劉慧艷

(凌源市水利建筑勘測設(shè)計(jì)院，遼寧 凌源 122500)

在城市環(huán)境治理中河道整治屬于一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，加之人們傳統(tǒng)意識的轉(zhuǎn)變，城市河道已成為構(gòu)建和諧自然環(huán)境、確保防洪排澇安全的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的硬質(zhì)式護(hù)岸能改變河道的自然屬性，阻斷水陸系統(tǒng)的信息交流以及對地下水的補(bǔ)給，并極大的破壞水生物種棲息環(huán)境。另外，河道裁彎取直還會增大水流速度，大大增強(qiáng)水力沖刷河底與河岸的能力，并且各類污染物因無法被硬化裸露的護(hù)岸過濾吸收，在降水徑流下被排入河流，從而產(chǎn)生水環(huán)境污染。現(xiàn)階段，人們對自然環(huán)境、河道景觀和水文化的要求越來越高，河道生態(tài)治理也必將成為未來的發(fā)展趨勢[1]。本文在全面分析傳統(tǒng)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將形態(tài)布局、生態(tài)環(huán)境、人文景觀等因素有機(jī)融合提出生態(tài)護(hù)坡的實(shí)施方法，以期為城市河道治理和水環(huán)境修復(fù)提供決策依據(jù)。

1 傳統(tǒng)的護(hù)坡形式

1.1 傳統(tǒng)護(hù)坡結(jié)構(gòu)

人們通常把河道作為防洪排澇、供應(yīng)水源的重要工具，因此河道多筆直走向且截面形狀單一。混凝土或漿砌石等為傳統(tǒng)護(hù)坡的常用材料，這種硬質(zhì)式護(hù)坡形式能夠提供相對安全的發(fā)展空間及生活環(huán)境，并對防洪排澇、抗沖刷和保持水土發(fā)揮一定成效[2]。

1.2 環(huán)境影響分析

雖然傳統(tǒng)的護(hù)坡結(jié)構(gòu)能夠提供較安全的生活環(huán)境，有效抵御洪澇災(zāi)害以及保持水土，但從人水和諧的視角其環(huán)境協(xié)調(diào)性極差，給水系統(tǒng)循環(huán)以及周邊環(huán)境帶來較大的負(fù)面影響，這體現(xiàn)在以下方面：

景觀環(huán)境影響。雖然筆直、整齊的河道能帶來一種美觀整潔的視覺體驗(yàn)，而從生態(tài)的視角上河岸原有植被因傳統(tǒng)護(hù)坡結(jié)構(gòu)完全覆蓋，原有小型灌木及草本植物消失不見。河道周邊空氣清新、環(huán)境優(yōu)美逐漸成為現(xiàn)代城市人們的追求，但傳統(tǒng)護(hù)岸的顏色灰暗、材質(zhì)堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)簡單，其存在非常明顯的人工痕跡，違背了現(xiàn)今人類“返璞歸真、回歸自然”的理念，并給自然環(huán)境及河流系統(tǒng)帶來一系列負(fù)面影響[3]。另外，對于遭受破壞的傳統(tǒng)護(hù)坡，將嚴(yán)重影響市民的生活環(huán)境、城市形象以及周邊自然景觀。

生活環(huán)境影響。河道治理工程中，膨脹劑、抗凍劑等許多添加劑被加入建筑材料內(nèi)，部分混凝土或漿砌石長期處于水體浸泡狀態(tài)，從而使得水與添加劑、部分原材料發(fā)生碳化反應(yīng)和水化反映，河流水質(zhì)明顯下降。一般地，城市供水來源以城市河道為主，如果這種融入添加劑的水被市民長期飲用，勢必會威脅其身心健康，甚至造成某類區(qū)域性疾病。此外，混凝土或漿砌石護(hù)岸沒有生命氣息、結(jié)構(gòu)單一、顏色單調(diào)，長期生活在這種環(huán)境中的市民其心理、生理都會受到一定影響。從生理的視角分析，缺乏植被覆蓋的硬質(zhì)式護(hù)岸，對凈化水質(zhì)和周圍空氣發(fā)揮不了任何作用，若河流水質(zhì)被污染還會產(chǎn)生刺鼻的氣味，對周邊環(huán)境產(chǎn)生直接的不利影響，使得市民生理健康與生活質(zhì)量明顯下降；從心理的角度認(rèn)為，結(jié)構(gòu)簡單、顏色單一的傳統(tǒng)護(hù)坡形式，其觀賞環(huán)境差、林草植被稀少，從而使得休閑之余的周圍居民沒有去處，也必然對其心情造成影響?？傮w而言，人們的生活環(huán)境受傳統(tǒng)硬質(zhì)式護(hù)坡的影響較大。

自然環(huán)境影響。整個(gè)河道坡面被傳統(tǒng)的硬質(zhì)式護(hù)岸全面覆蓋，水生動(dòng)植物原有的靠近河道坡面部分的生存環(huán)境完全破壞，難以在硬質(zhì)式護(hù)坡上維持生存。堅(jiān)硬的混凝土或漿砌石結(jié)構(gòu)覆蓋了水生動(dòng)物筑巢居住所依賴的河道坡面泥土，其原有的生存環(huán)境、繁衍空間失去；原本扎根生長于坡面泥土部分的水生植物，因硬質(zhì)式護(hù)坡而無法破開生存。由于硬質(zhì)式護(hù)坡結(jié)構(gòu)使得整個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)斷層，水系統(tǒng)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。同時(shí)，有些延伸至河流底部的護(hù)岸形成了全面硬化的護(hù)坡結(jié)構(gòu)，這種形式將進(jìn)一步加劇水生態(tài)環(huán)境破壞。

2 生態(tài)型護(hù)坡概述

2.1 生態(tài)護(hù)坡的定義

生態(tài)護(hù)坡綜合考慮了水力學(xué)、生態(tài)學(xué)、水土保持和水文地質(zhì)等多門學(xué)科，通過采取植物與工程措施形成良性循環(huán)、綠色生態(tài)的護(hù)坡形式，最大程度的發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自修復(fù)、自組織和自支撐功能，從而達(dá)到邊坡環(huán)境修復(fù)、抗滑動(dòng)以及抗沖蝕的目的，實(shí)現(xiàn)人類社會、自然環(huán)境、河道景觀與水資源的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，有效控制坡面土壤侵蝕及減少洪澇災(zāi)害，改善自然環(huán)境和小流域氣候[4]。

2.2 生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)原則

(1)遵循自然原則：天然河流大多蜿蜒曲折，為維持河道的自然屬性以及原有環(huán)境空間，要盡量保持原本地貌，遵循“遇彎則彎、易寬則寬”的原則隨地形與層次變化，對河道橫向與正向連通性實(shí)行修復(fù)。人為建筑設(shè)計(jì)時(shí)最大程度的降低對河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾，保證河道的自然運(yùn)行，一旦河道某結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞勢必會對整個(gè)系統(tǒng)的良性循環(huán)帶來影響；此外，設(shè)計(jì)過程中生態(tài)護(hù)坡還要考慮陸地、水體兩套生態(tài)系統(tǒng)，綜合分析各類因素實(shí)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

(2)資源節(jié)約原則：生態(tài)護(hù)坡工程要符合減少資源消耗、節(jié)約成本、可就地取材的要求，充分利用可再生資源切實(shí)提高其利用率，并且工程材料選用時(shí)盡量選擇可再生資源。

(3)因地制宜原則：考慮地域場所特點(diǎn)和城市生態(tài)景觀要求，結(jié)合防洪治理規(guī)劃及自然岸線特征，在確保生態(tài)景觀與區(qū)域大環(huán)境協(xié)調(diào)性的條件下，因地制宜的設(shè)計(jì)河道岸坡，避免設(shè)計(jì)不切實(shí)際或盲目性[5]。如體現(xiàn)城市文化、地域特點(diǎn)、民族風(fēng)情的生態(tài)護(hù)坡，在設(shè)計(jì)上要求尊重鄉(xiāng)土知識、傳統(tǒng)文化等，有機(jī)結(jié)合自然回歸和城市品位提升的目標(biāo)，展現(xiàn)地形魅力、現(xiàn)狀水景元素、突出地域文化特點(diǎn)，在景觀中融會貫通城市文化底蘊(yùn)延續(xù)當(dāng)?shù)貧v史，合理運(yùn)用生態(tài)技術(shù)創(chuàng)設(shè)個(gè)性化護(hù)岸。

3 生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

隨著生態(tài)文明城市建設(shè)的加快以及人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，傳統(tǒng)的硬質(zhì)式護(hù)岸所存在的弊端日趨顯露，并嚴(yán)重制約著河流水生態(tài)功能與社會服務(wù)功能的提升，故應(yīng)用新型的建筑材料與先進(jìn)的護(hù)坡技術(shù)勢必成為河道護(hù)坡的發(fā)展方向。目前，草皮種植結(jié)合土工材料、植物固土、土壤固化劑添加、生態(tài)型水泥、多孔生態(tài)型混凝土等生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用較為常見。

3.1 草皮種植結(jié)合土工材料技術(shù)

土工材料施工技術(shù)以噴塑金屬網(wǎng)工格柵法最為常用，該方法主要利用種植型土壤、碎石、金屬網(wǎng)形成復(fù)合種植基。實(shí)踐工程中，大多選用噴塑鋼絲網(wǎng)或鍍鋅鋼絲網(wǎng)制成的金屬網(wǎng)片，由于長期處于有水環(huán)境中的鍍鋅鋼絲網(wǎng)易遭受腐蝕，由此破壞金屬網(wǎng)的鍍膜，從而降低其使用年限，所以具有較高穩(wěn)定性鍍膜的噴塑鋼絲網(wǎng)其應(yīng)用范圍更廣。在種植基中綜合利用碎石與噴塑鋼絲網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)有整體性好、護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式多樣、抗沖擊力強(qiáng)等，對較快水流速度的河道也具有良好適用性，并且能夠形成適宜水生動(dòng)植物繁衍、生長的空間環(huán)境[6]。

現(xiàn)階段，土工格與土工網(wǎng)墊層固土種植基屬于草皮種植結(jié)合法的兩種基本形式。從材料類型上，高分子材料聚丙烯、聚乙烯等構(gòu)成了土工網(wǎng)墊層，而完整的復(fù)合種植基還有種植型土壤播撒草籽和碎石等組成。從結(jié)構(gòu)形式上，利用平行于土壤方向的可雙向拉伸的平面網(wǎng)與垂直于土壤方向無法拉伸的多層網(wǎng)組成土工網(wǎng)墊層，為使得土壤垂直方向上的多層網(wǎng)狀空間更加穩(wěn)定，可以利用熱熔焊接法連接網(wǎng)層間的節(jié)點(diǎn)。采用該方法能夠形成更加寬松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為砂粒與土壤的填充提供足夠的網(wǎng)空間，同時(shí)為草皮生長提供較好的生存環(huán)境。土壤層、土工網(wǎng)墊層、植草層待草皮完全生長后牢固的結(jié)合一起，從而生成一個(gè)牢固穩(wěn)定的整體。工程上，可采用人工的方式鋪設(shè)土工網(wǎng)墊層，利用水力噴灑技術(shù)撒播草籽，該過程主要是運(yùn)用噴灑機(jī)器，將混入水中的草籽在壓力作用下向護(hù)坡土壤均勻的噴灑。實(shí)際上把草皮種植加固土層安置于每個(gè)土工格內(nèi)，由此即可生產(chǎn)固土種植基；高分子材料聚丙烯、聚乙烯等經(jīng)過加工處理可以形成土工格結(jié)構(gòu)，土工格的設(shè)立可以提高護(hù)坡的摩擦阻力，加之草皮的種植可以提高護(hù)坡的承受能力以及土壤層的穩(wěn)定性[7]。

3.2 植物固土技術(shù)

植物固土法是在護(hù)坡上種植具有比較發(fā)達(dá)根系的植物，充分利用深入土層中的植物根系發(fā)揮相應(yīng)的錨固作用，從而實(shí)現(xiàn)土壤加固的目的。植物根系法既有保持水土、加固土壤、美化城市形象的功能，又能符合生態(tài)環(huán)境及現(xiàn)代人們生活需求[8]。其中，比較常見的固土植物有常春藤、凌霄、麥冬、沙棘、龍須草、黃刺玫、三裂繡線菊、迎春、地錦、石竹、黃櫨、金銀花、池杉、刺槐、紫葉矮櫻、紫穗槐等，茭白、蘆葦多用于南方地區(qū)，而刺槐、迎春多用于北方地區(qū)?？紤]不同地區(qū)的氣候條件與生態(tài)環(huán)境，因地制宜的選擇合適的植被類型。

3.3 土壤固化劑添加技術(shù)

該技術(shù)以土壤為主體融入添加劑激發(fā)土壤性質(zhì)發(fā)生變化，促使土壤中的水分與固化劑中的激發(fā)物質(zhì)結(jié)合，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)組成新的化學(xué)鍵，對于土壤中的水分子這種化學(xué)鍵的吸附能力極強(qiáng)，通過對水分的吸收實(shí)現(xiàn)固化土壤的成效。河道生態(tài)治理要求護(hù)坡表層土壤固化，保持岸坡土壤以及深層土質(zhì)疏松，并為河流水生動(dòng)植物提供適宜的生長、繁衍空間。因此，土壤固化劑能夠使護(hù)坡表層土壤局部固化，并且對深層土壤結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生明顯影響，在保持水土的同時(shí)還可創(chuàng)設(shè)良好的生境條件，其推廣與應(yīng)用前景較為廣闊[9]。

3.4 生態(tài)型水泥護(hù)坡技術(shù)

由固、液、氣三相結(jié)構(gòu)組成的生態(tài)型水泥護(hù)坡，主要利用多孔材料(如秸稈、稻草)形成護(hù)坡結(jié)構(gòu)的孔隙，并發(fā)揮一定的固岸作用。此外，水泥、河砂、肥料、種植型土壤等物質(zhì)，為固體結(jié)構(gòu)中植被的生長提供了必備條件。

3.5 多孔生態(tài)型混凝土技術(shù)

采用肥料、種植型土壤、保持水土的原料以及多孔混凝土材料等組成多孔生態(tài)型混凝土，其中少量細(xì)料、混有硅灰與爐渣的水泥、粗制骨料等為制作多孔混凝土的主要原料。一般地，人工合成的無機(jī)土壤為常用的保持水分的原料，并加入吸附能力比較強(qiáng)的材料以及吸水性比較強(qiáng)的高分子材料等。建設(shè)多孔生態(tài)型混凝土?xí)r先將多孔混凝土材料鋪設(shè)于護(hù)坡土壤表面，從而為草皮生長創(chuàng)設(shè)良好的空間，草皮生長所需要的養(yǎng)分主要由多孔混凝土中的肥料提供。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的混凝土護(hù)坡結(jié)構(gòu)已無法滿足現(xiàn)階段城市發(fā)展需求，因此人們越來越關(guān)注生態(tài)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)。新型生態(tài)型護(hù)坡具有提高市民生活質(zhì)量、美化城市形象、提高自然景觀觀賞性等功能，并且在改善周邊自然環(huán)境、穩(wěn)定河流生態(tài)系統(tǒng)、提高河道空氣質(zhì)量、凈化氣候環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候等方面發(fā)揮著積極作用。為進(jìn)一步提升生態(tài)護(hù)坡適用性，還需要進(jìn)一步深入研究和分析生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。