摘要:生態(tài)護(hù)岸是一種集防洪、生態(tài)、景觀、自凈等效應(yīng)于一體的新型護(hù)岸技術(shù),是人與自然和諧發(fā)展的新要求,對(duì)傳統(tǒng)護(hù)岸工程與生態(tài)護(hù)岸進(jìn)行對(duì)比,總結(jié)了生態(tài)護(hù)岸功能及技術(shù)現(xiàn)狀,介紹了生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的常用措施及應(yīng)用,以促進(jìn)河道生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞: 河道; 生態(tài)護(hù)岸; 形式;應(yīng)用;
目前,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,一方面河道在保障經(jīng)濟(jì)生活與建設(shè)良好生態(tài)環(huán)境中的作用越來(lái)越大;另一方面由于人類活動(dòng)的影響,與我們生活生產(chǎn)息息相關(guān)的河道功能退化、水質(zhì)惡化。水多為患,水少為愁,水臟為憂,此類突出問(wèn)題集中反映在河道。生態(tài)護(hù)岸是指恢復(fù)后的自然河岸或具有自然河岸“可滲透性”的人工護(hù)岸,將護(hù)岸由過(guò)去的混凝土結(jié)構(gòu)改造成為能使水體和土體、水和生物相互涵養(yǎng),適合生命棲息和繁殖的仿自然狀態(tài)的護(hù)岸。它擁有滲透性的自然河床與河岸基底,豐富的河流地貌,可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能,同時(shí)具有一定的抗洪強(qiáng)度。
1.河道護(hù)岸工程的發(fā)展歷史
長(zhǎng)期以來(lái),傳統(tǒng)的河道護(hù)岸工程往往局限于防洪、排澇、引水和航運(yùn)等基本功能。在護(hù)岸工程設(shè)計(jì)中,特別是城市河道,為了控制河勢(shì)和確保河道的防洪安全,著力于運(yùn)用塊石、混凝土等硬質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得許多河道被人為渠化。這樣一來(lái),對(duì)河道和人類造成了諸多方面的負(fù)面影響:
1.1河岸襯砌硬化
土體與水體的關(guān)系相割裂,隔斷了河道水域中的生物、微生物與陸域的接觸,并引起其自然生存環(huán)境惡化,河流的天然自凈能力下降;
1.2河道兩岸修筑防洪堤岸
實(shí)施硬化護(hù)坡之后,河流從前的濱水環(huán)境發(fā)生了改變,人與河流原本的和諧關(guān)系被破壞,人們失去了往昔那種自然野趣的親水、休閑和娛樂(lè)場(chǎng)所;
1.3按傳統(tǒng)方法整治后的河道
河槽渠化,河岸硬化,邊界整齊,走向筆直,與現(xiàn)代人追求回歸自然、與自然和諧相處的景觀需求和心理期待完全相背。到20世紀(jì)中葉,隨著回歸自然、景觀文化、親水等新理念的不斷涌現(xiàn),生物護(hù)岸技術(shù)開(kāi)始得到了重視,其應(yīng)用也逐漸廣泛起來(lái)。現(xiàn)代生物護(hù)岸技術(shù)是結(jié)合工程、生物與生態(tài)的理論,有意識(shí)地盡量利用天然材料作為河岸保護(hù)的素材,進(jìn)行生物護(hù)岸建設(shè),不再僅僅強(qiáng)調(diào)護(hù)岸的抗沖刷力、行洪能力等,而是強(qiáng)調(diào)安全性、穩(wěn)定性、景觀性、生態(tài)性、自然性和親水性的完美結(jié)合。
2.生態(tài)護(hù)岸的防護(hù)原理
在水域相對(duì)開(kāi)闊,水流較緩,河道水位變化不大的河段可以采用植物的根、莖(枝)或整體作為生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)的主體元素對(duì)河岸進(jìn)行防護(hù)。這種防護(hù)方式將植物的根、莖(枝)或整體按一定方式和方向排列插扦、種植或掩埋在邊坡的不同位置,在植物群落生長(zhǎng)和建群過(guò)程中,植物的根系在土中錯(cuò)綜盤結(jié),使邊坡土體在其延伸范圍內(nèi)成為土與根系的復(fù)合材料,加固和穩(wěn)定邊坡。然而,在水流較急、岸坡坡度較陡的河段,植物根系無(wú)法控制土體深層滑動(dòng),若植物根系延伸范圍內(nèi)無(wú)穩(wěn)定的巖土層,則其防護(hù)作用便不明顯,需結(jié)合圬工進(jìn)行河岸防護(hù)。采取圬工防護(hù)措施對(duì)減輕護(hù)岸修建初期的不穩(wěn)定性效果很好,其深層錨固措施對(duì)邊坡的加固作用非常有效。隨著時(shí)間的推移,混凝土的老化,鋼筋的腐蝕,材料強(qiáng)度會(huì)降低,圬工防護(hù)與加固效果也越來(lái)越差。而隨著植物的生長(zhǎng)和繁殖,生物量的增加,植物措施在減輕坡面不穩(wěn)定性和防治侵蝕方面的作用會(huì)越來(lái)越大。因此,植物措施與圬工措施相結(jié)合,發(fā)揮二者各自的優(yōu)點(diǎn),在保證邊坡穩(wěn)定的同時(shí),起到生態(tài)修復(fù)作用,達(dá)到人類活動(dòng)與自然環(huán)境相和諧的目的。
3.生態(tài)護(hù)岸的主要技術(shù)措施
目前,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,許多新技術(shù)、新材料被用于國(guó)內(nèi)外河道生態(tài)護(hù)岸中。主要有以下措施:
3.1固土植物護(hù)坡
即利用根系發(fā)達(dá)的植物進(jìn)行固土護(hù)坡,既可起到防止水土流失作用,又可以滿足生態(tài)環(huán)境修復(fù)需要,同時(shí)還可以人造景觀。
3.2網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)生態(tài)護(hù)岸
網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)生態(tài)護(hù)岸,可以構(gòu)造鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基。即由鍍鋅或噴塑鐵絲網(wǎng)籠裝碎石、肥料及種植士組成。在河道護(hù)坡中,一般選用耐銹蝕的噴塑鐵絲網(wǎng)籠。
3.3土工材料復(fù)合種植技術(shù)
該項(xiàng)技術(shù)又分:土工網(wǎng)復(fù)合植被,土工網(wǎng)墊固土種植基,土工格柵固土種植基,土工單元固土種植基等技術(shù)。其中,土工網(wǎng)復(fù)合植被技術(shù),又稱草皮加筋技術(shù)。土工網(wǎng)墊固土種植基,主要由網(wǎng)墊和種植土、草籽等組成。網(wǎng)墊質(zhì)地疏松、柔韌,有合適的空間,可充填土壤和沙粒。植物的根系可以穿過(guò)網(wǎng)孔生長(zhǎng),長(zhǎng)成后的草皮可使網(wǎng)墊、草皮、泥土表層牢固地結(jié)合在一起。土工格柵固土種植基,是利用土工格柵進(jìn)行土體加固,并在邊坡上植草固土。土工單元固土種植基,是利用聚丙烯等片狀材料經(jīng)熱熔粘接成蜂窩狀的網(wǎng)片整體,在蜂窩狀單元中填土植草,起固土護(hù)坡作用。
3.4植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡
植被型生態(tài)混凝土亦稱綠化混凝土,由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。在城市河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)中,可利用生態(tài)混凝土預(yù)制塊進(jìn)行鋪設(shè),或直接作為護(hù)坡結(jié)構(gòu),既實(shí)現(xiàn)了混凝土護(hù)坡,又能在坡上種植花草,美化環(huán)境,使江河防洪與城市綠化完美結(jié)合。
3.5水泥生態(tài)種植基
水泥生態(tài)種植基,是由固體、液體和氣體三相組成的具有一定強(qiáng)度的多孔性材料。固體物質(zhì)包括適合于植被生長(zhǎng)的土壤、肥料、有機(jī)質(zhì)及由低堿性的水泥、河砂組成的膠結(jié)材料等。在種植基固體物質(zhì)間,由稻草、秸稈等成孔材料形成孔隙,以便為植物提供充足的水分和空氣。在種植基內(nèi)還可填充保水劑,保持植物在日照下能很好生長(zhǎng)。
3.6多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)護(hù)岸
所謂多孔質(zhì)護(hù)岸,是指用自然石、混凝土預(yù)制件等材料,構(gòu)成的帶有孔狀的適合動(dòng)植物生存的護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式。其施工簡(jiǎn)單,不僅能抗沖刷,還為動(dòng)植物生長(zhǎng)提供有利條件,此外還可凈化水質(zhì)。這種形式的護(hù)岸,可同時(shí)兼顧生態(tài)型護(hù)岸和景觀型護(hù)岸的要求。
3.7自然形護(hù)岸
自然形護(hù)岸,即以天然的植被、原石、木材等材料來(lái)替代混凝土護(hù)岸,盡量創(chuàng)造接近自然型的河道。自然形護(hù)岸工程的形式,可分為自然原型形、自然形和多自然形3種:自然原型形護(hù)岸,只種植被保護(hù)河岸,以保持河流的原生態(tài)特性,但這種形式的護(hù)岸,抵抗洪水的能力較差。自然形護(hù)岸,除種植植被外,還采用石材、木材等天然材料,以增強(qiáng)護(hù)岸工程的抗洪能力。多自然形護(hù)岸,即在自然形護(hù)岸的基礎(chǔ)上,再巧妙地使用混凝土、鋼筋混凝土等硬質(zhì)材料,既不改河岸的自然特性,又確保了護(hù)岸工程的穩(wěn)定性。
4.結(jié)語(yǔ)
綜上所述,生態(tài)護(hù)岸是融合現(xiàn)代水利學(xué)、環(huán)境學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)
學(xué)、美學(xué)等學(xué)科為一體的水利工程,作為生態(tài)護(hù)岸的一種新概念,它以“保護(hù)、創(chuàng)造生物良好的生態(tài)環(huán)境和自然景觀”為前提,增強(qiáng)河道自凈能力和生態(tài)修復(fù)的需要,在護(hù)岸工程所應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定、安全性和耐久性的同時(shí),充分考慮生態(tài)效果。