現(xiàn)代城市河道生態(tài)護(hù)坡的設(shè)計(jì)分析

肖海軍

中冶建工集團(tuán)有限公司，重慶 400084

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們更加重視環(huán)境保護(hù)，意識(shí)到河流生態(tài)系統(tǒng)良好發(fā)展的重要性。河流護(hù)坡整治工程在保證安全穩(wěn)定的前提下，既具有水利工程的功效，又融入生態(tài)環(huán)保、城市園林景觀及建筑藝術(shù)等內(nèi)容，朝著有利于生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)方向發(fā)展，保持與周邊環(huán)境和人文景觀的協(xié)調(diào)一致，實(shí)現(xiàn)自然景觀與人工護(hù)坡的和諧統(tǒng)一。

1 生態(tài)護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)

生態(tài)護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)很多，主要表現(xiàn)為固土效果好、抗沖刷能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。生態(tài)護(hù)坡所采用的新型材料產(chǎn)品具有材料輕、耐磨損、韌性好、沖擊力強(qiáng)、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，而且施工方法簡(jiǎn)便，可反復(fù)使用。生態(tài)護(hù)坡工程對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的良好效應(yīng)體現(xiàn)在以下幾方面：（1）增強(qiáng)城市區(qū)域性水滲透率和透氣面積，通過(guò)地表和空氣相互交換熱量和水分，降低城市表面溫度，調(diào)節(jié)氣候，有利于緩解城市“熱島效應(yīng)”；（2）減輕雨季城市道路排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，減少地表徑流，顯著降低暴雨對(duì)城市水體的污染。充分利用雨、雪、降水，增加地表相對(duì)濕度，補(bǔ)充城市日益枯竭的地下水資源，防止地層沉降，發(fā)揮透水路基蓄水功能；（3）消減行駛車輛的噪聲，改善交通環(huán)境，給人們營(yíng)造安靜的生活環(huán)境。防止路面積水、夜間反光、冬季路面黑冰等現(xiàn)象，提高車輛和行人的舒適和安全性。（4）防止水土流失，改善城市地表植物和土壤使其有益于微生物的生存，調(diào)整生態(tài)平衡。植被可以恢復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)有機(jī)污染物降解，凈化空氣，調(diào)節(jié)小氣候，達(dá)到改善環(huán)境的目的。因此，現(xiàn)代城市河道采用生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)具有重要意義。

2 生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

生態(tài)護(hù)坡相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）為了促進(jìn)護(hù)岸上面的植物生長(zhǎng)，提供生物所需棲息地，要注重保留較大的孔隙率，以利于植物深植提高路堤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；（2）保持地下水與河水的自由貫通，達(dá)到水汽循環(huán)的目的，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)和能量的相互交換；（3）注重成本效益，具備一定自我修復(fù)能力，無(wú)需長(zhǎng)期進(jìn)行維護(hù)管理。護(hù)岸材料柔性多樣化，以適應(yīng)曲折河岸線。定水位以下斷面適合采用矩形或梯形斷面，既能滿足定水位親水性要求，又能滿足洪水位泄洪要求，從而改善生態(tài)環(huán)境和景觀，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)護(hù)坡。

3 生態(tài)護(hù)坡的設(shè)計(jì)方法

目前，生態(tài)護(hù)坡的設(shè)計(jì)方法很多，常用的就有十幾種，各種護(hù)坡形式兼有利弊，因此在應(yīng)用選擇時(shí)，主要參照當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件和自然環(huán)境等實(shí)際情況確定合適方法，通過(guò)充分調(diào)查、廣泛取證，選出最適合的設(shè)計(jì)方案。

3.1 土質(zhì)邊坡液壓噴播植草護(hù)坡

液壓噴播植草技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，可應(yīng)用于河岸、公路、鐵路兩旁邊坡綠化，也可應(yīng)用于公共園林綠地、高爾夫球場(chǎng)建造、飛機(jī)場(chǎng)綠地、遭到破壞的自然山體地貌恢復(fù)、水土保持工程等綠化工程中，效果較好。液壓噴播植草技術(shù)是利用裝有空氣壓縮機(jī)的噴漿機(jī)組，將草籽、黏合劑、保濕劑、特殊肥料、水、紙漿及土壤改良劑等材料按照一定比例攪拌混合均勻后，直接將混合物噴射到提前已經(jīng)平整好的種植面，完成跖草施工。這種方法具有保溫保濕作用，草籽萌芽生長(zhǎng)快，很快就能成坪覆蓋種植坡面。在治理河岸水土流失，生物護(hù)坡防洪中效果尤其顯著，它能夠在普通綠化技術(shù)難以施工的大降坡坡面上建植草坪，施工速度快，操作方法簡(jiǎn)單，兩個(gè)月后就能快速恢復(fù)受破壞山體原貌，防止山體滑坡和水土流失，達(dá)到固坡保土的目的。其局限性是不適用于靠近水的地方，只適用于護(hù)坡的背水面防護(hù)。

3.2 三維植被網(wǎng)噴播植草護(hù)坡設(shè)計(jì)

三維植被網(wǎng)也稱為土工網(wǎng)墊固土種植基護(hù)坡，利用熱塑型樹(shù)脂作為主要材料做成三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)，底層是高模量的基礎(chǔ)層，一般由3 ～4 層平面網(wǎng)組成，上覆起泡膨松網(wǎng)包，在包內(nèi)填入種植土和草籽，既防沖刷又利于植物生長(zhǎng)。其技術(shù)設(shè)計(jì)原理：當(dāng)草皮還未形成之前，利用三維網(wǎng)的加筋錨固作用來(lái)保護(hù)坡面，避免受到風(fēng)雨的侵蝕。當(dāng)草皮長(zhǎng)成之后，植物的根系與三維網(wǎng)筋相互連接，形成整體的模塊結(jié)構(gòu)，具有較高的抗拉強(qiáng)度，以此提高植草覆蓋面積，三維網(wǎng)自身的高抗拉強(qiáng)度能使植物根部強(qiáng)度顯著增加，達(dá)到護(hù)坡目的。

3.3 蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡

使用該邊坡防護(hù)方法前，先要整理好邊坡坡面，使用正六邊形混凝土框磚，拼鋪成蜂窩狀網(wǎng)格，并在網(wǎng)格內(nèi)，填充鋪填種植土，再在磚框內(nèi)栽草或直接鋪設(shè)草坪。蜂巢限制系統(tǒng)使土壤質(zhì)量與性能得到明顯改善，在承重、護(hù)坡、河道保護(hù)和植被擋土墻的應(yīng)用中，該系統(tǒng)為具有挑戰(zhàn)性的土壤穩(wěn)定問(wèn)題提供了生態(tài)、環(huán)保、快速、經(jīng)濟(jì)的解決方案。所使用的框架磚一般是在預(yù)制場(chǎng)批量生產(chǎn)的，其應(yīng)力結(jié)構(gòu)合理，可以對(duì)坡面雨水徑流有效分散，降低水流速度，防止坡面受到侵蝕，保護(hù)草皮的生長(zhǎng)。這種防護(hù)措施的優(yōu)點(diǎn)是受力結(jié)構(gòu)合理，施工簡(jiǎn)單，外觀整潔，美觀大方，具有護(hù)坡和綠化雙重作用；其缺點(diǎn)但是造價(jià)相對(duì)較高，對(duì)整體土壤固結(jié)的效果方面稍顯不足。

4 生態(tài)護(hù)坡的實(shí)際案例

近期，某市啟動(dòng)了市郊河上游的河堤改造工程，一河兩岸的河堤改造采用生態(tài)護(hù)坡形式，改造完成后，為群眾提供一個(gè)人與自然和諧相處的親水休閑場(chǎng)所。新動(dòng)工改造的河堤根據(jù)實(shí)際情況大多采用三維植被網(wǎng)噴播植草技術(shù)，河堤從高到低以斜面形式下降，到了接近河面的地方，便是一片平地。這樣的規(guī)劃設(shè)計(jì)既能滿足防洪需要，又能滿足群眾休閑娛樂(lè)需求。

4.1 工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

采用三維植被網(wǎng)噴播植草設(shè)計(jì)施工方案，有三個(gè)需要特別注意的地方，首先掛三維植被網(wǎng)噴播植草綠化，適用于土質(zhì)邊坡、坡比陡峭度小于1 ∶1 的路塹邊坡、強(qiáng)風(fēng)化基巖邊坡等施工效果相對(duì)較好。其次，為了使三維網(wǎng)與網(wǎng)包內(nèi)回填土高效結(jié)合，防止雨水沖刷造成回填土流失，應(yīng)就地取黏性土。最后，為了保證三維植被網(wǎng)與坡面緊密結(jié)合，要盡量平整好鋪設(shè)三維網(wǎng)的坡面，避免部分地方出現(xiàn)空鼓問(wèn)題，造成所種植的草種難以著床，避免成坪之后的坡面有“斑禿”現(xiàn)象。

4.2 采用三維植被網(wǎng)噴播植草技術(shù)的設(shè)計(jì)施工

（1）按照設(shè)計(jì)要求清理邊坡，清除雜草、雜樹(shù)，噴灑野草抑制生長(zhǎng)藥劑。為了平緩坡面，以5 ～7cm 的厚度覆蓋上覆土。上覆土厚度取決于土壤的類型和斜坡的平整度。平整后，根據(jù)邊坡的干、濕條件，適宜用水潤(rùn)濕邊坡，避免產(chǎn)生浮土和塵土。

（2）三維網(wǎng)墊沿斜坡由上至下鋪平，將網(wǎng)墊使用U 形釘固定，U 形釘按照垂直間距100cm，橫向間距140cm，交互錯(cuò)開(kāi)排列，使用鋼釘將網(wǎng)墊各處都緊密地固定于斜坡上。在鋪設(shè)第二遍三維網(wǎng)格時(shí)，要和第一遍已鋪設(shè)完成的三維網(wǎng)搭接處重疊鋪設(shè)10 ～15cm，并使用U 形釘來(lái)固定搭接處，各個(gè)U 形釘在坡面保留約1m 間隔。在三維植被網(wǎng)格與各結(jié)構(gòu)接觸面范圍的邊緣，將三維網(wǎng)邊緣卷曲5 ～10cm，用U形釘壓緊，使三維網(wǎng)絡(luò)與周圍結(jié)構(gòu)緊密接觸。在三維植被網(wǎng)鋪裝固定以后，從坡頂進(jìn)行人工鋪裝細(xì)土和肥料，覆蓋三維網(wǎng)格。由于三維網(wǎng)包的尺寸一般偏小，為保證回填體密度，需要將其分步驟進(jìn)行。濾網(wǎng)回填：濾網(wǎng)孔小于三維植被的樹(shù)孔，回填土經(jīng)網(wǎng)篩過(guò)濾后從上到下進(jìn)行第一次回填和拍實(shí)，此時(shí)應(yīng)注意忌用濕土。噴水沉降：為了防止出現(xiàn)“空鼓”問(wèn)題，在第一次回填以后，用高壓水車澆透土壤，使回填土自然沉降。在二次回填時(shí)重復(fù)以上步驟，完成二次回填之后，三維網(wǎng)、土壤和邊坡泥土基本上已經(jīng)融為一體，針對(duì)個(gè)別小區(qū)域范圍“空鼓”，用泥漿泵再噴一次泥漿提高緊密度，最大程度上減少“空鼓”現(xiàn)象，直到現(xiàn)象消失。

（3）使用液壓噴播機(jī)將種子、肥料、改良劑、保水劑和水的混合物均勻地噴灑在坡面上。噴灑、播種之后，可以根據(jù)情況撒少量土覆蓋網(wǎng)包。聚丙烯無(wú)紡布覆蓋作用是防止水流沖刷坡體和種子，保水保溫，有利于花卉、草籽發(fā)芽。在植物養(yǎng)護(hù)階段，前期應(yīng)保持土壤濕潤(rùn)，促進(jìn)種子發(fā)芽和快速生長(zhǎng)。中期一般以天然降雨維持，在旱季，大約每月噴水兩次。后期養(yǎng)護(hù)，每月噴水不超過(guò)兩次，應(yīng)及時(shí)施肥，預(yù)防病蟲害。使用三維植被網(wǎng)噴播植草技術(shù)時(shí)，為增強(qiáng)植被固坡效果，突出自然植被多樣性，在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中應(yīng)結(jié)合多種生態(tài)種植方式，盡量形成自然山水風(fēng)光，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生態(tài)形固土護(hù)坡及綠化美化環(huán)境的最佳效果。

5 結(jié)論

現(xiàn)代城市河道護(hù)坡設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)只注重河道自身的岸上坡穩(wěn)定性和河道防洪排澇基本功能的模式，增加了對(duì)生存環(huán)境、景觀環(huán)境和生態(tài)影響方面的考慮。現(xiàn)代化城市河堤護(hù)坡已經(jīng)逐漸發(fā)展成為更適宜環(huán)境的生態(tài)護(hù)坡。生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)側(cè)重在河堤從高到低以斜面形式下降，在河堤的斜面和臨近水面處，適當(dāng)進(jìn)行綠化，配置休閑設(shè)施。河堤在防洪基礎(chǔ)上，增加休閑娛樂(lè)的功能，更好實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處，有效維護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡，滿足現(xiàn)階段的城市綜合功能開(kāi)發(fā)要求，給河道附近居民和生物提供了安全的棲息環(huán)境，是河道水利工程的必然發(fā)展趨勢(shì)。