随着经济社会的快速发展,城市化进程和城乡一体化建设的加快,水资源急剧恶化,人类与河流之间的问题日益突出,传统的河道护岸工程往往局限于防洪、排涝、 引水和航运等基本功能。在护岸工程设计中,为了控制河势和确保河道的防洪安全,着力于运用块石、混凝土等硬质材料的结构设计,而很少考虑河道的生态、景 观、休闲、娱乐等其他功能,1938年德国学者Seifer首先提出了“亲自然河溪治理”的概念。当代河道整治工程逐渐注重对生态系统的影响,注重河道景 观与周围环境的和谐性,提出了河道生态治理的概念。2003年董哲仁教授提出了“生态水工学”一词,并开展了大量的相关研究。近几年国家提出了建设资源节 约型和环境友好型社会的战略目标,加快水利工程建设的转型,开始了工程水利从资源水利、传统水利向生态、可持续发展水利转变的治水新思路。2002年以 前,宁波市河道整治工程采用传统河道整治办法,主要采取硬质工程护岸措施,分隔了水陆之间的连续性,对河道生态造成较大负面影响,且投资较大。2006 年,我国《国民经济和社会发展第十一个五年规划》指出,要保护修复自然生态,加大环保力度。随后,新的水利生态建设理念不断转变,对水生态环境的逐渐重 视,生态护岸也应运而生。
生态袋是一种防护的方法,
生态袋具有目标性透水不透土的过滤功能,既能防止填充物(土壤和营养成分混合物)流失,又能实现水分在土壤中的正常交流,植物生长所需的水分得到了有效的保持和及时的补充,对植物非常友善,使植物穿过袋体自由生长。根系进入工程基础土壤中,如无数根锚杆完成了袋体与主体间的再次稳固作用,时间越长,越加牢固,更进一步实现了建造稳定性永久边坡的目的,大大降低了维护费用。
2生态护岸的应用2.1
生态护岸种类2.1.1
自然原型护岸
自然原型护岸的做法通常采用根系发达的固
土植物来保护河堤及生态平衡。采用发达根系植物进行护岸固土,既可以达到固土保沙,防止水土流失的目的,又可以满足生态环境的需要,还可以进行景观造景,在城市河道护岸方面可以借鉴。该种护岸方式主要用于小河、溪流的堤岸和保护一些局部冲蚀的地方,以保证自然堤岸特性。
2.1.2人工自然型护岸
人工自然型护岸的做法不仅种植植被,还采用
天 然石材、木材护底,如在坡脚设置各种种植包、采用石笼或木桩等护岸,斜坡种植植被,实行乔灌结合,固堤护岸。在此基础上,再采用钢筋混凝土等材料,确保大 的抗洪能力。此类护岸一方面满足行洪抗冲刷固岸要求,另一方面,随着水生植物诸如野草的生长,会掩盖人工河道特性,但仍保留石渣和卵石的透水性,有利于水 土交换,生物生长。
人工自然型护岸有浆砌块石骨架植草护岸、蜂巢式网格植草护岸、三维植被网植草护岸、土工格室植草护岸、液压喷拨植草护岸、喷混植草护岸、植生态袋护岸等。
2.2生态护岸技术2.2.1透水性
护 岸的透水性功能在生态护岸中尤为重要。河道与河岸之间的相互联系,使得两者或多个不同的生态系统边缘带有更活跃的能流和物流,具有丰富的物种和更高的生产 力,也是生物群落最丰富、生态效益最高的地段。护岸采用的自然材料,能形成一种“可渗透性”的界面,在丰水期,河水向堤岸外的地下水层渗透储存,缓解洪 灾;在枯水期,地下水通过堤岸反渗入河,起着滞洪补枯、调节水位的作用。
2.2.2多孔性
生态护岸的结构具备多孔性,有利于墙后回填
土和护岸下土层中孔隙水的排出。同时,多孔性也是水陆关系紧密连接的重要性能,能为水生动物、两栖动物创造良好的栖息场所,避免以往因单一的阻水挡墙形式对岸坡生态的不利影响,可增强河道的自身净化能力。
3应用实例
3.1
浆砌块石骨架植草护岸3.1.1工程概况
陆埠大溪位于姚江中游,全长15.5km。整治长
度为527m,位于陆埠镇镇区。该段采用浆砌块石挡墙,以砼灌砌石做为基础,再用浆砌块石做挡墙并在表面铺设方整石,压顶用150厚C20砼铺设。浆砌块石挡墙断面
3.1.2主要性能及作用
浆砌块石挡墙植草护岸是块与块浆砌而成,块
与 块之间存在孔隙,挡土块后是级配碎石并设置土工布将土体与级配碎石隔离开。因此满足生态要求的透水、透气功能,并且对于景观挡墙可以采取压条的方法达到生 长植物的生态防护要求。挡墙整齐、干净,富于艺术感染力,面板可根据要求设计成各种图案满足景观设计的要求。这种方法适用水利、航运、市政、园林和交通等 领域,而且也不受季节限制。
3.2植生态袋护岸3.2.1
工程概况
应用于陆埠大溪干溪移民新村段整治工程,重
建挡墙1014.43m。该段挡墙基础采用C15砼灌砌石,以上铺设生态袋挡墙,
生态袋用土工格栅固定,再以砼做为压顶。
主要性能及作用
浆砌块石挡墙植草护岸是块与块浆砌而成,块
与 块之间存在孔隙,挡土块后是级配碎石并设置土工布将土体与级配碎石隔离开。因此满足生态要求的透水、透气功能,并且对于景观挡墙可以采取压条的方法达到生 长植物的生态防护要求。挡墙整齐、干净,富于艺术感染力,面板可根据要求设计成各种图案满足景观设计的要求。这种方法适用水利、航运、市政、园林和交通等 领域,而且也不受季节限制。
3.2植生态袋护岸3.2.1
工程概况
应用于陆埠大溪干溪移民新村段整治工程,重
建挡墙1014.43m。该段挡墙基础采用C15砼灌砌石,以上铺设生态袋挡墙,生态袋用土工格栅固定,再以砼做为压顶。
.3.1工程概况
应用于陆埠大溪整治工程(Ⅳ期)。该工程位于
余姚市陆埠镇,断面有斜坡式断面和复合式断面两种,总长8665m。其中位于陆埠镇江南村段护岸型式采用蜂巢式网格植草护岸,边坡1∶2,堤顶高程
13.27m~13.70m,底高程10.30m~11.70m,护坡宽4.48m~4.0m。
3.3.2主要性能及作用
蜂巢式网格植草护岸不仅具有亲水性好,适合
生物生存和繁衍;保护生态环境,增强水体自净;美化环境,改善景观等诸多优点,还具有较强的透水性、稳定性、整体性、可变更性;抗冲刷能力强;耐久性好,使用寿命长,造价经济合理等作用。
此外,此护岸最主要是利用整体结构的柔性好,具有自适应变形的特点。能适应不均匀沉降,整体结构不会产生裂缝,网片的蜂巢状结构最符合力学性能,具有较强的抗破坏性能。
4结语
现 代生态挡墙与堤防之间既彼此相互联系,又需要相互依存,已不是传统意义上自然形态下的堤防。生态护岸首先满足防洪抗冲标准的要求,构建了其透水、透气、利 于植物生长的生态型安全的防护平台。其次,能满足边坡生态平衡,建立良性的河道护岸生态系统,由陆地植物、水生植物、近岸水体等组成了堤防立体生态体系。 最后要在对当地自然环境充分了解的基础上,护岸的结构和功能具备针对性,与当地自然、文化、经济环境相和谐,尊重传统文化和乡土知识。在余姚地区可考虑杜 鹃作为生态植物设计内容;适应场所自然过程。根据生态护岸所在不同环境,设计成相应的风格;尽量就地取材,使生态护岸与当地自然条件相和谐,便于管理,做 到“物尽其用,物美价廉”。总之,堤防的生态设计要把握其整体性、针对性、多样性与异质性。