航道工程中生态护岸的水土保持生态功能浅析

关键词：航道工程，生态护岸，水土保持 

　　1　引言 

　　传统的航道整治工程中，为保证行船安全、防止河岸水流冲刷等问题，护岸形式大多采用浆砌或干砌块石、混凝土或钢筋混凝土等硬质结构。这些护岸形式虽然在安全性、稳定性上有着一定的优势，然而其形式单一呆板，尤其在河流生态性方面多受诟病。因此，生态型护岸越来越受到青睐，其在生态、防洪、景观性方面有着显著优势。 

　　2　生态护岸的概念 

　　所谓生态护岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工护岸，生态护岸的主要特征是模仿自然护岸具有的“可渗透性”特点，同时具有符合工程要求的稳定性。生态护岸可以充分保持河道两侧水体以及陆地之间的水分和气体交换与调节功能，此外生态护岸的多孔透气性为多种水下生物提供了栖息与繁殖条件，从而为人工营造岸边水体中的湿地水生植物群落，进而为形成较为完善的河流生态系统建立了良好的基础。 

　　3　生态护岸的形式 

　　近年来的一些航道整治工程中主要采用了以下几种形式的生态护岸：抛石芦苇护岸、生态砌块护岸、加筋石笼式护岸等形式。从已经实施的护岸情况看，护岸工程造价不高，使用情况基本良好，不仅起到了护岸的基本功能，而且保护和美化了环境，经济效益和社会效益显著。其中，按照护岸结构组成分为纯自然式生态护岸、砌石式复合护岸和混凝土复合护岸三种类型。 

　　3.1　纯自然式生态护岸 

　　该护岸采用根系发达的原生植物来保护河堤稳定及生态。固土植物可根据当地的土质、气候以及群众喜好选择适宜的植物品种。植物护岸可以保证自然河道及堤岸特性，如种植水杉、柳树等具有喜水特性的植物，由它们发达的根系稳固土壤颗粒、增加堤岸的稳定性，具有一定的抗冲刷能力。该方法简单易行，造价低廉，但建设初期堤岸抗冲能力差，可辅助采用土工布固坡，随着植物的生长，抗冲能力逐步提高。此外，可采用松树、柳树等木材制成一定长度的木桩，垂直或倾斜打入地基，形成近于垂直的木桩护岸，保护堤岸不被冲刷。 

　　3.2　砌石式复合护岸 

　　（1）干砌石护岸。利用当地石料，采用干砌的方式，形成直立或具有一定坡度的护岸。该种护岸形式结构简单、施工方便、施工技术容易掌握，抗冲刷能力强，适用于较大的河道及较高的流速。干砌石料时，在石料缝隙中填塞泥土或种植土体，并种植草木等植物，美化绿化堤岸。一般是在常水位以下干砌直立挡墙，用以挡土和防水冲刷。常水位以上做成较缓的土坡，并种植当地水草和树木。 

　　（2）浆砌石护岸。浆砌块石护岸是用水泥砂浆、石料砌成垂直的挡土墙。这种护岸形式稳定性较好，强度较高，施工方便，外形美观，但造价相对较高。较充分利用河道过水断面进一步增大了抗冲能力，可用于大江大河或流速很大的堤防护岸。 

　　（3）加筋石笼式护岸。石笼既可以是铁丝也可以是合金钢丝编成，内部填充砾石或块石，也可以加入土壤和肥料的混合物。石笼后覆盖无纺土工布作为反滤层，后部再固定聚丙烯土工格栅起到加筋作用，保持护岸与土体的稳定性。石笼尺寸1m*1m*1m，编织方式为六边形蜂窝网式，其结构牢靠稳固，不易被破坏。为了保护护岸坡脚不受掏蚀，在坡脚处回填块石，内部种植芦苇等挺水植物，这样既能起到防治水流冲刷保护坡脚的作用，又能达到净化水环境、为水生生物提供栖息繁殖环境、美化景观的效果。 

　　（4）生态砌块护岸。该护岸胸墙和基础采用混凝土，墙面板采用预制混凝土生态块体，加筋体采用土工格栅，回填料采用粉质黏土或黏土。其主要特点为景观和生态好，柔性结构适应变形能力好，但需做好墙后反滤系统和回填料的压实，墙身较高的墙与浆砌块石结构相比造价具有明显的优势。 

　　3.3　混凝土复合护岸 

　　（1）新型生态混凝土护岸。生态混凝土护岸，是采用多边形预制混凝土板块，规则堆砌在河坡上，预制混凝土板块中间设有孔，在孔中种草、栽植植物，形成绿色生态护岸。混凝土板块可设企口。采用方格形或梅花形排列，水下部分孔洞作为鱼类和两栖动物的洞穴。该护岸形式具有一定的抗水流冲刷能力；而且，孔洞部分适合植物生长、两栖动物的栖息繁衍，形成和谐的水中、岸坡、水上交流共生系统，较好地实现护岸的生态化。 

　　（2）预制连锁块工艺。在河道拐点处，会出现冲刷腐蚀性较强的特点，针对此河段保护要求较高，可考虑采用连锁块护坡防冲。连锁块护坡是由一组尺寸、形状和重量一致的预制混凝土块用一系列绳索相互连接而形成的连锁型矩阵。连锁混凝土块具有渗水、柔性、能植草、防冲刷、稳定、抗高切应力等优点。连锁混凝土块施工方便快捷，可节省总工程投资，此外它耐用持久，大大节省后期维修费用。 

　　（3）预制混凝土沉箱护岸。 

　　预制混凝土沉箱式护岸的主要特点是采用预制混凝土沉箱形成护岸墙体，箱内可填土绿化，强化护岸透水性，再造湿地环境，为动植物生长提供条件，挡墙迎水面设计镂空花纹，既美观又便于水中小生物的吸附，有利于小鱼小虾的生存，引入椰丝毯用于航道边坡防护，利用其透水、短期不腐蚀、长期可降解的特性，在保证岸坡透水性、抗冲刷的同时，为植物生长提供良好的环境，有利于水位变化段岸坡的植被覆盖。 

　　4　生态护岸的水土保持生态功能 

　　生态护岸实际上是工程措施与植物措施相结合而建成的人工护岸，因此它具有圬工式护岸与自然式护岸两者的优点。植被根系增加了土体的渗透性，在蓄持水分增加的同时，也增大了土体的孔隙水压力；植物根系无法控制土体深层滑动，若根系延伸范围内没有稳定的岩土层，则其防护作用便不明显；因此，在水流较急、坡度较陡的河段，需结合圬工进行防护。在修建初期利用圬工结构加强稳定和锚固效果，随着植物的生长和繁殖，生物量的增加，植物措施在减轻坡面不稳定性和防治土壤侵蚀方面的作用会越来越大。故将二者相结合，发挥各自的优点，在保证边坡稳定的同时，起到生态修复作用，达到人与自然相互和谐的目的。 

　　由于生态护岸拥有可渗透性，自然河床与河岸基底，可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换，并且还通过渗透性界面补充和排出地下水，通过这种水体的交换方式可调节河道蓄水功能。生态护岸中大量采用根系发达的固土植物，在水土保持方面有很好的效果，护岸的抗冲性能大大加强，因此也使得生态护岸具有一定的抗洪防涝强度。 

　　传统浆砌石护岸把水、护岸与土壤分隔开来，隔断了水体与土壤的直接接触，阻止了河道与护岸的水气循环，断绝了水中生物的食物来源，破坏了水生生物赖以生存和生活的环境，以致破坏整条河流的生态系统。 

　　生态护岸把水、河道、护岸、植物及水生生物形成一个整体，建立起一个平衡的河流生态系统。由于生态护岸的高孔隙性，为水生生物提供了栖息地；水中的动植物以及护岸上的动植物之间形成了一个完整的食物链，相互为彼此提供食物和营养，使河道水环境维持平衡，从而修复了水中生物生活的原始自然环境，维护了整条河流的生态平衡。 

　　结语 

　　生态护岸是集生态、环保、景观、安全为一体的新型护岸，它有助于河流水质的改善，生物多样性的提高，水土保持效果好，又能给人们带来亲近大自然的感觉，因而生态护岸是现代航道工程的发展趋势，有广阔的发展前途。 

　　然而，生态护岸建设又是一项长期而艰巨的任务，各地应根据本地区实际情况，因地制宜地选择合适的治理方式，对于条件成熟的地方，应当大力推广、提倡灵活应用各种形式的生态护岸，更鼓励运用新物种、新材料、新方法促进生态护岸建设的发展。随着人们对环境保护意识的增强以及对自然的重新认知，生态护岸将具有广阔的应用前景。