建設(shè)“花盆式”河道生態(tài)護岸的新技術(shù)應(yīng)用
——以高郵市東部新城腰莊河治理為例

胡 陽， 錢明海， 趙建軍， 沈長華， 孫 尹， 張有松

(1.高郵市水利局， 江蘇 揚州 220000; 2.高郵市水務(wù)產(chǎn)業(yè)投資集團有限公司， 江蘇 揚州 220000)

1 概 述

隨著社會的發(fā)展與進步，人類在保護河道既有功能的前提下，逐步轉(zhuǎn)變成實現(xiàn)人與水和諧共生。高郵市近10年來，圍繞“清水、活水，不淹、不澇”工程，打造“水清、岸綠、流暢、宜居、景美”城市，逐年推進實施城市河道綜合治理工作，取得了一定的成效，積累了一些經(jīng)驗，探索出一套城河治理模式。即，城市河道由單一的防洪除澇，轉(zhuǎn)變成集生態(tài)良好、環(huán)境宜居、景觀綠化等綜合效應(yīng)為一體的文明場所，使人類活動、經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用；河道整治工程建設(shè)從混凝土、漿砌塊石、仿木樁等直立式擋墻護岸，不斷演變成“會呼吸”“花盆式”“生態(tài)型”斷面立體生態(tài)護岸，經(jīng)過不斷探索、大膽嘗試應(yīng)用生態(tài)框等新技術(shù)，經(jīng)過治理的多條生態(tài)型“花盆式”河道，為改善城區(qū)生態(tài)環(huán)境、投資環(huán)境、營商環(huán)境和宜居環(huán)境作出了較大的貢獻。

2 生態(tài)框的新技術(shù)特性分析

“花盆式”河道護岸主要材料是框架式生態(tài)型混凝土預(yù)制構(gòu)件和自然的土料，外觀很像一只花盆，形象地稱之為“花盆式”生態(tài)框，將生態(tài)理念貫穿于河道治理的全過程。生態(tài)框具有較好的生態(tài)保護功能，制作工藝簡便，景觀效應(yīng)良好等優(yōu)勢。

2.1 生態(tài)框的生態(tài)功能

由于生態(tài)框采用框架式孔洞設(shè)計造型，所以它具有良好的透氣、透水的特性。生態(tài)框的功能一是有效地改善水體環(huán)境，促進地表水與地下水互相滲透，保護微生物生長繁殖；二是有效地預(yù)防水土流失，在生態(tài)框內(nèi)側(cè)鋪設(shè)土工材料，進行水土保持，預(yù)防水土流失率達到90%；三是有效地提高植被覆蓋率，在生態(tài)框內(nèi)培土，種植草種、鋪設(shè)草皮、栽植矮桿植物，河岸土表植被覆蓋率超過95%。

2.2 生態(tài)框的制作工藝

生態(tài)框的主要原材料是水泥、砂和碎石，市場化采購和運輸都很便捷。生態(tài)框的制作工藝：制作模型—攪拌混凝土(將水泥、砂和碎石按照一定的比例，加水?dāng)嚢韬笮纬傻幕旌衔?；如需色彩，加適度的調(diào)料即可)—澆筑成形—專業(yè)保養(yǎng)—完成達到設(shè)計強度的生態(tài)框產(chǎn)品。生態(tài)框可以工場化集中批量生產(chǎn)，也可以在工地就地取材，進行量化制作。大部分工序采取機械化流水作業(yè)，減少人力、縮短工期、提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

2.3 生態(tài)框的景觀效應(yīng)。

生態(tài)框疊加成河道護岸，有效地改善了河流的景觀效應(yīng)，增強了人們感官效果。生態(tài)框的疊加，將河道護岸的形式由平板直面打造成折疊式或波浪式曲面，增強立體視覺效果；在制作生態(tài)框的過程中，摻入匹配的有色元素，加工成各種與環(huán)境相協(xié)調(diào)的彩色“花盆”，疊加拼接成圖案或文字，增強美化景觀的效果；根據(jù)河流的流向及周邊建筑物的特性，栽植綠化植物，完善河道及周邊的環(huán)境生態(tài)，讓市民有足夠的休閑養(yǎng)生場所，擴大社會影響，提升城市品位，增強綠色觀賞效果。

3 建設(shè)河道生態(tài)護岸的特性分析

開展“花盆式”河道生態(tài)護岸的研究和實踐，引進生態(tài)理念和新技術(shù)、新模式，有利于河流護岸建設(shè)技術(shù)不斷革新，有利于河流生態(tài)保護理念新的提升，有利于促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

3.1 “花盆式”河道生態(tài)護岸的工程特性

“花盆式”河道護岸具有保護河道的基本功能、施工簡單便捷、防止水土流失等多種工程特性。

3.1.1 “花盆式”護岸河道的基本特性

“花盆式”河道生態(tài)護岸能夠完善河道的“保水”“活水”“排水”等基本功能。在河道“保水”方面，通過護岸及必需的控制性水工建筑物，使河道內(nèi)常年留得住水，保證有足額的水量和一定的運行水位，讓人與水有著自然親近的感覺。在河道“活水”方面，按照水系劃分等級，將河道建成縱橫交叉、相互連通的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，有固定的水源地和提水設(shè)施，讓河道的水流動而活起來，增加水的靈性。在河道“排水”方面，有足夠的過水?dāng)嗝?，多雨季?jié)，保證該流域多余的澇水及時排除，不受洪水的侵害，讓城市不淹不澇，百姓居有定所。

3.1.2 “花盆式”河道護岸施工工藝特性

“花盆式”河道護岸施工的工藝流程為：河道流向放線放樣—河道清淤、岸坡基礎(chǔ)處理—生態(tài)框制作及運輸進場—生態(tài)框安裝—生態(tài)框內(nèi)置物填充(土工布、土料充填密實等)—護岸植物綠化、亮化布設(shè)—河道周邊環(huán)境景點打造—進入下一河段循環(huán)作業(yè)(圖1)。

圖1 “花盆式”河道護岸施工工藝流程圖

“花盆式”河道護岸施工具有以下工藝特點：一是材料的易購性，生態(tài)框的主要材料是水泥、砂和碎石以及自然土料，建筑材料市場供應(yīng)充足，采購運輸都較為便捷，生態(tài)框的填充材料一般就地取材，利用自然土料，也可以篩選利用施工現(xiàn)場的廢棄物料(如多余的砂石材料，棄土等)；二是制作的方便性，由于河道工程施工都是條狀線性的分布特點，所以生態(tài)框制作一般采取工場化集中制作，可以提前加工預(yù)制，或者直接向企業(yè)定購生態(tài)框成品，成品達到一定的強度后，運輸至河道現(xiàn)場安裝，既可以保證質(zhì)量好、速度快、效率高，又可以有效地縮短工期；三是安裝的靈活性，采用人機結(jié)合的方式安裝生態(tài)框，操作簡單、節(jié)省人力，節(jié)約輔材，生態(tài)框內(nèi)部填充物使用機械化作業(yè)，最大限度地消化工程廢棄土石材料，節(jié)約成本，填充物機械化施工，密實效果好，生產(chǎn)效率高；四是環(huán)境的適應(yīng)性，對生態(tài)框之間的連接件可以用剛性螺栓，也可以用柔性好強度適中的繩索，通過調(diào)節(jié)連接件的長度，適應(yīng)河道斷面彎曲以及坡面變形，不會對工程質(zhì)量以及整體外觀產(chǎn)生影響。

3.1.3 “花盆式”護岸河道防治水土流失效果分析

河道護岸工程的主要作用和目的是防止河堤坍塌和防治水土流失，生態(tài)框河道護岸能夠起到穩(wěn)固河床，預(yù)防水土流失的作用。一是生態(tài)框是用水泥混凝土澆筑成形的框架式剛性構(gòu)件，混凝土強度一般在C35以上，能夠滿足護體表面強度的要求，不會變形，有效地起到穩(wěn)固河床的作用；二是生態(tài)框連接件是可調(diào)節(jié)的“拉桿”，生態(tài)框疊加通過連接件穩(wěn)固，保證河道走勢總體穩(wěn)定，調(diào)節(jié)“拉桿”的長度和彎曲變形，適應(yīng)河道彎曲以及基底變形，同時保證護岸工程整體穩(wěn)定；三是防治水土流失，通過內(nèi)設(shè)在生態(tài)框的土工材料，既能夠預(yù)防水土流失，又可以涵養(yǎng)土壤水分和養(yǎng)分，還有利于植物根系附著生長，微生物游走通道；四是經(jīng)久耐用，生態(tài)框的結(jié)構(gòu)材料以及內(nèi)設(shè)的土工材料具有耐腐蝕、抗磨損的特性，可以按照工程設(shè)計的使用年限，維護運行費用較低。

3.2 “花盆式”河道護岸的生態(tài)特性

“花盆式”河道護岸建成后，護岸的表面與自然的土層接近，裸露土表植被覆蓋率90%以上，形成了生態(tài)型的河道護岸。首先，生態(tài)框之間間隙和土壤的孔隙率形成了千千萬萬條“呼吸”通道，雨水季節(jié)，雨水滲透土層，滋潤植物生長，多余的雨水通過地表徑流匯入河道里，也濕潤植物的根莖葉；干燥無雨的時候，河道活水滲入土壤，并融入各種營養(yǎng)，通過植物根系吸收，“輸送”到植物全身，促進植物生長。其次，在底部的生態(tài)框內(nèi)，植入挺水植物，通過河道水體的自然流動，可以去除水體中的富營養(yǎng)成份和部分有害物質(zhì)，起到自然凈化水體的功效。再次，生態(tài)框的空隙有利于魚蝦龜蟹筑巢棲息、覓食產(chǎn)卵、繁殖后代，也有利于各種微生物的生存，形成局部范圍內(nèi)的良性生物圈。

3.3 “花盆式”河道護岸的社會經(jīng)濟特性

“花盆式”河道護岸的建設(shè)，體現(xiàn)出“四化”社會效應(yīng)。一是土地空間節(jié)約最大化。城市河道都是在城市狹長的條狀地帶，“花盆式”護岸的河道邊坡比例可以做到最大限度，節(jié)約的空間留給堤岸、濕地等，結(jié)合城市項目建設(shè)，可以建造一些親水平臺、鄰水小路、市民廣場等健身娛樂休閑場所，給城市居民更多的親近水源、親近自然的享受。二是周邊環(huán)境綠色最美化。河道的“五沿”(沿街、沿路、沿堤、沿邊、沿角)地帶，結(jié)合周邊環(huán)境特點，統(tǒng)一規(guī)劃，安裝色調(diào)相匹配“生態(tài)框”，種植葉色相協(xié)調(diào)的植被。三是夜景小品獨特最靚化。購置獨具風(fēng)格的街燈、路燈、草坪燈等，打造符合風(fēng)土人情的景觀雕塑、亭臺樓閣、小橋流水的建筑小品，形成靚麗的風(fēng)景線。四是投資成本控制最小化。生態(tài)框的填充物大量使用河道開挖的土料，就地取材，施工簡便，機動性強，工期縮短。一方面使用自然的土石材料，減少建筑垃圾的生成，節(jié)約工程投資；另一方面減少了運輸?shù)膲毫?，降低了工程直接成本，提高了工程?jīng)濟效益。因此，使用生態(tài)框河道護岸，能夠有效地控制項目投資，做到經(jīng)濟社會效益最大化、成本投資最小化。

4 “花盆式”生態(tài)護岸新技術(shù)應(yīng)用實例

腰莊河是高郵市東部新城的一條南北向的重要“水路”，該河位于捍海路西側(cè)，現(xiàn)狀為北起北澄子河，南至南關(guān)干渠，總長度5 195m。原狀為間斷式“竹節(jié)”河，有水面的河段長度累計約1 318m，河床淤積嚴(yán)重，河岸垃圾遍地，河水又黑又臭，衛(wèi)生狀況難以啟齒，附近居民叫苦不迭。

2018年，根據(jù)東部新城防洪排澇規(guī)劃、水生態(tài)規(guī)劃以及城市建設(shè)發(fā)展規(guī)劃的要求，結(jié)合捍海路改造實施方案，厘清“清水、活水”思路，全面整治腰莊河及周邊環(huán)境，打通“竹節(jié)”，疏通河道，連通水系，貫通水體，總投資1.95億元。腰莊河整治工程(圖2)于2018年1月開工，4月18日完工，6月30日休閑式公園對市民開放。工程主要實施內(nèi)容：疏浚河道淤泥，整治周邊環(huán)境；修建生態(tài)型護岸護坡；建設(shè)引水、保水、排水、涵水等建筑物；鋪設(shè)生活污水截污管道；配套景觀小品、綠化植被、健身器材、休閑設(shè)施等。

圖2 腰莊河整治工程

腰莊河整治工程的成功實施，為東部新城提供了防洪除澇的安全保障，為城區(qū)“清水活水”提供了清晰的“水路”，為河道生態(tài)環(huán)境提升了品位，特別是河道兩岸的“花盆式”生態(tài)框提供了一道靚麗的風(fēng)景線。工程建設(shè)的新技術(shù)應(yīng)用體會有三：一是應(yīng)用河道護岸新技術(shù)。“花盆式”生態(tài)框護岸實現(xiàn)了施工的技術(shù)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新，周期縮短，使水體與土表充分接觸，充分“吸收”自然營養(yǎng)，是一種集防護、生態(tài)、景觀、美化等效應(yīng)于一體的新型河道護岸技術(shù)；二是滿足人水和諧的新需求。水與綠交相輝映，人與水和諧共生，“花盆式”生態(tài)框護岸的實施，將河道岸坡防護與河畔植被連成一體，形成了一種新型護岸形式，實現(xiàn)了人水和諧的新局面；三是開展現(xiàn)代水利的新嘗試。“花盆式”生態(tài)框護岸有助于魚蝦等水生生物生長繁殖，有助于水中各種微生物的棲息繁衍，有助于市民親近水體、親近自然的生活體驗，有助于實現(xiàn)現(xiàn)代水利建設(shè)的新途徑。工程建設(shè)嘗試融合水利學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)、美學(xué)等多學(xué)科為一體的現(xiàn)代水利工程建造技術(shù)，成功開展了現(xiàn)代水利的新實踐。

5 “花盆式”生態(tài)框護岸新技術(shù)的應(yīng)用前景

“花盆式”生態(tài)框護岸新技術(shù)具有廣泛而又良好的應(yīng)用前景：一是水利工程中預(yù)防水土流失，河道護岸護坡，水庫岸邊防護，湖泊濕地邊坡維護等；二是道路工程施工中，路基邊坡邊坎防護，生態(tài)擋土墻堆砌，路牙生態(tài)隔離帶維護等；三是山體坡面生態(tài)修復(fù)工程中，礦山綠化修復(fù)，山體植被生態(tài)修復(fù)等；四是園林景觀打造工程中，城市人工園林，河道景觀布設(shè)，住宅小區(qū)外圍坡面綠化維護、生態(tài)隔離帶等；五是實施應(yīng)急處置項目工程中，坡體坍塌應(yīng)急處理，沙漠化周邊綠化處理，自然保護區(qū)隔離帶(邊坡界)應(yīng)急處理，河湖海岸的防浪墻應(yīng)急處理等。

6 結(jié) 語

目前，城市河道治理過程中，周邊環(huán)境生態(tài)化、城市空間布局合理化、街景小區(qū)景觀化要求越來越高，因此，高郵市東部新城腰莊河治理過程中，引進生態(tài)理念，大膽嘗試、大膽實踐，總結(jié)了“花盆式”“會呼吸”的生態(tài)型河道護岸新技術(shù)的成功經(jīng)驗，使人們在河道整治、河岸防護過程中具有更加親近自然、愛護自然的感官認(rèn)同。