魏立鵬

（荊州市長(zhǎng)江河道管理局，湖北 荊州 434000）

1 引言

長(zhǎng)江作為我國的母親河，其承擔(dān)著航運(yùn)、防洪排澇、供水灌溉、發(fā)電、旅游觀光等諸多功能。長(zhǎng)江孕育出了我國歷史上諸多璀璨的遠(yuǎn)古時(shí)代文明，如馬家浜文化、河姆渡文化等。百家爭(zhēng)鳴般的古代文化一直在長(zhǎng)江流域演化，也從側(cè)面證明了長(zhǎng)江擁有巨大的生態(tài)承載能力，其能夠?yàn)楣糯拿鞯陌l(fā)展和演變提供充足而穩(wěn)定的水資源和生物資源。但在新中國成立以后，人們對(duì)于長(zhǎng)江沿線的開發(fā)和利用越來越多，對(duì)長(zhǎng)江的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的影響，許多長(zhǎng)江流域的物種遭遇了滅頂之災(zāi)，長(zhǎng)江白鱘、長(zhǎng)江白鰭豚等長(zhǎng)江流域的“原住民”已經(jīng)永遠(yuǎn)地離開了人們的視線，使得人們只能從圖片或標(biāo)本中欣賞這些珍貴的動(dòng)物。鑒于長(zhǎng)江擔(dān)負(fù)著重要的航運(yùn)和泄洪排澇功能，人們?cè)陂_發(fā)利用長(zhǎng)江岸線時(shí)多采用堅(jiān)固的堤防，使得岸線失去了原有的物質(zhì)交換等功能，更為嚴(yán)重的是生長(zhǎng)于此的貝殼類、兩棲類生物失去了賴以生存的“家園”，從而進(jìn)一步加劇了長(zhǎng)江生態(tài)系統(tǒng)的崩潰[1]。因此，在長(zhǎng)江河段上采取適合不同區(qū)域水文及岸線類型的生態(tài)護(hù)岸，積極恢復(fù)長(zhǎng)江沿線水體和堤岸之間的物質(zhì)能量交換通道至關(guān)重要。

2 生態(tài)護(hù)岸概述

2.1 生態(tài)護(hù)岸定義

在水利工程中傳統(tǒng)的護(hù)岸類型主要有干砌護(hù)岸、漿砌護(hù)岸、混凝土預(yù)制件護(hù)岸、現(xiàn)澆混凝土護(hù)岸等。雖然上述護(hù)岸均具備了較好的岸坡穩(wěn)定、行洪排澇、水土保持等功能，但較大程度上阻礙了水體和陸域之間的生態(tài)循環(huán)，改變了河道原有的生態(tài)環(huán)境。

生態(tài)護(hù)岸是指在滿足河道原有防洪排澇和堤岸穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，通過種植各種植被抑或是通過植被與土木機(jī)構(gòu)相結(jié)合的方式，從而構(gòu)建出同時(shí)擁有生態(tài)功能和景觀功能的護(hù)岸。生態(tài)護(hù)岸與傳統(tǒng)護(hù)岸最大的區(qū)別在于更加注重對(duì)于水陸之間的物質(zhì)能量交互，能夠?yàn)楦黝愃餇I(yíng)造出更加適宜的生存環(huán)境。

2.2 生態(tài)護(hù)岸類型

目前，生態(tài)護(hù)岸的類型主要包括格賓石籠、土工格柵、植物纖維墊、松木樁護(hù)岸、鉸接混凝土塊、土工編織袋、樁式生態(tài)護(hù)岸等。

格賓石籠是指將厚鍍鋅低碳鋼絲作為編織鋼筋籠的材料，待整個(gè)鋼筋籠編織完成后將石料填筑到石籠內(nèi)，并對(duì)網(wǎng)面的邊界進(jìn)行加固處理。彼此相連的鋼筋籠被填滿石料后從而形成一個(gè)整體。由于鋼絲具有一定的延展性和抗拉性，這使得格賓石籠能夠較好地抵抗護(hù)岸處的不均勻沉降，同時(shí)厚鍍鋅低碳鋼絲具有較好的抵御酸性物質(zhì)的能力，其耐久性也好于一般鋼絲。

土工格柵護(hù)岸是指將土工格柵埋設(shè)在護(hù)岸的迎水坡一側(cè)，并在格柵內(nèi)回填土方，該種護(hù)岸形式可提高護(hù)岸的整體性。同時(shí)，土工格柵護(hù)岸上可結(jié)合植被布置，從而進(jìn)一步利用植物的根系組織來提高護(hù)岸的穩(wěn)定性。

植物纖維墊是指將含有植被種植的植物纖維墊層直接鋪設(shè)在護(hù)岸上。在鋪設(shè)之初，植物纖維墊利用自身的重量來維持護(hù)岸的穩(wěn)定。而當(dāng)纖維墊內(nèi)的種子生根發(fā)芽后，纖維墊開始逐步腐爛，此時(shí)的纖維墊則成為植物種子生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，最終植物纖維墊內(nèi)的植被生長(zhǎng)成型，利用發(fā)達(dá)的植物根系來達(dá)到穩(wěn)定護(hù)岸的目的[2]。

松木樁護(hù)岸是將一定長(zhǎng)度和梢徑的松木樁直接插打入護(hù)岸內(nèi)，從而起到支護(hù)的作用，其與樁式護(hù)岸的原理基本相同，而樁式護(hù)岸所使用的材料可替換成混凝土樁。

鉸接混凝土塊護(hù)岸是由一系列規(guī)格尺寸、外形形狀、質(zhì)量均相同的混凝土預(yù)制件所構(gòu)成，彼此相鄰的混凝土構(gòu)件之間通過鉸接方式進(jìn)行連接，不僅在同一水平面上的混凝土預(yù)制件能夠較好地連接在一起，而且在垂直面上下2 層的混凝土預(yù)制件也能夠被鉸接構(gòu)件連接在一起。為了適應(yīng)不同河段的水文條件和護(hù)岸地質(zhì)條件，鉸接混凝土塊護(hù)岸可被設(shè)計(jì)成不同形狀尺寸和質(zhì)量，同時(shí)，混凝土內(nèi)部還可被設(shè)計(jì)成中空的形狀，以滿足后期回填土方和種植植物的需求。

土工織物袋類似于草包袋護(hù)岸，其袋體以復(fù)合織物編織而成，具有較好的強(qiáng)度和耐久度，被填筑在土工織物袋內(nèi)部的土方不易從編織物的縫隙中流失。

不同類型生態(tài)護(hù)岸特征如表1 所示。

表1 不同類型生態(tài)護(hù)岸特征統(tǒng)計(jì)表

3 長(zhǎng)江河道不同河段生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用策略

鑒于長(zhǎng)江河道在不同區(qū)域存在較為明顯的水位和地質(zhì)差異性，同時(shí)，沿岸的土地空間屬性和岸線的功能用途也存在一定的不同。因此，如要在長(zhǎng)江河道全面推廣生態(tài)護(hù)岸建設(shè)，并以此來逐步恢復(fù)長(zhǎng)江流域生態(tài)系統(tǒng)，必須使護(hù)岸形式適應(yīng)不同的水文和地質(zhì)因素，如某種單一類型的生態(tài)護(hù)岸形式不能夠滿足多種需求，可將不同形式的生態(tài)護(hù)岸進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。

3.1 堤岸坡比較緩但水位變化較大

在長(zhǎng)江許多地區(qū)都已經(jīng)將沿江的濱水地帶開發(fā)成了城市綠帶。為了營(yíng)造出更加怡人的濱水景觀帶，綠帶在設(shè)計(jì)時(shí)傾向于親水型，故在該類型河段的生態(tài)護(hù)岸中應(yīng)當(dāng)著重突出景觀性。首先，該類型生態(tài)護(hù)岸的迎水坡坡度位置可從堤防標(biāo)高處開始逐步向常水位高程緩慢下降，為了便于綠化景觀的布局迎水坡的坡降比不得高于1∶3。考慮到迎水坡一側(cè)在長(zhǎng)江洪水來臨時(shí)會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間的浸泡和沖刷現(xiàn)象，在迎水坡一側(cè)盡量布置草本植物，鑒于原本用于堤防堆土的塘渣內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量降低，故在護(hù)岸迎水坡一側(cè)可先鋪設(shè)一層植物纖維墊層，并在墊層上攤鋪厚50 cm 含有草籽、營(yíng)養(yǎng)土的混合物[3]。

雖然植物纖維墊層護(hù)岸能夠起到較好的水土保持作用，但長(zhǎng)江河道內(nèi)沖刷力較大，為了提高該類型護(hù)岸的防沖刷能力，還可在該類型護(hù)岸的常水位高程處沿著規(guī)劃岸線施打混凝土預(yù)制樁（見圖1）。所施打的混凝土預(yù)制樁的長(zhǎng)度和直徑應(yīng)與護(hù)岸所在區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)相匹配。同時(shí)，為了滿足長(zhǎng)江在防汛期間防汛搶險(xiǎn)和巡查的人員及物質(zhì)的通行需求，該類型護(hù)岸可在堤頂處設(shè)置1 條防汛應(yīng)急通道，其在平時(shí)可作為濱江步道納入城市“三慢”系統(tǒng)之中，防汛通道可采用透水瀝青或透水混凝土進(jìn)行鋪裝，從而提高堤防的透水能力。

圖1 植物纖維墊層與混凝土預(yù)制樁相結(jié)合的生態(tài)護(hù)岸示意圖

3.2 自然田園

在長(zhǎng)江漫長(zhǎng)的岸線上還分布有大量的農(nóng)田和村落段，在此類型區(qū)域?yàn)I水空間并不需要進(jìn)行大規(guī)模的景觀綠化，只需保持其現(xiàn)有的田園風(fēng)光和岸坡的穩(wěn)定性。針對(duì)上述實(shí)際需求可應(yīng)用松木樁式護(hù)岸或其他樁式護(hù)岸，充分發(fā)揮長(zhǎng)江沿線豐富的森林木材資源和礦石資源，采用因地制宜和就地取材的方式，從而降低生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)成本。同時(shí)，在田園風(fēng)光處施打松木樁還將使得生態(tài)護(hù)岸能夠更好地融入田園風(fēng)光中，而在采用其他類型的樁式護(hù)岸如混凝土樁護(hù)岸等形式時(shí)，可將混凝土預(yù)制樁的外觀進(jìn)行仿木處理，這樣能夠使樁式護(hù)岸顯得不那么突兀。另外，鑒于部分地區(qū)由于地質(zhì)條件的限制，當(dāng)?shù)氐乃赡緲对谥睆胶烷L(zhǎng)度上不能滿足岸坡抗滑移和抗沖刷的需求，可采用混凝土仿木樁進(jìn)行替代。

3.3 城市風(fēng)光

長(zhǎng)江作為中國的母親河，“養(yǎng)育”了無數(shù)城市。而城市建設(shè)中在兼顧城市開發(fā)和防洪排澇的需求時(shí)，往往會(huì)選擇直立式護(hù)岸。傳統(tǒng)的直立式護(hù)岸以混凝土墻、漿砌塊石等結(jié)構(gòu)形式為主，雖然滿足了防洪排澇的需求，但其生態(tài)性往往較差，采用格賓石籠取代漿砌塊石能夠較好地改善這一不利局面。

如圖2 所示的生態(tài)護(hù)岸采用植物纖維墊層與格賓石籠相結(jié)合的形式，在堤防的迎水坡一側(cè)仍舊采用植物纖維墊層來適當(dāng)營(yíng)造植物景觀，而出現(xiàn)變化的是多年高水位和多年低水位之間采用格賓石籠進(jìn)行護(hù)岸，格賓石籠所構(gòu)建的擋墻能夠較好地起到抗沖刷和抗滑移的效果。由于長(zhǎng)江的水位能夠在格賓石籠所形成的擋墻處進(jìn)行上下波動(dòng)，而石籠內(nèi)所填筑的石料充滿了大大小小的空隙，江水中的魚蝦、螺類能夠輕而易舉地找到適宜的棲身之所。同時(shí)，岸堤與水體之間物質(zhì)和能量交互的通道被再一次打通，重新恢復(fù)的水土交換能夠大大地提高長(zhǎng)江水體的自凈能力。

圖2 植物纖維墊層與格賓石籠相結(jié)合的生態(tài)護(hù)岸示意圖

4 結(jié)語

長(zhǎng)江作為我國最為重要的水系之一，其水體水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境、防洪排澇等多種功能的強(qiáng)弱關(guān)系到流域沿線無數(shù)人民的幸福生活。通過對(duì)河道兩岸生態(tài)護(hù)岸的實(shí)施不僅可以提高濱水空間的景觀性，而且對(duì)于恢復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)有著積極的作用。由于長(zhǎng)江沿岸水位和地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化較為復(fù)雜，無法在本文中對(duì)所有類型進(jìn)行一一論述，所提及的3 種生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用形式也只能起到拋磚引玉的作用。