近些年，為促進(jìn)河流生態(tài)的健康穩(wěn)定，生態(tài)護(hù)岸的概念逐漸興起，本文將從生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)緣由、原則、類型、技術(shù)、應(yīng)用以及目前存在的一些問題等方面對生態(tài)護(hù)岸進(jìn)行簡述。

　　一、為什么要建生態(tài)護(hù)岸?

　　在提倡人與自然和諧相處的今天，河流生態(tài)問題備受關(guān)注，然而在傳統(tǒng)河流整治工程中：1)比較片面強(qiáng)調(diào)防洪、排水;2)人工河道的建設(shè)以直線或折線居多;3)為便于計算，增強(qiáng)輸水能力和易于施工等，將河流橫斷面幾何規(guī)則化(如梯形、矩形等);4)為減少滲漏、提高岸坡抗沖性、抗侵蝕性及耐久性等，材料的特點以硬質(zhì)化和糙率小為主(如光潔的水泥護(hù)岸、砌石等硬質(zhì)材料)。這些工程措施改變了河流自然狀態(tài)下的主流、淺灘和急流相間的格局，可能使棲息于河流中的水生動植物喪失生存條件，破壞生物多樣性，損壞河流與河岸生態(tài)系統(tǒng)的健康。

　　20世紀(jì)末，許多發(fā)達(dá)國家如瑞士、德國、日本、韓國、美國等已經(jīng)相繼開展了河流生態(tài)修復(fù)的研究，而河流護(hù)岸作為水陸交錯的過渡地帶，是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，因此也成為了重點研究領(lǐng)域。生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)將使河岸生態(tài)系統(tǒng)具備保持水土、調(diào)節(jié)徑流、涵養(yǎng)水源、凈化水體、提供生物棲息地等多重功能，這不僅涉及水利工程學(xué)，還融合了環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)、生態(tài)學(xué)、美學(xué)等多個學(xué)科，生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)是我國生態(tài)環(huán)境治理中不可或缺的一環(huán)。

　　二、生態(tài)護(hù)岸設(shè)計要遵循哪些原則?

　　生態(tài)護(hù)岸基本設(shè)計原則主要有六個：1)安全穩(wěn)定性原則：生態(tài)護(hù)岸應(yīng)能夠承受住洪水沖刷、風(fēng)雨侵蝕、冰凍干旱等自然力的荷載, 有效地發(fā)揮其防洪固岸的作用;2)經(jīng)濟(jì)有效性原則：護(hù)岸型式和材料的選擇應(yīng)遵循風(fēng)險最小、效益最大的原則, 多方位考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和有效等因素，如充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)規(guī)律，可以大幅增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)有效性;3)生態(tài)持續(xù)性原則：在規(guī)劃設(shè)計過程中，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)水文分析，了解當(dāng)?shù)亓髁�、水量和水位的周期和隨機(jī)變化, 確定水位變幅范圍, 針對不同的環(huán)境選擇不同的植物種類，在材料選擇上, 也應(yīng)該選擇多孔、透水的材料, 不能隔絕水體、土體和生物之間的相互聯(lián)系, 保證生態(tài)的可持續(xù)性;4)因地制宜性原則：結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境、風(fēng)土人情等設(shè)計出和諧的護(hù)岸，如種植當(dāng)?shù)匾延械闹参�、�?yōu)選當(dāng)?shù)靥烊唤ú牡?5)空間異質(zhì)性原則：由于生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性存在正相關(guān)關(guān)系，而河流的渠道化和非連續(xù)化會使河流生態(tài)退化，所以空間異質(zhì)化的適當(dāng)提高，如允許平面曲折蜿蜒，橫斷面采用自然斷面等，有助于提高河流生態(tài)水平;6)景觀親水性原則：建筑物的布置應(yīng)考慮人們的休閑、娛樂和親水需求，營造人水和諧的自然空間，將河道景觀與周圍景觀融為一體, 在結(jié)構(gòu)設(shè)計上可設(shè)置臺階、親水平臺等。

　　三、生態(tài)護(hù)岸的主要類型有哪些?

　　傳統(tǒng)護(hù)岸工程主要采用砌石、鋼筋混凝土等硬質(zhì)材料，而生態(tài)型護(hù)岸則采用天然石材、植物、木材、多孔性混凝土等材料。根據(jù)護(hù)岸材料中天然材料占的比重，可將生態(tài)型護(hù)岸分為自然原型護(hù)岸、自然型護(hù)岸和多自然型護(hù)岸三大類。

　　自然原型護(hù)岸：在河岸上直接種植適宜的植物，僅靠植被固土護(hù)坡。如水生植物護(hù)岸、植草護(hù)岸、防護(hù)林護(hù)岸、植物纖維墊護(hù)岸等。

　　自然型護(hù)岸：在種植植被的同時，在坡腳利用木材、石材等天然材料進(jìn)行護(hù)底，以增強(qiáng)岸坡的穩(wěn)定性。主要護(hù)岸形式包括柵欄護(hù)岸、生態(tài)壩護(hù)岸、砌石護(hù)岸、石籠護(hù)岸等。

　　多自然型護(hù)岸：采用鋼筋混凝土、金屬格籠等人工材料進(jìn)一步增強(qiáng)植被護(hù)岸的抗沖刷能力，注重安全性能，防護(hù)效果好，軟硬景觀結(jié)合，具備一定的親水和景觀功能，但景觀性較自然原型和自然型護(hù)岸稍差，工程量大且投資較高，可用于沖刷較大的河段。常見的形式有三維植被網(wǎng)護(hù)岸、框架覆土復(fù)合型護(hù)岸、生態(tài)混凝土護(hù)岸、生態(tài)型擋土墻、土工復(fù)合材料護(hù)岸、聯(lián)鎖混凝土塊護(hù)岸等。

　　四、生態(tài)護(hù)岸技術(shù)有哪些?

　　實際工程中，為了兼顧生態(tài)護(hù)岸的安全穩(wěn)定和生態(tài)景觀等功能，通常需要在植被固坡的基礎(chǔ)上，與其他工程技術(shù)措施結(jié)合，按照工程措施的不同，主要有3 類: 傳統(tǒng)護(hù)岸技術(shù)、土工材料復(fù)合種植技術(shù)、新型植被生長基質(zhì)。

　　傳統(tǒng)護(hù)岸技術(shù)：1)植草護(hù)坡技術(shù)：利用植物根系的加筋作用，有效提高迎水坡面的抗侵蝕性，減少土壤流失，改善土壤結(jié)構(gòu)，維護(hù)岸坡的生態(tài)功能。2)河岸防護(hù)林技術(shù)：沿河岸種植樹木或竹子，形成河岸防護(hù)林。樹體對水流的阻滯作用，可以減輕河岸的侵蝕和沖刷，減少土壤流失，樹木發(fā)達(dá)的根系，對土壤具有改良作用，增加了有機(jī)質(zhì)的含量，增強(qiáng)了土壤的持水性。3)木樁植被復(fù)合護(hù)岸：沿河岸向岸坡底部打入圓木樁，抵擋水流對河岸的沖刷，在上部土坡種植適宜的植被，可很好的滿足防洪及生態(tài)的要求，適用于自然原型河道的生態(tài)修復(fù)工程。4)預(yù)制混凝土連鎖塊體結(jié)構(gòu)：連鎖塊體結(jié)構(gòu)抗沖刷能力強(qiáng)，塊體空心處有腐殖土可供植被生長，結(jié)構(gòu)整體性好，可用于沖刷嚴(yán)重的河岸。5)網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)護(hù)岸：利用鐵絲網(wǎng)籠裝碎石、肥料和種植土組成復(fù)合種植基，表面可植草綠化，通常做成砌體的擋土墻形式或臺階狀護(hù)岸，抗沖刷性能好且應(yīng)用靈活，可用于流速較大的河段。

　　土工材料復(fù)合種植技術(shù)：1)生態(tài)袋護(hù)岸技術(shù)：在袋中裝入腐殖土等適宜植物生長的基質(zhì)，在坡腳利用石籠進(jìn)行防沖加固，形成穩(wěn)定的柔性生態(tài)護(hù)岸。生態(tài)袋具有良好的透水性，對坡面變形具有很好的適應(yīng)性，可用于地形坡度變化較大的河道。2)土工格室生態(tài)護(hù)岸技術(shù)：在岸坡上鋪設(shè)土工格室，并填充腐殖土、碎石、草種等混合材料，在格室內(nèi)植草或扦插活枝條形成植被覆蓋層。3)三維植被網(wǎng)技術(shù)：在岸坡表面覆蓋土工合成材料，三維植被網(wǎng)與土壤組成的立體網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)，植物根系從中穿過并與網(wǎng)格和土壤牢固結(jié)合，形成具有自身生長能力的岸坡防護(hù)系統(tǒng)，具有很好的穩(wěn)定性和抗沖刷性。

　　新型植被生長基質(zhì)的開發(fā)：1)生態(tài)混凝土：生態(tài)混凝土主要由多孔混凝土、表層土、保水性材料等構(gòu)成，具有較好的透水透氣性能，表面可種植植被，彌補(bǔ)了普通混凝土護(hù)岸在生態(tài)景觀方面的缺陷，同時抗壓抗沖刷性較強(qiáng)。2)水泥生態(tài)種植基：主要由土壤、水泥、河砂、肥料、有機(jī)質(zhì)等組成，并加入稻草秸稈等形成多孔性材料，構(gòu)建的三相結(jié)構(gòu)體可提供良好的植被生長環(huán)境。3)土壤固化劑技術(shù)：在土壤中加入特殊的固化劑，經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了土體的強(qiáng)度及密實度，既能保證岸坡植被的生長又可以提高岸坡穩(wěn)定性。

　　五、生態(tài)護(hù)岸有哪些應(yīng)用呢?

　　日本在上世紀(jì)90年代開展了創(chuàng)造多自然河力計劃, 并推出了植被型生態(tài)混凝土護(hù)岸技術(shù);美國曾采用可降解生物纖維編織袋裝土構(gòu)建成臺階岸坡并種植植被, 實踐表明這種工程技術(shù)具有可靠的抗洪水能力;英國采用了近自然河道設(shè)計技術(shù), 拆除以往護(hù)岸工程上使用的硬質(zhì)材料, 建設(shè)生態(tài)型護(hù)岸工程。

　　我國許多省市在城市河道生態(tài)修復(fù)的研究上也積累了一定的技術(shù)手段以及工程實踐經(jīng)驗。例如北京轉(zhuǎn)河的生態(tài)改造工程、成都府南河望江公園自然型護(hù)岸工程、中山岐江公園親水護(hù)岸工程。在廣州, 城市河道護(hù)岸建設(shè)多采用無砂混凝土植草皮、多邊形預(yù)制混凝土塊網(wǎng)格草皮以及三維土工網(wǎng)墊植草皮護(hù)坡等方式作為護(hù)岸。這些工程實踐在遵從我國特定國情的基礎(chǔ)上, 借鑒了各國“多自然型河流治理法”的有益經(jīng)驗, 在滿足護(hù)岸工程穩(wěn)定性、安全性的基礎(chǔ)上獲得了良好的景觀及生態(tài)效果。

　　六、生態(tài)護(hù)岸技術(shù)發(fā)展存在什么問題?

　　就當(dāng)前的技術(shù)而言, 生態(tài)護(hù)岸技術(shù)在應(yīng)用上仍然存在一些局限性, 不能完全取代硬質(zhì)護(hù)岸, 對于河水沖刷強(qiáng)度高、水勢多變的地段, 硬質(zhì)護(hù)岸防洪固坡的作用是不容否定的。因此在不得已使用硬質(zhì)護(hù)岸的情況下, 一般可在原有護(hù)岸的基礎(chǔ)上按生態(tài)護(hù)岸方法進(jìn)行一定程度的生態(tài)修復(fù)。

　　生態(tài)護(hù)岸的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究仍然有待推進(jìn)：國內(nèi)外關(guān)于生態(tài)護(hù)岸的研究成果多集中在護(hù)岸建造方法、結(jié)構(gòu)學(xué)及工程安全性方面的研究, 而從生態(tài)系統(tǒng)層次上對其截留降解污染物、提高河流自凈能力、生物多樣性維護(hù)、增氧、改善小氣候、防治水土流失、岸坡植被的演替等生態(tài)學(xué)內(nèi)容的研究仍需深入。

　　生態(tài)護(hù)岸的景觀建設(shè)與可持續(xù)利用管理仍需加強(qiáng)：河岸生態(tài)系統(tǒng)與周邊的林地、農(nóng)田、城鎮(zhèn)在更大的景觀尺度上構(gòu)成了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，其中包括了生物、水文和人造工程設(shè)施等因素，應(yīng)當(dāng)在空間上將生態(tài)護(hù)岸工程建設(shè)從某條特定河流、特定河段向地域、流域擴(kuò)展，時間上需要進(jìn)行長期的時間監(jiān)測, 并通過對比工程實施前后河段地貌、生態(tài)、水文等各項特征數(shù)據(jù)進(jìn)行評估以檢驗其有效性。同時后續(xù)的配套管理及維護(hù)措施應(yīng)當(dāng)跟上, 保證工程的運(yùn)行穩(wěn)定。

　　生態(tài)護(hù)岸材料以及植被品種的選擇仍需研究：研制兼顧高強(qiáng)度、高滲透性的生態(tài)護(hù)岸材料以及護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式, 在防洪固堤、生態(tài)效益和景觀效果之間找到一個合適平衡點將是今后研究的一個方向。此外，植物材料是生態(tài)護(hù)岸成功運(yùn)行的關(guān)鍵生態(tài)要素, 因此選取適宜在當(dāng)?shù)厣�長的植物類群是構(gòu)建生態(tài)護(hù)岸的一個重要環(huán)節(jié)。然而目前對于護(hù)岸植物根系材料力學(xué)特性和根土復(fù)合體形成及作用機(jī)制方面的研究成果遠(yuǎn)滯后于工程的應(yīng)用需求，因此今后需進(jìn)一步加強(qiáng)對植被根系與岸坡土體或其載體之間相互作用關(guān)系以及構(gòu)建模式的研究。

　　生態(tài)護(hù)岸綜合評價標(biāo)準(zhǔn)的研究仍需深入：雖然目前針對生態(tài)護(hù)岸已有不少的評價指標(biāo)和參數(shù)，但缺乏兼顧護(hù)岸安全和生態(tài)系統(tǒng)健康的綜合指標(biāo)。因此有必要提出合理而全面的綜合評價指標(biāo)體系, 構(gòu)建可操作的綜合評價模型, 對其生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益以及災(zāi)害風(fēng)險等進(jìn)行全面評估, 進(jìn)而為生態(tài)護(hù)岸的建設(shè)、管理和決策提供科學(xué)依據(jù)。