黃成
摘 要:生態(tài)護岸是現(xiàn)代河道治理發(fā)展趨勢,是融現(xiàn)代水利工程學、生物科學、環(huán)境學、美學等學科于一體的水運工程。本文首先介紹了生態(tài)護岸的特點及功能,并分析了未來生態(tài)護岸的發(fā)展趨勢,最后以上海青浦區(qū)練塘鎮(zhèn)為實例說明生態(tài)護岸的建設。
關鍵詞:生態(tài)護岸;景觀;功能;特點
引言
生態(tài)型護岸作為永久河岸防護工程在我國還處于探索階段,生態(tài)護岸利用植物或者將植物與土木工程相結合,對河道坡面進行防護,有助于對河流水質的改善。隨著生態(tài)環(huán)保理念的深入,我國也不斷地提高對護岸工程生態(tài)環(huán)境效益的要求。黨的十八大期間,農(nóng)業(yè)部提出在全國開展“美麗鄉(xiāng)村”創(chuàng)建活動,上海市青浦區(qū)委區(qū)政府啟動了5個“美麗鄉(xiāng)村”示范村建設的工作任務,本文以上海市青浦區(qū)2014年美麗鄉(xiāng)村練塘鎮(zhèn)工程中的大圣港、莊前江等重點河道及網(wǎng)田河、東泖江等規(guī)劃河道為例來說明如何構建生態(tài)護岸。
1生態(tài)護岸的特點
生態(tài)護岸為石堤與土堤相結合的一種二級護岸型式,石堤和土堤均充分發(fā)揮其優(yōu)勢,其特點主要是:1)工程造價低,經(jīng)濟適用;2)外型美觀,與環(huán)境協(xié)調;3)施工難度大,工期長;4)管理費用高、難度大。
2生態(tài)護岸的功能
生態(tài)護岸是恢復后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護岸。其自然河床與河岸基底具有一定的滲透性,在河岸與河流水體之間,水的交換和調節(jié)功能可以得到充分保證。生態(tài)護岸具有以下多種功能:
2.1防洪功能
生態(tài)護岸作為一種新型的護岸,它采用自然材料,形成一種“可滲透性”的界面,使水循環(huán)途徑發(fā)生一定的變化。當洪水來臨時,洪水通過坡面植被向堤中大量滲透儲存,可緩解洪峰,生態(tài)護岸中大量根系發(fā)達的固土植物,可以很好地保持水土,使堤岸的抗沖性能大大加強。
2.2生態(tài)功能
生態(tài)護岸把濱水區(qū)的植被與堤內的植被連成一體,構成一個完整的河流生態(tài)系統(tǒng),是水陸之間的過渡區(qū)域。生態(tài)護岸坡面的植被可以減緩河水的流速,為一些水生動物提供覓食、棲息場所,對保持生物多樣性起到一定的作用。因此,植被覆蓋充分的護岸是河岸帶生物多樣性的保障[1]。
2.3景觀功能
生態(tài)護岸不僅可以與周圍環(huán)境構成相協(xié)調的河道景觀,而且可以通過保護和建立豐富的生態(tài)系統(tǒng)形成河水清澈見底、魚蝦洄游、水草茂盛的自然生態(tài)景觀,成為人們休閑、娛樂的場所。
3生態(tài)護岸的發(fā)展趨勢
護岸的生態(tài)化建設正在逐漸興起,我國對河流生態(tài)護岸技術的研究從“水利工程”開始逐漸發(fā)展到“生態(tài)水利學”、“生態(tài)水工學”等。
3.1研究多集中在植被的選擇與搭配、護岸材料的選擇、結構形式的優(yōu)化等方面,對護岸機理的研究還不多。植被護坡、土工材料復合種植基護坡、植被型生態(tài)混凝土護坡等護岸形式都是從表觀和現(xiàn)象來研究生態(tài)化護坡,而較少見到從物質流動、能量流動和食物鏈關系等角度來研究生態(tài)護岸[2]。
3.2生態(tài)護岸工程是一個“土壤生物工程”,是土壤保持技術、地表加固技術以及生物技術和工程技術的綜合體。由于護岸處于水陸交界地帶,具有非?;钴S的物質、能量和信息流動,以及比其它相鄰生態(tài)系統(tǒng)更為明顯的生物多樣性特征,因此今后應該對護岸的綜合功能進行廣泛深入的研究。
3.3生態(tài)護岸是一門囊括了園林、生物、環(huán)境工程、土木工程等多種交叉學科[3]。目前在理論上的研究滯后于工程應用上的需要,還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范。不同構成和形式的生態(tài)護岸應當在滿足水利要求的同時,有統(tǒng)一的規(guī)范來給予指導。
4生態(tài)護岸實踐——以練塘鎮(zhèn)為例
根據(jù)《練塘鎮(zhèn)水利規(guī)劃》,大圣港、莊前江等重點河道及網(wǎng)田河、東泖江等規(guī)劃河道位于太南片,我們應根據(jù)當?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境和美麗鄉(xiāng)村建設要求。護岸類型優(yōu)先考慮生態(tài)性結構、適當兼顧景觀性的要求,再結合工程的施工、地質、地形、兩岸的功能要求,來選用護岸結構形式,以確保河道的安全穩(wěn)定性、生態(tài)性、美觀性和工程的經(jīng)濟性。
4.1 地形地貌
青浦區(qū)練塘鎮(zhèn),地形起伏不大。擬整治河道兩岸為現(xiàn)狀房屋、農(nóng)田、道路和魚塘,地面標高在2.20~4.80m 之間,勘探孔孔口高程在2.24~4.19m 之間。另外,練塘鎮(zhèn)地基土勘察查明,在自然地面以下25m 內各土層均為第四系沉積物,由粘性土、粉性土等組成。
4.2 工程要求
擬建景石壘砌護岸設計基底標高為1.60m 。受河塘邊界變遷及護岸建筑歷史影響,擬建場地局部位置填土厚度較大,設計護岸基底局部位于第①層填土中,應注意作換填處理。其余護岸基礎底面處于第②層粉質粘土中,可選用該層為天然地基持力層。所建議持力層局部夾灰黑色有機質土,該夾層土質極其軟弱且有遇水強度銳減的特性,施工中基底遇該層應徹底清除作換填處理。當基底下第②層土厚度較小且下有第③層時,應考慮軟弱下臥層按雙層地基考慮承載力,必要時應對軟弱下臥層(第③層)進行地基加固處理,如注漿、水泥土攪拌樁等。
4.3護岸方案設計
護岸結構的設計首先要滿足安全性能的要求,同時考慮生態(tài)性及景觀性要求。根據(jù)美麗鄉(xiāng)村建設規(guī)劃,將重點河道及規(guī)劃河道遠離建筑物及道路的河段,擬建設生態(tài)護岸,以滿足美麗鄉(xiāng)村的景觀、生態(tài)需求。
1)護岸方案一
采用鋼筋混凝土L 墻,鋼筋底板寬為 1.12m,底高程為 1.70m,基礎厚為0.30m。胸墻總高為1.00m,胸墻厚為0.12~0.26 m 的鋼筋混凝土整澆結構,胸墻頂高程為3.00m。墻后設1:2.5 的土坡,土坡上種植綠化。墻前槽內理砌塊石體,外側設水生植物種植區(qū)。
2)護岸方案二
自嵌式擋墻結構,素混凝土基礎,寬1.1m ,基礎頂高程為 1.90m,厚 0.25m ,外側設防滑趾坎,采用自嵌式砌塊墻體、鋼筋混凝土壓頂,墻身總高1.1m,厚為0.305m,墻后采用碎石分層填筑,并鋪設土工格柵及土工布。
3)護岸方案三
采用100mm 高土工格室,內填碎石和耕植土,并拌入草種,自然發(fā)芽成護坡植物。結構下端略低于2.2m高程平臺,上端至3.6m高程的堤頂。土工格室護坡下端設300×500鋼筋砼鎮(zhèn)腳,其上為2.2m高程挺水植物平臺,下方1.9m高程浮葉及沉水植物種植平臺。
4)護岸方案四
采用土工格室+密排木樁組合護岸,采用100mm 高土工格室,內填碎石和耕植土,并拌入草種,自然發(fā)芽成護坡植物。結構下端略低于 2.2m高程平臺,上端至3.2m 高程的堤頂。2.2m 高程挺水及浮葉植物平臺與下方1.7m 高程平臺間采用密排杉木木樁(?80、L=2000 )分隔。
5)護岸方案五
采用三立抗沖毯,通過鉚釘、輔助鉚釘、固定釘及合成纖維將植被毯定位在1:2.5 的斜坡上。2.20m 高程挺水及浮葉植物平臺與下方1.9m 高程沉水植物種植平臺間采用石籠網(wǎng)箱分隔。
4.4生態(tài)護岸方案對比
根據(jù)前述要求及五種不同設計方案的對比,方案一景觀性、生態(tài)性均比較好因而選用于重點河道有景觀、生態(tài)要求的河段;方案二生態(tài)性、景觀性均比較好,穩(wěn)定性好、墻后可以承受較大荷載,同時施工方便;方案三因其生態(tài)性好且施工方便因而選用于骨干河道及規(guī)劃河道臨河無建筑物的河段;方案四生態(tài)性較好,且施工方面、造價較低,能很好的解決河坡坍塌和水土流失問題,而選用于野外的村級河道。
結論:
生態(tài)護岸是現(xiàn)階段及將來護岸建設的發(fā)展趨勢和新要求。在當前大力提倡崇尚自然、重塑生態(tài)河道的形勢下,越來越多的河道護岸工程要求達到人與自然的和諧統(tǒng)一,既要滿足行洪防洪的最基本需要,又盡可能地從生態(tài)的、可持續(xù)發(fā)展的角度來處理河道護岸工作。
參考文獻:
[1]朱宏進,上海郊區(qū)中小河道生態(tài)河道護岸建設形式的討論[J].上海市郊區(qū)水利新技術論文集,2013(05).
[2]熊治,平河道生態(tài)護岸設計中的幾個問題[J].中國河道治理與生態(tài)修復技術???,2010