上海中小河道整治中生態(tài)護岸的應(yīng)用

向赟旭，傅立新，賈 易

（1.上海市青浦區(qū)練塘水務(wù)管理所，201715，上海； 2.上海市青浦區(qū)徐涇水務(wù)管理所，201702，上海）

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，上海市中小河道水環(huán)境面臨嚴峻挑戰(zhàn)。 近年，上海市在推進中小河道綜合整治中不斷探索實踐生態(tài)護岸建設(shè)。 上海溫和濕潤的氣候、充沛的降雨量以及良好的土壤條件是生態(tài)護岸建設(shè)的有利條件。

一、關(guān)于生態(tài)護岸

1.定義

生態(tài)護岸是指既能維持河岸水土相對穩(wěn)定，又能使河水與土壤相互滲透，而且兼顧一定防洪、休閑、景觀和親水等功能的河道護岸形式。 生態(tài)護岸以利用植物為主，或者以植物與土木工程相結(jié)合，對改善河道生態(tài)環(huán)境具有積極作用。

2.主要類別

目前常見的生態(tài)護岸可分為三類：一是純植被護岸，即利用植被根須的固土功能，保護河道岸坡；二是植被護岸與工程措施相結(jié)合，如通過生態(tài)混凝土現(xiàn)澆網(wǎng)格、種植槽、土工網(wǎng)，或使用預(yù)制件、編織袋填土等方式，對植被進行加筋，增強岸坡抗侵蝕能力；三是生態(tài)材料護岸，如網(wǎng)籠護岸、 籠石結(jié)構(gòu)護岸或生態(tài)混凝土護岸。

3.功能

（1）防洪功能

生態(tài)護岸中的植被具有固土作用，可提高護岸的防洪、防沖刷能力。植被還具有一定的蓄水滯洪 “海綿”作用，可以使水循環(huán)路徑發(fā)生一定程度的變化。 當(dāng)洪水到來時，洪水可通過植被滲透進土堤，可以緩解洪峰并削減流量。 枯水季節(jié)水位下降，儲存在堤防里的水將反滲入河，具有滯洪補枯作用。 此外，植被發(fā)達的根系具有固土作用，有利于水土保持，提高堤防抗沖刷能力。

（2）生態(tài)功能

生態(tài)護岸將堤內(nèi)植被與濱水區(qū)植被連成一體，構(gòu)成一個水陸過渡區(qū)域， 河坡植被可以減緩河流水速，為水生動物提供適宜的覓食、 棲息場所，有利于維護生物多樣性。 同時，生態(tài)護岸有助于提高水體的自凈能力，當(dāng)污染物排入河流后，水生動植物可吸附、吸收、消解污染物，起到改善河道水質(zhì)的作用。

（3）景觀功能

生態(tài)護岸豐富的植被系統(tǒng)可以與周邊環(huán)境構(gòu)成協(xié)調(diào)的河道景觀。 隨著水質(zhì)不斷提升， 可形成水清岸綠、魚翔淺底、 芳草悠悠的自然生態(tài)景觀，人們進一步順應(yīng)自然、回歸自然，促進人與自然的和諧發(fā)展。

二、生態(tài)護岸形式選取

在選擇與設(shè)計生態(tài)護岸時需考慮以下原則：滿足河道功能和河堤穩(wěn)定性要求；充分考慮經(jīng)濟效益，控制工程造價；盡量減少硬質(zhì)、剛性結(jié)構(gòu)，增強護岸“柔化”效果，美化生態(tài)環(huán)境；充分分析水文狀況，確定水位變化范圍，針對不同區(qū)域和部位選擇合適植物；盡量選擇多孔性、通透性結(jié)構(gòu)，為生物提供安全、適宜生長空間；盡量采用環(huán)保材料，避免二次環(huán)境污染；護岸及相關(guān)配套設(shè)施應(yīng)充分考慮市民休閑、親水需求，將“生態(tài)”與“宜居”相結(jié)合。

近年隨著科技進步和生態(tài)環(huán)保意識普及，國內(nèi)外許多新材料、新工藝、 新技術(shù)被應(yīng)用于河道生態(tài)護岸中。 結(jié)合上海中小河道基本情況，介紹當(dāng)前常見的生態(tài)護岸形式。

1.直立式生態(tài)護岸

直立式生態(tài)護岸主要運用于城區(qū)、郊區(qū)村莊內(nèi)或者公路附近，土地資源相對緊缺，河道寬度較窄且不具備拓寬條件，對護岸整潔度、美觀性要求較高的河道。 常見的直立式生態(tài)護岸形式包括仿木樁護岸、 木樁護岸、生態(tài)砌塊護岸等。

（1）仿木樁護岸

仿木樁護岸中的仿木樁一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樁，強度高、抗腐蝕、景觀性好，但透水能力較差，生態(tài)性不強，且造價較高。

（2）木樁護岸

木樁護岸取材容易、 施工方便、成本較低、生態(tài)性較好，但水位變動區(qū)木樁容易腐蝕，景觀性一般。

（3）生態(tài)砌塊護岸

生態(tài)砌塊一般為特定結(jié)構(gòu)的混凝土預(yù)制塊，采用連鎖式或其他特定的砌筑方式， 能夠形成兼具生態(tài)、景觀功能且穩(wěn)定性較好的全立面柔性護岸結(jié)構(gòu)。 生態(tài)砌塊護岸具有優(yōu)異的連鎖整體性，孔隙率高、施工簡便、成本較低，擋墻內(nèi)結(jié)構(gòu)通透，既能擋土又能排水，為水生動植物的繁衍生息提供良好環(huán)境。 生態(tài)砌塊護岸技術(shù)比較成熟，生態(tài)性、實用性方面均具有一定優(yōu)勢。

2.斜坡式生態(tài)護岸

斜坡式護岸比較接近自然原型，在郊區(qū)中小河道中應(yīng)用較多。 斜坡式生態(tài)護岸可分為兩大類，一是純植被護坡，二是植被與工程措施相結(jié)合的護坡。

（1）純植被護坡

純植被護坡主要利用具有發(fā)達根系的植物來固土，達到保護河堤及生態(tài)的目的。 其造價低、生態(tài)性好，但抗沖刷能力較差，一般適用于農(nóng)村地區(qū)河道較小、水流較慢、水土流失較輕的中小河道。 通過種植根系發(fā)達的植物進行固土護坡， 既有助于水土保持，又有利于生態(tài)修復(fù)，還能打造岸綠景美的景觀。 可以選擇的固土植物主要有刺槐、沙棘、池杉、黃檀、龍須草、金銀花、蔓草、黃花、油松、常青藤等。

（2）土工材料復(fù)合種植護坡

土工材料復(fù)合種植相當(dāng)于對植物加筋，利用土工材料先在坡面構(gòu)建護坡體系，然后利用植物根系進一步穩(wěn)固土坡。 土工材料一般選擇強度高、耐腐蝕性強、抗氧化的高分子材料。 土工材料復(fù)合種植護坡技術(shù)主要有斜坡式水土保護毯坡、 土工格柵、土工單元固土種植等。

①斜坡式水土保護毯護坡一般用于常水位以上的斜坡段，其作用是對土壤淺層加筋，為邊坡提供即時性和永久性的水土保護。 其優(yōu)越性體現(xiàn)在抗拉性、耐久性、整體性、柔韌性、透水性、穩(wěn)定性，以及生態(tài)環(huán)保、施工簡便、易維護等多個方面。 此外，保護毯的表面起伏較大， 可使周邊水流形成渦流，降低水流對河岸的沖擊。

②土工格柵固土種植是利用土工格柵對土體進行加固，并在邊坡上植草固土。 利用聚丙烯等片狀材料黏接成蜂窩狀的網(wǎng)片整體，在蜂窩狀單元中填土植草，起固土護坡作用。

（3）生態(tài)混凝土護坡

生態(tài)混凝土是采用特定材料、特殊工藝制造出來的強度高、 孔隙多、環(huán)保性較好的混凝土。 將水泥、添加劑、種植土、草籽和水混合拌制后，利用高壓噴射黏結(jié)到坡面上，或者制成多孔隙預(yù)制塊進行鋪設(shè)，草籽發(fā)芽后從混凝土孔隙中長出覆蓋坡面，起到美化坡面的作用。 其優(yōu)點是強度較高、保水性好、抗沖能力強、孔隙率高、分布可控性好。 工程實踐中一般將其應(yīng)用在河道的常水位以上區(qū)域。根據(jù)不同區(qū)段的防沖要求，可以在生態(tài)混凝土護坡中設(shè)置混凝土框格結(jié)構(gòu)，增強其穩(wěn)定性及防沖能力。

（4）混凝土連鎖預(yù)制塊護坡

混凝土連鎖預(yù)制塊形式多樣，其原理是通過預(yù)制塊拼接使河道岸坡形成整體， 增強其穩(wěn)定性及防沖能力。 預(yù)制塊中心留有孔洞，提供了植物生長空間。 由于其結(jié)構(gòu)主體為混凝土結(jié)構(gòu)，在生態(tài)性、景觀性方面不夠理想。

3.直立+斜坡結(jié)合式生態(tài)護岸

對于河道水流較快，或者緊鄰道路、建筑物的河道，一般需對坡腳進行工程處理，重點防止水土流失導(dǎo)致的岸坡坍塌。 同時為保護生態(tài)，可以在常水位以下布置低矮的直立式擋墻，如密排木樁、塑鋼板樁等。 坡腳加固處理后，再在其上設(shè)置斜坡式生態(tài)護岸，兼顧強度要求、生態(tài)功能，適用范圍較廣。

三、生態(tài)護岸在上海中小河道整治中的應(yīng)用效果

在2016 年青浦區(qū)練塘鎮(zhèn)徐練村中小河道整治中， 建設(shè)了純植被護坡、 仿木樁護岸、 生態(tài)砌塊護岸等多種形式的生態(tài)護岸，并取得了良好效果。

1.純植被護坡

徐練村徐南橫港位于村莊外農(nóng)田區(qū)域，河道規(guī)模較?。ㄆ骄涌趯捈s20 m），河水流速較慢。 受農(nóng)田排水中富營養(yǎng)物影響，河道水質(zhì)較差。 建設(shè)了純植被護坡，河道疏浚、整坡后立體布置水生、斜坡、陸域植物，增強營養(yǎng)物質(zhì)吸收， 并營造綠色生態(tài)景觀。 如圖1 所示。

圖1 徐南橫港純植被護坡設(shè)計示意圖

2.仿木樁護岸

徐練村新朝南港河口寬15～20 m，兩岸有村民房屋及出行道路，原岸坡坍塌嚴重。 護岸形式設(shè)計為嵌入式仿木樁護岸， 既可以擋土， 又較為整潔， 生態(tài)性能也優(yōu)于傳統(tǒng)的漿砌塊石護岸。 如圖2 所示。

嵌入式仿木樁護岸施工時，首先要在基坑開挖后澆筑基槽， 待混凝土基槽達到設(shè)計強度后， 再將仿木樁嵌入基槽并用砂漿勾縫固定。 相比打樁式仿木樁， 嵌入式仿木樁施工高程、整齊度更容易控制，并可以避免打樁震動對周邊房屋等造成的影響。

圖2 新朝南港仿木樁護岸設(shè)計示意圖

3.生態(tài)砌塊護岸

徐練村新南港位于村莊周邊，平均河口寬約20 m， 受水流沖刷侵蝕，河坡坍塌嚴重。 設(shè)計采用生態(tài)砌塊護岸，既可解決水土流失問題，又可改善生態(tài)環(huán)境。 如圖3 所示。

生態(tài)砌塊護岸施工時，應(yīng)注重夯實基礎(chǔ)，防止砌筑后沉降變形。 第一層砌塊安裝應(yīng)嚴格控制并認真監(jiān)測，安裝到位后，后續(xù)施工可按照鋪設(shè)土工布、填料、壓實、安裝上一層面板的順序依次進行。

徐練村生態(tài)護坡工程建成后，河道防洪能力增強， 生態(tài)環(huán)境改善，水質(zhì)提升， 大多數(shù)河道水質(zhì)由原來Ⅳ～Ⅴ類水提升到Ⅲ～Ⅳ類水， 河道舊貌換新顏，實現(xiàn)了水清、岸綠、景美目標(biāo)， 對上海都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范片建設(shè)、打好“碧水保衛(wèi)戰(zhàn)”、助力鄉(xiāng)村振興發(fā)揮了引領(lǐng)作用。 ■

圖3 新南港生態(tài)砌塊護岸設(shè)計示意圖