陳振聰 廣東鵬清建設(shè)集團(tuán)有限公司

針對(duì)生態(tài)水利的定義，水利工程生態(tài)設(shè)計(jì)導(dǎo)則[1]認(rèn)為，在實(shí)現(xiàn)水利工程為社會(huì)提供防洪（潮）、治澇、供水、灌溉、航運(yùn)、發(fā)電等安全保障與社會(huì)服務(wù)功能的同時(shí)，維護(hù)河湖生態(tài)系統(tǒng)健康，發(fā)揮水利工程的生態(tài)功能，并落實(shí)生態(tài)理念的工程設(shè)計(jì)。生態(tài)護(hù)岸作為生態(tài)水利的重要技術(shù)組成，在發(fā)揮水利工程基礎(chǔ)功能的同時(shí)，更多展現(xiàn)出自然、生物多樣性的特點(diǎn)。但生態(tài)護(hù)岸技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，也出現(xiàn)了一些實(shí)際問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外目前對(duì)生態(tài)護(hù)坡的研究和應(yīng)用著重于生態(tài)材料的選擇和應(yīng)用、工程的架構(gòu)形式、植被根系的加固機(jī)理等方面[2]，而對(duì)于其生態(tài)性方面的深入研究、工程運(yùn)行后期的情況研究相對(duì)較少[3]。據(jù)此，水利工程要現(xiàn)實(shí)生態(tài)化，就要對(duì)生態(tài)護(hù)岸建設(shè)全過(guò)程進(jìn)行考慮，并且結(jié)合實(shí)際工程案例進(jìn)行深入分析，以達(dá)到生態(tài)護(hù)岸技術(shù)得到充分應(yīng)用的目的。

1.生態(tài)護(hù)岸技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題

1.1 生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然生態(tài)護(hù)岸技術(shù)應(yīng)用廣泛，但相較傳統(tǒng)水利工程還是較新型的技術(shù)，難免會(huì)出現(xiàn)功能定位不明確，概念不清晰的時(shí)候。之前有學(xué)者赫曉磊[4]認(rèn)為生態(tài)護(hù)坡是要綜合考慮“水環(huán)境、水資源、水景觀、水安全”，滿足護(hù)坡最基本的功能以外，要充分考慮其生態(tài)效益，采用新型的護(hù)岸材料的邊坡工程。后來(lái)學(xué)者還認(rèn)為是一個(gè)開(kāi)放的，動(dòng)態(tài)平衡的系統(tǒng)，與外界保持著物質(zhì)交換，能量傳遞，有著完整且復(fù)雜的食物鏈，維持整個(gè)生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡，是一個(gè)集“穩(wěn)定性、生態(tài)性、親水性、景觀性”為一體的新型岸坡[5]。從這個(gè)角度出發(fā)，文章認(rèn)為生態(tài)護(hù)岸的功能定位應(yīng)該是一個(gè)系統(tǒng)的含義，不單要滿足生態(tài)性，還要滿足護(hù)岸安全、穩(wěn)定的基本功能，同時(shí)還要體現(xiàn)岸坡生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。

按照當(dāng)前水利工程生態(tài)護(hù)岸工程，采用的生態(tài)護(hù)岸形式可謂多種多樣，除了一些常用的生態(tài)護(hù)岸形式，目前還在研究更加優(yōu)質(zhì)、先進(jìn)的生態(tài)護(hù)岸形式以適應(yīng)更多實(shí)際情形下的護(hù)岸形式。北京林業(yè)大學(xué)的皇甫文君[6]研發(fā)的“坡改平”生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，獲得國(guó)家專利并在北京市昌平區(qū)生態(tài)清潔小流域示范區(qū)建設(shè)中應(yīng)用。還有學(xué)者梁慷[7]在對(duì)植生混凝土進(jìn)行研究中“采用了粉煤灰進(jìn)行大量摻雜的實(shí)驗(yàn)方法”，這種方法不僅能降低混凝土的堿性，適合植物的生長(zhǎng)，還有利于加強(qiáng)護(hù)岸工程的穩(wěn)定性，并在黃河下游險(xiǎn)工護(hù)岸工程中取得了良好效益。

1.2 生態(tài)護(hù)岸應(yīng)用現(xiàn)狀的問(wèn)題

在生態(tài)護(hù)岸技術(shù)應(yīng)用過(guò)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(zhì)研究等典型問(wèn)題，這樣會(huì)使得生態(tài)護(hù)岸沒(méi)有了基礎(chǔ)，缺少了依托，出現(xiàn)了采用生態(tài)材料卻達(dá)不到生態(tài)效果的新問(wèn)題。

2 生態(tài)護(hù)岸技術(shù)應(yīng)用

2.1 斷面形式選擇

護(hù)岸斷面形式選擇時(shí)要遵循以下原則：要充分考慮河道級(jí)別、功能、用地條件、護(hù)岸高度、水位變化、流量及流速等因子；還要從過(guò)流能力、護(hù)岸安全、生境多樣化、濱水景觀、親水性等方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較；還要各段護(hù)岸斷面形式因地制宜，允許不同分段護(hù)岸斷面形式的差異化，盡可能多的采用不同的斷面形式；護(hù)岸斷面形式盡可能采用斜坡式，條件允許時(shí)，還可以采取地形重塑等方式減少隱形護(hù)岸。

根據(jù)目前研究及應(yīng)用情況，生態(tài)護(hù)岸斷面形式有如下分類形式。按照斷面分級(jí)情況分為一級(jí)護(hù)岸、兩級(jí)護(hù)岸和多級(jí)護(hù)岸。按照護(hù)岸斷面外立面直、陡、斜的情況可分為斜坡式護(hù)岸、陡坡式護(hù)岸和直立式護(hù)岸。還可以通過(guò)斷面分級(jí)和外立面直、陡、斜的組合，營(yíng)造出多樣的斷面形式，比如單級(jí)、兩級(jí)和多級(jí)。

2.2 特征高程

斷面特征高程一般包括護(hù)岸底高程、岸腳平臺(tái)高程、親水平臺(tái)高程、護(hù)岸結(jié)構(gòu)頂高程、堤頂高程等。護(hù)岸斷面各特征高程要分別考慮和選定。就生態(tài)護(hù)岸而言，重點(diǎn)論述岸腳平臺(tái)高程、親水平臺(tái)高程和護(hù)岸結(jié)構(gòu)頂高程。

岸腳平臺(tái)高程一般要選取略低于常水位；有條件時(shí)，可按從高到低依次形成挺水植物生長(zhǎng)平臺(tái)，低于常水位0.3m～0.5m；浮葉植物生長(zhǎng)平臺(tái)，低于常水位0.5m～0.8m；沉水植物生長(zhǎng)平臺(tái)，低于常水位0.8m～1.2m。對(duì)于無(wú)常水位的護(hù)岸，岸腳平臺(tái)高程可選取略高于河道枯水期水位0.5m，并將岸腳平臺(tái)作為濕生植物種植平臺(tái)。

親水平臺(tái)高程可根據(jù)風(fēng)浪情況，選取略高于常水位0.3m～0.5m；對(duì)于無(wú)常水位的護(hù)岸，親水平臺(tái)高程可選取1年一遇～2年一遇洪水位。

當(dāng)因防止水流沖刷或者波浪侵蝕采取坡面護(hù)面防護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，坡面護(hù)岸結(jié)構(gòu)頂高程，要按照以下原則選定：（1）山區(qū)性河流的護(hù)岸結(jié)構(gòu)頂高程宜選取設(shè)計(jì)洪水位加0.3m～0.5m的超高；（2）平原區(qū)河流的護(hù)岸結(jié)構(gòu)頂高程宜選取設(shè)計(jì)洪水位加波浪爬高。

2.3 斷面形式適配與應(yīng)用

2.3.1 常用斷面形式

按照上述斷面形式選擇原則，根據(jù)生態(tài)材料屬性、結(jié)構(gòu)外觀形態(tài)，綜合護(hù)岸斷面形式的特征及應(yīng)用要求，盡可能適配多種多樣的典型護(hù)岸斷面。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，因地制宜的進(jìn)行適配與調(diào)整。實(shí)際工程應(yīng)用中，有以下幾種常用斷面形式分類：一級(jí)斜坡式護(hù)岸斷面、一級(jí)斜墻式護(hù)岸斷面、一級(jí)直墻式護(hù)岸斷面、兩級(jí)斜坡式護(hù)岸斷面、兩級(jí)臺(tái)階+斜坡式護(hù)岸斷面、兩級(jí)斜墻護(hù)岸斷面、多級(jí)護(hù)岸斷面。

2.3.2 常用典型斷面適配

根據(jù)岸坡情況、取材條件、用地空間等情況，按照各種生態(tài)護(hù)岸斷面形式特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際工作情況，常用典型斷面適配情況分析如下。

（1）一級(jí)斜坡式護(hù)岸斷面，當(dāng)用地條件良好，護(hù)岸高度不高且流速較小的平緩水體時(shí)，可以選擇灌草、草皮護(hù)坡、土工網(wǎng)、多孔植草磚等結(jié)構(gòu)形式；當(dāng)用地條件廣，護(hù)岸高度不高且流速較大的各種水體時(shí)，可以選擇聯(lián)鎖塊植草磚護(hù)坡、雷諾護(hù)坡、格賓石籠護(hù)坡、瓶孔磚護(hù)坡等結(jié)構(gòu)形式；當(dāng)用地條件廣且存在淤泥地質(zhì)，護(hù)岸高度不高且流速較小的各種水體時(shí)，可以選擇無(wú)砂混凝土、生態(tài)混凝土護(hù)坡、木樁抗滑支護(hù)、漿砌石護(hù)坡等結(jié)構(gòu)形式。

（2）一級(jí)斜墻式護(hù)岸斷面，當(dāng)用地空間不足，護(hù)岸高度不高且流速較大的城鎮(zhèn)水體或者流速大、護(hù)岸高度較小的山區(qū)河道時(shí)，可以選擇格賓石籠、生態(tài)框格、生態(tài)砌塊、魚(yú)巢磚等結(jié)構(gòu)形式。

（3）兩級(jí)斜坡式護(hù)岸斷面，當(dāng)用地條件良好，護(hù)岸高度較高且流速較小的平緩水體時(shí)，可以選擇灌草、草皮護(hù)坡、三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡、植草墊護(hù)坡、雷諾護(hù)坡、格賓石籠護(hù)坡等的結(jié)構(gòu)形式；當(dāng)用地條件良好，護(hù)岸高度較高且流速較大的各種水體時(shí)，可以選擇灌草、草皮護(hù)坡、三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡、植草墊護(hù)坡等，與聯(lián)鎖塊護(hù)坡、格賓石籠、雷諾護(hù)坡、多孔植草磚等的組合結(jié)構(gòu)形式。

（4）兩級(jí)臺(tái)階+斜坡式護(hù)岸斷面，當(dāng)用地條件不大，護(hù)岸高度較高且有親水需求的水體時(shí)，可以選擇生態(tài)砌塊擋墻/格賓石籠擋墻+草皮護(hù)坡、三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡、植草墊護(hù)坡、雷諾護(hù)坡等的結(jié)構(gòu)形式；當(dāng)用地條件良好，護(hù)岸高度較高且有親水需求的水體時(shí)，兩級(jí)護(hù)岸分別采用階梯式護(hù)岸和斜坡式護(hù)岸，其中階梯式護(hù)岸根據(jù)流速可采用蜂巢式植草、木樁形式護(hù)岸，格賓土箱護(hù)坡/草皮護(hù)坡、三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡、植草墊護(hù)坡、雷諾護(hù)坡等組合結(jié)構(gòu)形式。

（5）多級(jí)護(hù)岸斷面，當(dāng)用地空間較大、護(hù)岸高度較高且有親水需求的水體時(shí)，在兩級(jí)護(hù)岸的形式上進(jìn)行衍生，坡腳采用擋墻護(hù)腳，斜坡采用兩級(jí)或多級(jí)形式銜接至坡頂，可選擇格賓石籠/生態(tài)砌塊/生態(tài)框護(hù)腳+草皮護(hù)坡、三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡、灌草護(hù)坡、雷諾護(hù)坡等的結(jié)構(gòu)形式。

3.生態(tài)護(hù)岸案例應(yīng)用分析

根據(jù)實(shí)際工作的經(jīng)歷，選取“菉塘河（椹川大道～銀帆公園）生態(tài)廊道工程”作為生態(tài)護(hù)岸技術(shù)應(yīng)用的分析案例。

3.1 背景簡(jiǎn)介

“生態(tài)廊道工程”位于主城區(qū)，屬于主城區(qū)水系整治的一個(gè)子項(xiàng)目，該段河道存在如下幾個(gè)主要問(wèn)題：（1）雨污合流來(lái)水排入河道，各段河道有污水管接入，尤其是現(xiàn)狀箱涵段接入口達(dá)10多個(gè)；（2）上游河道存在內(nèi)澇區(qū)域，排洪要經(jīng)過(guò)現(xiàn)狀公路箱涵，但箱涵底進(jìn)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(dá)10m，坡面有1～2m厚的浮土，存在塌方、水土流失現(xiàn)象；（4）河道兩側(cè)為居民區(qū)，中間段河道兩側(cè)為現(xiàn)狀房屋，上下游段兩側(cè)為規(guī)劃小區(qū)。

3.2 典型設(shè)計(jì)

典型斷面一。（見(jiàn)圖1）上游整治段，河道低洼，兩側(cè)河岸平緩，水流流速不大，兩側(cè)為規(guī)劃區(qū)，生態(tài)斷面形式可以采用兩級(jí)復(fù)式斷面，即河底坡腳設(shè)置格賓石籠，設(shè)置成臺(tái)階樣式；岸坡設(shè)置緩坡，坡內(nèi)埋設(shè)截污管，坡面采用灌草護(hù)坡，種植當(dāng)?shù)毓嗖莶莘N。這樣既滿足河道穩(wěn)定性，還能體現(xiàn)空間層次感，還可以滿足親水需求；采用透水材料，讓動(dòng)物有了攀爬、遷徙通道。

圖1 生態(tài)護(hù)岸典型斷面圖一

典型斷面二。（見(jiàn)圖2）中游整治段，兩側(cè)存在高邊坡，且自然邊坡不穩(wěn)定，表面存在浮土，水流流速不大，兩側(cè)為居民區(qū)，生態(tài)斷面形式可以采用兩級(jí)復(fù)式斷面，即河底坡腳設(shè)置生態(tài)混凝土護(hù)腳，坡腳內(nèi)側(cè)埋設(shè)截污管；岸坡保留現(xiàn)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(shè)綠道，岸邊設(shè)置護(hù)欄；適當(dāng)位置設(shè)置清水平臺(tái)，在兩岸設(shè)置上下坡臺(tái)階。這樣充分體現(xiàn)了尊重自然理念，保留了天然岸線，又能保留原始植被，設(shè)置護(hù)腳和清除浮土保證了河道邊坡穩(wěn)定性；設(shè)置清水平臺(tái)，滿足親水需求。

圖2 生態(tài)護(hù)岸典型斷面圖二

典型斷面三。（見(jiàn)圖3）下游整治段，后期規(guī)劃高程不高且平緩、開(kāi)闊，水流流速不大，兩側(cè)為規(guī)劃小區(qū)，生態(tài)斷面形式可以采用多級(jí)復(fù)式斷面，即河底坡腳設(shè)置透水混凝土護(hù)腳，同時(shí)河底鋪設(shè)散石、卵石；一級(jí)岸坡鋪設(shè)生態(tài)磚，坡內(nèi)側(cè)埋設(shè)截污管；一級(jí)坡頂布置生態(tài)綠道，岸邊設(shè)置護(hù)欄，適當(dāng)位置設(shè)置清水平臺(tái)，在兩岸設(shè)置上下坡臺(tái)階；二級(jí)岸坡設(shè)置緩坡，坡面采用灌草護(hù)坡，二級(jí)坡頂后期將規(guī)劃景觀橋。這樣充分利用了地形，按照河道岸線布設(shè)相應(yīng)生態(tài)護(hù)岸，滿足河道排洪的同時(shí)還能滿足親水需求。

圖3 生態(tài)護(hù)岸典型斷面圖三

按照上述典型設(shè)計(jì)后，結(jié)合兩岸截污工程，后期將會(huì)呈現(xiàn)水清、樹(shù)綠，鳥(niǎo)語(yǔ)花香、人與自然融合的畫面，體現(xiàn)出以人為本、生態(tài)城市、海綿城市的理念。

3.3 問(wèn)題與思考

生態(tài)護(hù)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(tài)廊道工程”實(shí)施過(guò)程中，存在枯水期來(lái)水不足問(wèn)題，同時(shí)上游來(lái)水為村莊生活污水、農(nóng)藥廢水等，加上現(xiàn)狀公路箱涵縱向設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)則存在上游內(nèi)澇、下游污水外溢的風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)上述典型設(shè)計(jì)實(shí)施后，綠塘河整治段基本實(shí)現(xiàn)水不黑、聞不臭的效果，也讓河道恢復(fù)了生態(tài)性，由于上游還是存在內(nèi)澇問(wèn)題，加上管理、經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后等原因使得上游存在散排污水進(jìn)入河道，讓下游偶有出現(xiàn)污水現(xiàn)象。

4.結(jié)語(yǔ)

在應(yīng)用生態(tài)護(hù)岸技術(shù)過(guò)程中，要根據(jù)不同類型的現(xiàn)場(chǎng)條件采用不同的生態(tài)護(hù)岸斷面，充分利用生態(tài)材料，既要保證岸線生態(tài)，又要保證護(hù)岸穩(wěn)定、安全。生態(tài)護(hù)岸畢竟是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，不能為了生態(tài)而生態(tài)，要在保證岸坡穩(wěn)定、滿足排洪等基礎(chǔ)上采用生態(tài)措施，還要配合其它工程完成水系的整治。因此，生態(tài)護(hù)岸不能獨(dú)立地存在，要依托岸線、水系、截污、排洪等基礎(chǔ)，應(yīng)用生態(tài)護(hù)岸斷面就要充分考慮這些基礎(chǔ)。