城市河道生态护坡工程设计研究

2023-10-13汪渊

城市建设理论研究（电子版） 2023年28期

汪渊

东莞市水利勘测设计院有限公司广东东莞 523000

伴随城市面积的扩大，城市的内河越来越多，也使城市建设更具品位，城市环境更加美观。为了实现人和自然的协调发展，在对河道进行治理的过程中，需要创新河道的治理方法，提升河道的治理水平，使城市的生态环境得到保护。目前，河道的护坡工程在城市建设中占有重要的地位，然而在河道治理当中，也产生了一些问题，使城市的发展受到了一定的影响。

1 生态护坡的内涵

生态护坡所包含的范围非常广泛，具有两个方面的含义，一种含义是护坡，另一种是生态。具体的内涵主要是：第一，在排洪抗洪的基础上，需要增加护坡的稳定性，避免水土流失；第二，生态湖泊属于开放式的系统，和生态系统关系密切，和周边的生态环境进行着物质的交换；第三，生态护坡在维持平衡的过程中是动态发展的，在系统之中，生物之间具有非常复杂的食物链，维持着系统的生态平衡；第四，生态护坡属于动力式系统，与水流相互作用，护坡可以阻碍水流，水流又可以冲刷坡岸，岸坡生态系统可以实现地下水与地表水的交换；第五，生态护坡包括社会生态系统与自然生态系统，在整个生态系统中属于一个子系统，它和其他生态系统互相协同，共同发展，因此，生态系统是互相影响的，岸坡生态系统若不能很好的维持，也会使其他的生态系统受到破坏；第六，生态护坡可以使河道的生态得到可持续的发展[1]。

2 城市河道在护坡设计中所遵循的原则

河道在城市中是一道亮丽的风景线，不应该对人们的生活造成影响。一定要从生态的角度出发，考虑河道的设计与施工，在护坡设计时要符合自然规律，一定要将生态因素与景观的因素考虑进去。河道护坡工程的设计中，要符合人们追求自然的心理，在设计时要遵循相关的原则，比如，因地制宜、生态和谐等，促进生态环境的健康发展。城市河道生态护坡工程在设计的过程中，应该追求自然与健康发展，促进人与自然的和谐统一，使自然环境得到保护与美化。

2.1 加强结构的稳定性与安全性

传统河道若不进行及时的处理，在大雨的天气很容易发生水土流失的情况，会对周边生命与财产安全构成威胁，甚至还有可能带来更大的灾难。河道治理能够充分的发挥防洪抗洪与保持水土的功能，在河道生态护坡过程中，要对河道结构的稳定性进行充分的考虑。河道护坡应该充分发挥防治水土流失的作用，使河道在环境保护的过程中发挥防洪与泄洪的功能。只有使护坡更加安全稳定，才能使其发挥应有的作用。因此，护坡的安全性与稳定性直接关系着周边人民的生命与财产安全，要想使护坡工程达到预期的效果，一定要遵循相应的原则，在发生洪涝灾害时，保证护坡能够起到一定的作用[2]。

2.2 促进生态和谐

在城市发展的进程中，河道是非常重要的命脉。一些城市被整个河道所贯穿，所以在对城市河道进行生态护坡的过程中，应该对生态环境进行充分的考虑，尽量使生态环境和河道达到和谐统一，河流属于湿地的一个组成部分，所以在进行河道改造时，要避免受到人为因素的干扰。人和自然的协调发展是城市健康发展的根本，人们在进行护坡设计时，要重视和谐发展的理念，使生态平衡得到全面的维持，实现人和自然的协调发展。良好的生态环境对人类的生存与发展意义重大，因此，为了使生态环境得到保护，在河道护坡设计中，要防止人们对天然河岸的改造，保证河岸线的自然与完整，从而达到生态平衡的目的。

2.3 进行因地制宜的治理

自然环境的区域性很强，所以在河道治理过程中，需要充分考虑区域的实际情况，并有针对性的进行设计。在进行景观建设时，还需要融入历史文化，在河道的生态建设中，在维持生态平衡的同时，还要具有人文特色。护坡设计不能一成不变。在设计时要结合当地的实际情况，确保地域环境的健康发展。因此，在进行河道的改造时，一定要按照地域的发展特点与实际情况来对护坡工程进行科学的设计，在设计时避免盲目，不要违背自然发展的规律。在技术的应用方面也要合理，符合当地人们的心理需求。每个城市都有自己的特色，在对护坡工程进行设计时，需要梳理城市的发展特点，了解城市的传统文化、地域特点与乡土状况，使我国的护坡工程能够和城市的发展进行统一，使城市建设具有人文特色，回归自然。在河道工程的设计中能够因地制宜，充分融合地域特点、历史文化，使区域文化和景观进行有机的结合，实现城市的有序发展。

3 在传统河道护坡过程中所产生的问题

3.1 传统河道护岸在结构设计中存在不足

在治理河道时，护坡工程在城市水利中是重点项目之一。传统河道护岸在结构设计中具有防护、排水、饮水与蓄水等方面的作用，比较片面，没有重视河道生态环境的保护。在对河道护坡结构进行施工中，通常所采用的施工材料是混凝土块体、水工模袋混凝土等。在进行河道施工时，会采取比较硬性的材质。这会对河道周边的生态环境造成一定的影响，无法发挥河道的应有作用。

由于传统河道护岸在结构设计比较简单，只对河道进行简单的和处理，一方面破坏了河道护坡周边的生态，另一方面，也污染了河道周边的生态环境。传统的护坡方法，没有在施工过程中考虑到环境污染的问题，施工方案的侧重点是为了让人们生活的更加便利，在河道治理过程中考虑得不够全面，在对河道进行施工过程中，所选用的材料与施工方法会对河道的结构造成一定的破坏，使生物链遭到了破坏，不利于河道生态平衡的维护。在施工过程中会对河道进行一定的修修，然而由于没有顾及洪水的冲刷力度等相关的问题，为后续的城市建设带来了一定的影响。所以人们应该从失败的教训中汲取经验，注意对河道生态环境的维护，从而实现城市的健康发展[3]。

3.2 在传统河道护坡过程中对环境产生的影响

在城市河道的治理过程中，护坡工程起着非常重要的作用。在对河道进行施工中，一般会采取传统的施工方法与材料，这在一定程度上确保了河道治理的稳定性，在一定时间内也达到了排水与引水的功能，然而却使生态环境失去了平衡，一般情况下，河流的排水与防洪功能是人们需要考虑的首要功能，通常河流的断面形式比较简单，设计的走向主要采取笔直的方向。河道护坡结构对河道护坡的施工也起到了一定的影响，会使河道护坡的防护功能受到一定的影响，不能避免水土流失的情况。传统的护坡结构在应用过程中比较保守，所采取的施工方式比较单一。对河流中微生物的生存环境造成了一定的破坏，使河流失去了自净的能力，一些水生的植物在坚硬的结构剖面上很难生长。由于护坡结构的施工会使生态系统失去生态平衡。护岸结构与护坡工程在运用时，会采取全断面的方法进行态砌，这种施工方法可以使渗水的情况得到减少，使地下水循环被断开。长期发展会导致城市地下水位的降低，建筑物也会出现下沉的情况，会产生较大的危害，施工材料会对生物的生存环境造成影响。植物不能这样的结构中正常的生长，对生态环境造成了破坏，使河水和土壤完全的隔绝，河流的功能不能有效的发挥作用[4]。

3.3 对景观环境所带来的影响

笔直的河流与简洁的河流横截面，在城市中是一道亮点的风景线，然而却使人们无法欣赏到自然的景观，曾经的青草悠悠的自然景观在被挡墙遮蔽之后，已经无法再看到。传统河道在治理过程中，比较笔直，展现了城市景观的简洁性，然而却对护坡工程的生态环境造成了一定的影响，不符合自然发展的规律，违背了城市环保建设的理念。

3.4 对生活环境的危害

人们长期生活在混凝土结构之中，会对人的心理状态产生一定的影响。在传统的河道治理过程中，河水没有了自净的功能。在传统的河道护坡设计中，虽然使环境得到了美化，但也影响了水质量，使生活环境受到了破坏。在城市中，河流属于湿地资源，在视觉效果上具有软化的作用。在建设过程中采取传统的治理方式，使长时间生活在灰色钢筋混凝土中的人们在生活与工作之余，更渴望受到自然环境的熏陶。渴望追求自然。

4 城市河道生态护坡在设计中所表现的结构形式

河道生态护坡工程在建设过程中，所选择的施工材料包括：绿化网、植被等一些生态的材料。在对护坡工程进行生态化的设计可以维持生态的平衡，还能够发挥防洪抗洪与保护水土的功能。城市河道生态护坡在设计中所表现的结构形式包括：

4.1 生态带

生态带指的是在河道湖泊上所种植的绿化带，与河道具有一定的距离。根据不同地域的地形与地貌，可以选择相应的植被进行种植，通常需要选择植被根系比较发达的。这在一定程度上使城市的生态绿化范围得到了扩大，而且使护堤的功能得到更大的发挥，在雨季到来时，两侧的植物可以阻止水面的上涨，起到保持水土的作用，还能够达到防洪抗洪的目的，保护了周边人们的生命与财产安全（如表1所示）。

表1 生态带前后变化

4.2 生态格宾挡墙

格宾当墙是利用网状的方式使河道护坡更加稳定，提升了渗水率。可以避免在雨季来临时风浪的侵袭，增加了排水量，使河水能够更好的进行自我净化，地下水与流水的交换速度得到了增加，植被能够在网状格中自由地生长，使绿色的植被得到增加，从而有利于河道的生态平衡[5]。

4.3 砌块的铺设

铺设砌石可以使河道周围的植被增加，提升植被的覆盖率，使河水的缓冲带得到进一步的扩大，由于植被的根有利于水土的保持，植被具有防滑的效果。铺设砌石有利于提升护坡的安全性与稳定性，同时砌块具有一定的艺术价值，可以对城市的环境进行美化。

4.4 浆砌石挡墙的护坡

在水下建立桨砌石挡墙，可以使河流通过下面渗入，减少了洪水来临时，对两岸的冲刷，在一定程度上保护了河流两岸的湖泊。这样的结构设计在一定程度上，节约了施工的成本，也使建筑的面积有所减少，还能够保护河流的水质。

5 在城市河道中生态护坡工程的设计方法

生态护坡就是通过土工材料绿化网、生态混凝土、生态种植基等材料与植被草进行结合的方法。其可以避免水质的污染，保护自然环境，使自然环境能够和景观环境相适应，打造生态护坡，实现区域生态的协调发展，因此，在河道护坡工程的发展中生态护坡是未来的发展方向（如表2所示）。

表2 传统护坡与生态护坡材料对比

5.1 植被护坡

为了坡道能够更好的实现水土保持，要选择根系比较发达的植被才能达到较好的效果。当前，许多水利工程的人员对此进行了研究，发达根系的植物有利于护坡固土，可以达到固土保沙的目的，避免水土流失，可以维持生态平衡，保护生态环境，并对景观进行再造。在城市的河道护坡过程中，要借鉴先进的方法，耐寒与耐碱的品种包括：羊毛草、枸杞、黑麦草、冰草、紫花苜蓿、百慕大与三叶草等。这些植被都具有抗虫害等方面的功效。在种植时可以采取混播的方式。

5.2 通过种植基与土工材料有机结合方式护坡

通过种植基与土工材料有机结合方式护坡，可以采取土工网垫土种植基等方式。土工网垫固土种植基是由种植土与网点等构成，所采用的制作材料是聚丙烯等。固土网垫的组成部分是剁成网，在热熔之后对网的交接处进行连接，可以形成空间网垫。该网垫的空间与高度都比较合适，质地比较柔韧，可以在其中填充一些沙砾等。在植物长大之后，可以从网孔中穿出，与泥土、草皮与网垫等进行紧密的结合，可以通过人工铺设的方式来制作网垫，植物种植通常采取水力喷草技术，用草籽进行种植，这种方式在护坡工程中得到了广泛的应用[6]。

5.3 采用植被型生态混凝土进行护坡

植被型生态混凝土护坡的组成包括：保水材料、多孔混凝土、表层土等。多孔混凝土的构成包括：水泥、粗骨料等，可以作为植被型生态混凝土的主要材质。保水材料需要选择以保水剂为主的材料，在多孔混凝土表面会铺设表层土，使植被具有生长的空间，避免水分的大量流失，使植被在发芽阶段能够具有足够的养分，避免草生长的初期出现混凝土过热的情况。