhì)邊坡自然恢復(fù)初期，邊坡裸露，坡面越長(zhǎng)、坡比越大，水土流失越嚴(yán)重，水土流失導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定系數(shù)下降、抗滑力降低，從而造成堤防安全隱患[6]。此外，自然恢復(fù)邊坡普遍存在高稈雜草及灌木繁多、景觀效果差等問題，嚴(yán)重影響了堤防的日常管理和汛期查險(xiǎn)除險(xiǎn)。

2.3 生態(tài)護(hù)坡

生態(tài)護(hù)坡是基于城市河道生態(tài)功能提出的護(hù)坡形式[7-8]。隨著護(hù)坡理論的日趨完善，生態(tài)護(hù)坡技術(shù)得以迅速發(fā)展。目前用于江西省堤防的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)主要分為以下三類。

(1)硬質(zhì)生態(tài)護(hù)坡。硬質(zhì)生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是指以鋼筋、混凝土等硬質(zhì)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，種植植物或以其他方式進(jìn)行綠化的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。江西省采用的硬質(zhì)生態(tài)護(hù)坡形式主要有生態(tài)混凝土護(hù)坡、孔洞型護(hù)坡、石籠復(fù)合種植基護(hù)坡、植被混凝土護(hù)坡等[9-11]。其特點(diǎn)在于滿足防護(hù)要求的同時(shí)，能夠兼顧坡面的景觀與生態(tài)效益。但因其平均造價(jià)為播種草籽護(hù)坡的10倍以上，故應(yīng)用范圍受限。

(2)柔性生態(tài)護(hù)坡。柔性生態(tài)護(hù)坡技術(shù)是指以聚合纖維、網(wǎng)袋、自然纖維為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在其上或其中裝填或黏結(jié)土壤等種植基，種植植物或以其他方式進(jìn)行綠化的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。江西省采用的柔性生態(tài)護(hù)坡形式主要有生態(tài)袋護(hù)坡、土工網(wǎng)墊固土種植基護(hù)坡、灌注型植生卷材護(hù)坡、植生帶護(hù)坡等[12-13]。柔性生態(tài)護(hù)坡兼顧了生態(tài)防護(hù)和生態(tài)景觀效益，但由于其防護(hù)強(qiáng)度一般，不適合用于防洪等級(jí)較高的河岸邊坡，并且造價(jià)高，平均造價(jià)為播種草籽護(hù)坡的15倍以上，因此推廣應(yīng)用受到較大限制。

(3)全生物護(hù)坡。全生物護(hù)坡技術(shù)是指完全依靠存活或已死亡的生物體作為護(hù)坡材料，利用植物的截水保土能力，達(dá)到減少坡面水土流失,滿足坡面景觀和生態(tài)效果，甚至利用栽植的植物達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)效果的防護(hù)技術(shù)。江西省采用的全生物護(hù)坡形式主要有草皮護(hù)坡、播種草籽護(hù)坡、栽植植物營(yíng)養(yǎng)體(根、莖、葉)護(hù)坡，以及土壤生物工程(土壤保持、地表加固、生物-工程綜合保護(hù)技術(shù)等)[14]護(hù)坡等。全生物護(hù)坡技術(shù)具有成本低、綠化和景觀效果好、生態(tài)效果佳等特點(diǎn)，但抗壓及抗剪強(qiáng)度低，一般適用于坡度較小的背水面堤防生態(tài)護(hù)坡。

3 研究展望

江西省目前的堤防防護(hù)體系基本上可以滿足應(yīng)有的防護(hù)效果。建議在以后的堤防護(hù)坡工程中，根據(jù)不同的堤防防護(hù)等級(jí)有針對(duì)性地采取相應(yīng)的護(hù)坡形式，對(duì)堤防的背水面及防洪要求不高的堤防臨水面建議多采用播種草籽護(hù)坡、栽植植物營(yíng)養(yǎng)體護(hù)坡等生態(tài)護(hù)坡形式。同時(shí)，為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)水生態(tài)文明建設(shè)的更高要求，提高堤防的生態(tài)功能、景觀效果和水土保持效果，建議圍繞以下幾方面開展相關(guān)研究。

(1)加強(qiáng)堤防護(hù)坡植物的整理和選育工作。目前用于江西省堤防防護(hù)的植物競(jìng)爭(zhēng)能力差，生態(tài)優(yōu)勢(shì)不明顯，圩堤坡面雜草叢生現(xiàn)象普遍，嚴(yán)重影響堤容堤貌，且大部分植物長(zhǎng)得較高，給汛期巡堤查險(xiǎn)帶來(lái)較大困難，僅有的少數(shù)優(yōu)良護(hù)坡植物繁殖難度也較大。因此，整理和尋找適合江西省堤防防護(hù)的低矮匍匐植物，并通過選育手段對(duì)野生品種進(jìn)行改良，篩選出適應(yīng)性強(qiáng)、易于推廣、低矮匍匐的植物品種具有重要意義。

(2)加強(qiáng)生態(tài)護(hù)坡的研發(fā)工作。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)防護(hù)功能較差，不能滿足大江大河迎水面的防護(hù)要求；部分可以滿足防護(hù)要求的硬質(zhì)生態(tài)護(hù)坡施工成本較高，主要用于景觀要求較高的城市內(nèi)河迎水面堤防。因此，一方面，要研究如何改善膠結(jié)材料，在提高強(qiáng)度、提高防護(hù)功能的情況下不影響生態(tài)功能；另一方面，要研究和改善施工工藝，研發(fā)成本低廉的生態(tài)防護(hù)材料。

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(責(zé)任編輯 徐素霞)

江西省水利科技重大項(xiàng)目(KT201313)

S157.2；TV861

C

1000-0941(2017)02-0032-03

喻馳方(1987—)，男，江西南昌市人，工程師，碩士，從事水土保持監(jiān)測(cè)工作；通信作者陶理志(1968—)，男，江西南昌市人，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事河道湖泊管理工作。

2016-05-15