卜俊松

(嘉興市水利工程建筑有限責任公司 314001)

梁菊明

(嘉興市五豐水泥制品制造有限公司 海鹽 314312)

嘉興市地處太湖流域杭嘉湖平原，現(xiàn)有大小河道總長約13800 km，水域面積325 km2，占區(qū)域面積的8.3%左右。嘉興市河道交叉成網(wǎng)、湖蕩棋布，屬典型的江南水鄉(xiāng)，治水是歷代水鄉(xiāng)人為營造良好生活、生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境的一件大事。五代十國時期，吳越國王錢镠率撩淺軍組織民眾，大范圍實施“塘浦圩田”，以塘浦匯水排澇，以圩堤擋洪除澇，圩內(nèi)低田養(yǎng)魚，平田種稻，高地植桑，成就了中國農(nóng)耕社會嘉興“魚米之鄉(xiāng)、絲綢之府”的輝煌業(yè)績［1］。新中國成立至20世紀70年代末，嘉興治水的宗旨也一直是開挖疏通河道、引水灌溉、行洪排澇。而從20世紀80年代初開始逐步實施的旨在保護河岸、穩(wěn)定河床的護岸工程，至今已初具規(guī)模，基本覆蓋了全市主要航道和主干河道。目前，從21世紀開始投入的以治理中、小河道為主要任務，創(chuàng)建“水清、流暢、岸綠、景美”生態(tài)環(huán)境為目標的河道整治工程正方興未艾，各種形式的生態(tài)河道、生態(tài)護岸應運而生。盡管各種護岸構造不同、形式多樣，但究其根源不外乎以“石、木、人工石”為基礎材料的幾種類型。鑒于各種結構的適用范圍不同以及面廣量大的特點，有必要對河道的護岸形式特征進行分析研究。

1 目前常見的河道、護岸工程形式

嘉興市域河網(wǎng)水位變幅較小，常見的河道斷面形式以“U”形斷面和復式斷面為主，其中“U”形斷面多見于自然河流，復式斷面多為經(jīng)人工改造過的老河道和部分新開河道;其次是梯形斷面和為數(shù)極少的矩形斷面，均屬人工改造河道。河道護岸工程常見的形式有傳統(tǒng)護岸的砌石護岸、混凝土護岸、木樁—混凝土—砌石混合結構護岸等3種，近幾年應用較多的是生態(tài)混凝土預制塊(魚巢磚、綠化磚)砌塊護岸、松木樁護岸、塊石固腳植被護岸、植物措施、樹根樁景觀護岸、生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻、扦插－拋石護坡以及景觀黃石園林風格護岸等8種。

2 護岸工程中幾種典型結構形式的利弊分析

2.1 傳統(tǒng)護岸

傳統(tǒng)護岸俗稱“駁岸、幫岸”，主要以干砌條料石或者木樁基礎干砌條料石墻身為主，大多布設在城鎮(zhèn)河道或者古運河塘等處，其作用是保護河岸不致坍塌、運河塘石駁便于拉纖，直立式駁岸便于船只?？恳约俺浞掷猛恋嘏R水建房等。從20世紀80年代初開始建設的以保護河岸、防止沖刷、穩(wěn)定河床、防洪排澇為目的，以航道護岸為基礎，逐步發(fā)展成各類河道的護岸工程，主要以漿砌塊石、干砌塊石或者砌石—混凝土結構為主，部分防洪墻則采用混凝土或者埋石混凝土、灌砌混凝土等結構形式。近年來，有些斷頭浜、暗浜等軟弱地基上的護岸工程，采用打木樁或宕碴墊層進行基底處理;為了增強抗沖刷能力，在砌石墻身迎水面澆筑混凝土防沖層;為了增加墻體美觀，則設置花崗巖條石、蘑菇石或者混凝土劈離砌塊護面，條料石壓頂?shù)鹊?。但不管形式如何變化，歸根結底為塊石、混凝土組成的剛體結構，在抵抗船行波、水流沖刷和河岸坍塌中發(fā)揮了巨大作用，有效地阻止了河岸水土流失，穩(wěn)定了河床，保證了航道的安全、行洪排澇暢通以及灌溉的順利。然而，作為航道護岸的砌石—混凝土結構，全面擴展到面廣量大的河道護岸工程后，其存在的缺陷亦隨之凸顯，首先是形式單調(diào)缺乏美感，盡管采取各種表面裝飾措施，但仍難改變其墻體呆板、缺乏生機的形象，達不到“景觀、旅游、生態(tài)和與周邊環(huán)境相呼應”的生態(tài)功能要求。其次是現(xiàn)階段的砌石—混凝土護岸不同于舊時的干砌條料石護岸，它基本上屬于封閉型的渠化硬質(zhì)岸堤，水體與土體被隔離，造成許多動、植物無處安身棲息，水生動物沒有地方修筑巢穴、產(chǎn)卵繁衍，兩棲動物難以上岸覓食、休閑嬉鬧、筑巢越冬，以致影響生態(tài)平衡。研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)護岸以犧牲生態(tài)系統(tǒng)功能為代價，隔斷了河流生態(tài)系統(tǒng)和外部環(huán)境的物質(zhì)和能量交換，阻滯了水氣循環(huán)，使河流變成孤立的水港，河流的自凈功能差，河水易被污染和腐化［2］。

2.2 生態(tài)混凝土預制塊(魚巢磚、綠化磚)砌塊護岸

生態(tài)混凝土預制塊(砌塊)護岸是近年來興起的新穎模式。通過改良結構材料，起到固土護坡、防止水土流失、保護生態(tài)環(huán)境的綜合作用。其結構為以鋼渣、粉煤灰、石屑等廢料為主要原料，經(jīng)工廠化生產(chǎn)制成牢固、美觀的抽屜式空腔砌塊，模塊化安裝壘砌而成的可使岸坡、護岸與水域渾然一體的多功能生態(tài)化防護墻(見圖1)。

例如水利部某水科院與某公司共同開發(fā)的多元化抽屜式空腔生態(tài)砌塊，其前部為生態(tài)部分，后部為擋土結構，中間空腔為生態(tài)孔，輔以錨固孔、土工格柵等(見圖2)。

該結構具有以下特點:

a.水土保持。砌塊前部為生態(tài)部分，后部為擋土結構，砌筑后形成連續(xù)擋墻，可有效擋土，確保墻后土體不因徑流流失，且擋土面為柔性結構，具有高抗壓性和良好的變形適應能力。

圖1 多功能生態(tài)化防護墻實例

圖2 多元化抽屜式空腔生態(tài)砌塊成品

b.結構安全。砌塊為工廠化規(guī)模生產(chǎn)，工藝先進、抗壓強度高、耐久性好。構件中的阻滑埂使砌塊疊加后更加牢固，可有效提高墻體的抗側推能力。且由于每塊砌塊后緣阻滑埂的存在，自然形成15°左右的坡度，使墻體重心偏內(nèi)，從而增加墻體在側向土壓力作用下的抗傾覆能力。若利用錨固孔在孔內(nèi)加筋澆注混凝土的擋墻，則更具有整體性和穩(wěn)固性。土工格柵則用于1.8m以上的擋墻，利用土工格柵在土端與砌塊一端之間構成拉網(wǎng)，可進一步增強墻體的抗傾覆能力。

c.生態(tài)平衡。砌塊由生態(tài)孔、抽屜式植物空腔組成。在水下時，生態(tài)孔和植物空腔可以為水生動物提供覓食、棲息、繁衍和避難的場所;生態(tài)孔形成一個橫向的迷宮，動物可以隨意往來串門游動。水上部分的植物空腔內(nèi)培入耕植土后，選擇適合生長的各種花草、藤蔓植物栽植其中，可在短期內(nèi)覆蓋墻面，遮蔽砌塊，形成良好的生態(tài)和景觀效果。

d.救生功能。多元化生態(tài)擋墻具有多孔結構，生態(tài)孔形成很好的抓手，退階結構不僅使墻體具有立體的美觀效果，而且便于踩攀，不慎落水者可以很容易攀爬救生，是人性化的自救設計，避免了以往“三面光”難于自救的缺陷。

e.低碳環(huán)保。生態(tài)砌塊融入了“變廢為寶”的理念，鋼渣、粉煤灰、石屑等工業(yè)廢料經(jīng)合理加工后具有良好的物理性能，結合混凝土材料本身的特性，可在各種環(huán)境下長期穩(wěn)定運行，并且不會造成二次污染，其正常使用壽命可達到80～100年。

f.施工方便、快捷、經(jīng)濟、靈活。由于生態(tài)砌塊的尺寸和形狀標準，砌筑時可以一層層直接碼上去，只要上下錯縫擺放即可，簡捷方便。同時還能減少氣候、人為隨意性等因素影響，因此，可大大加快施工進度，降低勞動強度，縮短工期，而且有效保證了墻體截面尺寸。通過特別設計的轉(zhuǎn)角還可壘筑成內(nèi)直角、外直角、內(nèi)圓弧、外圓弧及其他景觀設計與地形條件所要求的各種特殊造型。由于生態(tài)砌塊的外形尺寸相對較小和空腔結構重量較輕，施工時無需起吊機械，便于交通不便的地方施工，機動、靈活。獨特的空腔結構減少了混凝土的實體方量，從而降低了造價，經(jīng)濟可行。

2.3 松木樁護岸

松木樁護岸是近年來生態(tài)護岸的一種形式，一般選用2～4m長的松木樁直接成排打入河岸，形成擋土防護結構。其特點是構造簡單、施工方便、工期短，有一定的景觀效果。但是，松木樁護岸以減少森林資源為代價，因此，從保護國家森林資源、遏制亂砍濫伐和減少水土流失、防止沙漠化的角度，不宜提倡建造松木樁護岸。另一方面，民間雖有“水上千年杉，水下萬年松”之說，但舊時用于軟基處理的木樁常年處在水下或土中，不致氧化腐爛，而現(xiàn)在的松木樁護岸則半露在水上，風吹、日曬、雨淋，經(jīng)受水位的上升、下降。木材不怕干，不怕濕，最怕半干半濕、干干濕濕。今天快速建起來的生態(tài)的景象，用不了幾年，將會變成一排排朽木，反過來污染水域環(huán)境，迫使工程重建，造成惡性循環(huán)。因此，從國民經(jīng)濟長期、可持續(xù)發(fā)展的角度，采用松木樁護岸應該慎重考慮。

2.4 植物措施與樹根樁景觀護岸

植物措施護岸是采用喬、灌、草結合，維護河岸穩(wěn)定和保持生態(tài)環(huán)境、營造良好景觀的工程—綠化措施。但隨著國家綜合國力的增強和人民生活水平的提高，有些堤防、護坡開始采用草皮，配以喬、灌，依靠植物發(fā)達的根系而使護坡具有一定的固土和抗沖能力，起到了防止沖刷、保持水土的作用。坡面植被可以帶來徑流的變化，種植在水邊的喜濕植物以及各種挺水植物、沉水植物和浮葉植物能從水中吸取營養(yǎng)，其龐大的根系還是大量微生物吸附的介質(zhì)，有利于水質(zhì)凈化。

樹根樁景觀護岸是以能夠成活的樹根或樹枝打入河岸，輔以少量的景觀石塊，待樹枝長成后利用其根系保護岸坡，利用枝條綠化形成風景線的生態(tài)護岸。采用該形式的關鍵是:?要選擇能夠成活的樹根或樹枝，且品種不能太單一，否則影響景觀;?要掌握施工季節(jié)，加強養(yǎng)護。

植物措施和樹根樁護岸均為利用植物固土護坡，保護生態(tài)環(huán)境效果顯著。但該種形式有一定的區(qū)域性和局限性，同時在品種的選擇上既要容易成活，又要防止瘋長蔓延，且必須形式多樣，宜人觀賞。

2.5 景觀黃石園林風格護岸

景觀黃石園林風格護岸的基礎形式與傳統(tǒng)護岸相近，但其上部結構采用大小不一、形態(tài)各異的景觀黃石，經(jīng)錯落有致搭砌造型，宛如假山，再穿插配以花卉藤樹，形成園林風格景觀。該形式可結合河道的淺灘、深潭，與寬寬窄窄、彎彎曲曲的河、浜、池、蕩自然銜接。陡峭、平緩的多種構造使堤岸與水道渾然一體，營造出豐富多彩的空間，順應現(xiàn)代人類回歸自然的潮流，成為人們休憩、娛樂的場所，有效地改變了城市形象，提升了城市品位。但是，黃石護岸造價遠比普通護岸高，同時黃石原材料相當稀缺，運輸?shù)确矫嬉灿兄T多不便，盡管深受人們喜歡，但畢竟是“陽春白雪”，難以大面積推廣。

2.6 其他形式

其他形式護岸如塊石固腳植被護岸、生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻以及扦插—拋石護坡等等，均為新興的生態(tài)護岸形式。

塊石固腳植被護岸是在河道的坡腳處拋大塊石以穩(wěn)定坡腳，坡面種植根系發(fā)達、生長快、生存期限長、適應性好的水生植物，以形成綠色護坡。該形式適用于水域開闊、岸坡平緩的河段。

生態(tài)格網(wǎng)(網(wǎng)箱)擋墻技術是將特種鋼絲用專用機械編織成雙絞、蜂巢形網(wǎng)目的格網(wǎng)片，制成長方體箱籠裝入塊石等填充料后連接成一體的結構。施工時將組裝好的網(wǎng)箱置于待建的位置后在箱內(nèi)裝入石塊、碎石、片石等填充料，裝滿后封箱連接形成的網(wǎng)箱擋墻。該結構的好處是墻體為柔性結構，適應變形，透水、透氣，生態(tài)效果好，且抗沖刷能力強，同時該結構施工程序簡單，對石料材質(zhì)要求較低。缺點是要求石料資源豐富、特種鋼絲結頭易抓破人畜及動物皮膚、網(wǎng)箱易于變形、耐久性差且造價較高，鋼絲網(wǎng)一旦銹蝕或破損將毀壞整個工程。由于嘉興市河道流速大部分較平緩，因此很少采用網(wǎng)箱護岸形式。

扦插—拋石護坡是在河坡拋石的空隙中扦插入植物枝條，依靠塊石保護下層土質(zhì)、沙質(zhì)岸坡免受水流侵蝕，依靠成活后的植物為河流生物提供良好的棲息環(huán)境和凈化水質(zhì)。施工時先進行拋石作業(yè)，而后進行植物枝條扦插施工。所選枝條長度須超過拋石層的厚度，并削尖枝條底端，以“根端朝下、梢端朝上”的方法插入拋石縫隙中，枝條下端插入泥土20～25cm，上端露出拋石表面3～5cm。扦插時注意保證樹皮的完整性，以提高成活率。該方式優(yōu)點是施工簡單，便于機械化作業(yè)，而且扦插植物長成后可降低水流流速、減少水土流失，并有效防止太陽輻射，降低河道水溫。綠樹成蔭，環(huán)境自然，生態(tài)效果較好。但此種形式只適用于河道比較開闊、岸坡比較平緩的地段，且所占土地資源較大，在寸土寸金、人口稠密的杭嘉湖平原，自然采用得較少。

3 不同地形條件選用結構形式的探討

3.1 選擇原則

生態(tài)河道選擇應以生態(tài)安全與人水和諧為前提，首先要滿足水文學、水力學和工程力學要求，確保工程的安全性、穩(wěn)定性和耐久性;其次以修復受損河道為目的，通過生態(tài)河床與生態(tài)護岸等工程措施與非工程措施，營造安全穩(wěn)定、自然和諧、生態(tài)系統(tǒng)健康功能完善的仿自然型河道。

3.2 以安全防護為主的護岸形式選擇

生態(tài)河道、生態(tài)護岸的建設首先應考慮河道抵御洪水的能力和確保岸坡在受沖刷狀態(tài)下的結構安全和穩(wěn)定。因此，杭嘉湖地區(qū)主要的行洪通道應保證過水斷面滿足渲泄洪水要求，主要航道應能承受船行波的頻繁沖刷而不致破壞。如南排河道、北排紅旗塘、太浦河等河段，汛期水流湍急，沖刷嚴重，宜選擇線型順直的復式斷面和石砌—混凝土護坡、護岸。

3.3 面廣量大的鄉(xiāng)村河道生態(tài)護岸形式選擇

嘉興市域的鄉(xiāng)村河道面廣量大、交叉成網(wǎng)、彎曲多變，斷面大小不一，目前通航功能萎縮。治理的首要任務是疏浚清淤，基本上維持原河道形態(tài)，不改變河道的走向，局部過流斷面偏小的地段在原河道的基礎上適當疏浚拓寬，因此，在護岸形式上應以“回歸自然”為主題，兼顧防洪圩堤建設，使河道整治工程與周圍環(huán)境、景觀相協(xié)調(diào)。首先考慮選用可靠、實用、經(jīng)濟且生態(tài)效果好的抽屜式空腔結構預制(砌塊)生態(tài)護岸，其次考慮塊石固腳植被護岸、植物措施、樹根樁景觀等護岸。

3.4 城市河道與景觀園區(qū)的河岸護坡形式選擇

城市河道整治應充分考慮排水、景觀、綠化和美化城市需要，通過治理，將流水和景觀融為一體，形成水上風景走廊，顯示江南水鄉(xiāng)的獨特魅力。同時，城市河道整治應與舊城改造、新區(qū)開發(fā)和園區(qū)建設緊密結合，超前籌劃，避免各自為政、重復建設。生態(tài)護岸形式應根據(jù)周邊環(huán)境、地理位置，以多樣化、景觀化為宜。對一些公園、小區(qū)內(nèi)的河道，可選擇園林風格建筑，輔以植物措施，點綴優(yōu)美的風景。有水上游覽需求的河段，更應體現(xiàn)護岸親水、自然、生態(tài)、歷史文化與人性化的有機結合，使其成為一道具有水鄉(xiāng)特色的亮麗的風景線。因為直立式河岸在城市河道中仍占主導地位，但生態(tài)化環(huán)境建設要求河岸適應水土交換，使水生動、植物能夠在護岸上生活、繁衍、棲息，而兼有多種功能的空腔式預制(砌塊)護岸在某些城市河段中不失為一種理想的型式。

4 河網(wǎng)生態(tài)治理過程中有關問題的探討

水鄉(xiāng)河網(wǎng)生態(tài)治理是當前河道整治的發(fā)展趨勢，是杭嘉湖平原水利建設發(fā)展的必然要求。其目的是通過生態(tài)治理，提高河道的自凈能力，改善河道水質(zhì)，提升河道的防洪、生態(tài)、景觀效應，因此，治理過程必須從實際出發(fā)，著眼于未來，因地制宜地選擇合適的治理方案。切忌違背自然規(guī)律，搞“一刀切”，盲目跟風，照搬照套，造成有違治理初衷的現(xiàn)象。

4.1 河道生態(tài)治理應首先滿足行洪排澇和航道暢通的需要

嘉興市域地勢低洼，河道成網(wǎng)，水運方便，汛期易澇。建設生態(tài)河道當把防洪排澇安全放在第一位，主要的行洪通道必須要滿足汛期過水流量的要求。而流量的大小取決于過水斷面和流速兩個要素，因此，必須保證骨干行洪通道的河道斷面面積，不能為了景觀好看而隨意束窄，線型應以順直為主，護岸的建設也應以安全、穩(wěn)固、耐沖刷為重。同時，對于四通八達的內(nèi)河航道，其線型還必須滿足船舶航行、交會、停泊的特殊要求，修筑的護岸工程也應首先考慮穩(wěn)固、抗沖刷功能，以確保水上黃金通道的暢通無阻。

4.2 以可持續(xù)發(fā)展理念實施河道生態(tài)治理

杭嘉湖平原的河道現(xiàn)狀是千年自然演變與人為治水綜合形成的結果，因此，當前河道生態(tài)治理應以可持續(xù)發(fā)展為理念，尊重歷史、尊重科學、尊重地理環(huán)境，避免矯枉過正。已建成的傳統(tǒng)護岸，固然有不夠生態(tài)化的方面，但也有它特有的長處，特別是建在排水通道和航道上的傳統(tǒng)護岸，其作用還是應該肯定的。我們不能重蹈以往建石砌護岸時把原有的沿河綠化統(tǒng)統(tǒng)砍光的覆轍，對現(xiàn)有的硬質(zhì)護岸全盤否定推倒重來，而應根據(jù)實際情況，立足現(xiàn)狀，揚長避短，加以完善。

4.3 借鑒先進經(jīng)驗，提高創(chuàng)新意識

生態(tài)河道建設是一項新型的、多樣化的工程，因此，必須提高創(chuàng)新意識，不斷嘗試，不斷改進。如應用于生態(tài)護岸墻體的多元化抽屜式空腔砌塊、生態(tài)球、生態(tài)窩、魚巢磚等等，同時，借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗，取其精華，為我所用。如歐洲許多國家采用天然狀態(tài)下的河海岸型式，日本的多自然型河流治理法［5］，美國以及歐洲一些國家較為常用的“土壤生物工程護岸技術”等等，均值得我們學習、借鑒。

4.4 分析選擇，去偽存真，避免二次污染

生態(tài)河道、護岸建設形式選擇要與水污染控制措施緊密結合，防止在建設生態(tài)河道、生態(tài)護岸的同時產(chǎn)生新的污染，如疏浚棄土處置不當或原有綠化植被遭到破壞等等。防止為了本區(qū)域的生態(tài)建設而影響其他地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，防止貌似生態(tài)、華而不實的偽生態(tài)現(xiàn)象和二次污染的發(fā)生。

4.5 科學選擇綠化植物

生態(tài)護岸中的植物具有固土護坡、美化環(huán)境、凈化水質(zhì)等功能，它能保持河岸的綠色，給人以美的享受。河岸植物應以本地鄉(xiāng)土樹種為主，防止外來生物、植物入侵，維護生態(tài)安全，保護生物多樣性。

5 結語

水鄉(xiāng)河網(wǎng)生態(tài)護岸建設是融現(xiàn)代水利工程學、生物科學、生態(tài)學、環(huán)境學、美學等學科于一體的水利工程。通過生態(tài)治理，“還自然于河道”，有助于生物多樣性和河道水質(zhì)的改善，提供給人們一個近水、賞水、親水的美好環(huán)境。因此，在治理方式的選擇上既要滿足行洪排澇、航道暢通，又要盡可能地從生態(tài)的、可持續(xù)發(fā)展的角度著想，多方考慮以尋求最佳契合點。通過努力，使我們的河道通暢、清澈、生態(tài)、悅人，重現(xiàn)江南水鄉(xiāng)碧波蕩漾、綠樹成蔭的美景。

1 嘉興市水利志編纂委員會.嘉興市水利志［M］.北京:中華書局，2008:22 －25，595.

2 夏慶云，蔡軍，王尉英.杭州市典型河道生態(tài)護岸的選擇［J］.浙江水利科技，2011(2):21－23.

3 夏繼紅，嚴忠民.國內(nèi)外城市河道生態(tài)型護岸研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.中國水土保持，2004(3):20－21.

4 徐榮華.生態(tài)護岸技術在麗水市河道治理中的應用［J］.浙江水利科技，2011(5):20－21.

5 馬玲，王鳳雪，孫小丹.河道生態(tài)護岸型式的探討［J］.水利科技與經(jīng)濟，2010(7):744－745.