生态护岸的类型及应用

严刘伟 王新华 岳明昊 尹 琴 朱露露

（云南农业大学 水利学院，云南 昆明650201）

1 概述

生态护岸保护是一项多学科，多功能的固体护岸工程之一，利用植物根系深入土壤，或利用植物和传统护岸相结合，对河岸边坡进行防护，恢复河岸植被，提高河道净化能力，具有一定的景观效应和其他多种河岸保护形式的作用。随着社会的发展，人们对生态环境的需求逐步改善，建立绿色生态河道，保护河道生态是恢复和改善河道生态环境的基本措施，是实现人与人和谐共处的基础。

2 生态护岸的研究现状

2.1 生态护岸在国外的研究现状

国外对生态护岸保护的研究过早，特别是发达国家在探索生态护岸保护时，还要了解传统的混凝土护岸保护对环境造成的破坏，需要加以修改，增加生态功能，改善受损的生态环境（汪洋等，2005）。所以很早出现回归自然、景观和水友好的新概念，并开始在生态护岸保护概念的设计和建设中追求人与自然的和谐发展。因此，国外的研究与实践一直在继续，在1860 年代Odum 首次提出了生态工程的概念，他认为：来自自然世界的人力相对于整体资源是微小的，在解决环境问题的过程中应在生物学和生态学原理和技术中用作解决该问题的基本方法。

Coppin.NJ 等（1990）给出了生态护岸保护的定义“为了减少坡面侵蚀并使其更稳定，必须将土木工程，植物和无生命的植物材料结合起来”。在1990 年代初期，日本开展了相同的工作，即“多自然河工程”（黄奕龙，2009 年），日本对河流的生态护岸改造非常成功，主要的自然生态保护类型是自然的，半自然和人工型（日本木材学会，2002 年），经过大量的实验研究，事实证明，该技术可以达到与柔性护岸相同的保护效果。

2.2 生态护岸在国内的研究现状

长期以来，中国对生态护岸的研究很少，中国对自身的工程实践和设计与建设经验过于重视，缺乏对生态护岸的理论指导，并没有及时总结经验和升华为理论知识。直到1980 年，我国一些水利工作者提出了有关生态护岸保护建设技术的理论，从“水利工程”开始逐步发展到“生态水利”，一些人从“景观设计”，“环境整治”等角度研究河岸保护的生态建设（徐海波，宗瑞英，2005），陈明曦（2007）认为生态护岸保护是一种水利保护。以河流生态系统为中心和河流动力建设的项目，除进行理论研究外，在全国范围内对城市河流生态修复的研究还积累了一定的技术手段和实践经验，在工程建设中的生态河堤测试项目，代表性项目包括广西壮族自治区桂林的漓江生态河建设项目、浙江省海宁市平原生态河道试点工程等（郑天柱等，2002）。

3 常用的生态河道护岸的类型与应用效果

生态护岸的分类尚未统一，例如王新军，罗继润提出了自然原型生态护岸保护，河道工程生态护岸保护和改良型重力生态护岸保护，侯高建等将生态护岸按材料分为全自然护岸，半自然护岸保护和多自然护岸保护。根据统计调查，结合实际工程经验，在我国城市河道治理工程中，常用的多自然生态护岸根据选材来区分主要是石笼护岸，预制混凝土砌块护岸，生态混凝土砌块护岸、岩土材料等。

3.1 石笼护岸

石笼是一种全渗透性的结构，可以使水和土壤自然交换，增强水体的自净能力，从而达到生态作用。另外，现在讲究绿化效果，石笼挡墙、岸上可以直接进行绿化处理，而浆砌石挡墙上，要进行绿化处理很困难，而且重复浪费造价。如钢丝石笼由抗老化、高强度、具有延展性的钢丝，包覆的聚氯乙烯等钢丝，通过机械绞合编织成多铰六角形网箱，装满石材等未缠绕的填料而形成自透水，柔性，生态保护结构。钢丝石笼是一种柔性结构，可以适应边坡的变形而不损坏，适用于稳定性差，岸边流量大，危险段等的岸边坡。

优点：完整性强，渗透性强，抗冲洗。用途广泛，柔性结构能适应地基的变化，比刚性结构具有更好的安全稳定性，在保持岸坡稳定性和生态功能方面发挥良好作用。成本低廉，交通便利。

缺点：由于斜坡主体主要是石头填充的，需要大量的石材，因此平原地区的适用性不强。局部护岸破坏后需要及时进行补救，以免内部石材泄漏，影响岸坡的稳定性。

3.2 预制混凝土块护岸

预制混凝土砌块根据外观分为实心混凝土砌块和开放混凝土砌块。考虑到生态要求，目前的河流治理多选择多孔混凝土砌块，孔隙率20%以上，为植物和动物的提供良好的生活空间和栖息地，水土之间的能量交换方面，并具有“呼吸功能”的护岸。同时，植物的根部交织在一起，边坡体有机地结合在一起，形成对基础边坡的锚固作用，并且还具有透气，透水和坚实的边坡作用。预制混凝土砌块通过连接互锁式和铰接式。预制的混凝土砌块边坡主要用于局部缺乏石块的区域，其中互锁式适用于较小流量的河流，而铰接型适用于较大流量的河流。

优点：整体性较好，抗冲刷，透水性好，形式多样，可根据不同需要选择不同形状的多孔砖，款式更丰富，可满足多种需求，多孔砖的毛孔可用来植草，水下也可以用作鱼类和虾的栖息地。

缺点：生物恢复较慢，成本较高，施工难度不大，但施工工作量较大，施工期遇水易下沉及滑动，固定砖的混凝土间断施工不便利、河堤坡度不能过大，否则多孔砖易滑落至河道。

3.3 生态混凝土块护岸

生态混凝土又称多孔性混凝土，可以种植草的混凝土，在实现安全防护的同时可以实现生态种植，其组成由多孔性混凝土，保水材料，缓释肥料和表层土组成。它具有以下特性：一种是高强度，材料本身具有与普通混凝土相同的强度，另一种是独特的结构，具有类似于“沙琪玛”的骨架，具有更多的孔，可以为植物的渗透生长提供条件；通常用于生态要求高的岸坡，不适合植物生长的寒冷地区。

优点：施工简单，抗冲洗，透水性强，保水性好，可为植物生长提供基质，良好的抗冲洗性能，高护坡孔隙率，为动物和微生物提供了繁殖地。

缺点：生物体恢复缓慢，需要做降碱量处理，如果碱减量问题不好处理，会影响植物的生长，相比其他类型的护岸保护，这类护岸保护的价格很高。

3.4 土工材料护岸

例如，岩土室是一条长条塑料板，通过超声波焊接等方法连接起来，扩展成蜂窝状的三维网格，其结构本身具有较大的横向极限变形能力。网格扩展到植物后，可以提高植物成活率，植物根系植根于岸坡土层，达到防风沙，风雨侵蚀，固土护坡的作用。适用于非潜在的深层滑动面，整个斜坡处于稳定状态，岸边的斜坡被雨水冲走或水流被较小的斜坡冲走。

优点：施工连接简单，施工方法方便，可大大提高施工效率，并可多次使用，适用于大面积施工，生态性能好。它比混凝土海岸保护更为经济。

缺点：植物生长期较慢，施工完成后养护期较长，遇雨水及紫外线后材料已脆断，不耐冲刷。当土工格室裸露时，经太阳暴晒会缩短其使用寿命。

4 结论

生态护岸是多功能固岸工程，与生态环境息息相关，在考虑工程本身的功能作用的同时还需要更加深入的考虑对生态环境的影响。本文分别对国内使用较为广泛的石笼护岸、预制混凝土块护岸、生态混凝土块护岸、土工材料护岸等四种工程护岸样式进行了深入分析，以便在不同的情况下选择更加合适建设工程的生态护岸样式，在发挥护岸工程本身功能作用的同时较好的保护了生态环境。