生态护坡在防洪工程中的应用

　　［摘要］河道生态护坡是一个与周围环境相互协调、协同发展的开放性生态系统，涉及的范围较广，因素较多。通过论述护坡的发展趋势及设计要点，结合蛟河已建工程实际，阐述生态护坡在防洪工程中的应用，人们在追求人与自然和谐相处的条件下对生态护坡要求越来越高。将生态护坡功能与工程功能及安全功能同等考虑，选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式。
　　［关键词］河道，防洪工程，生态护坡
　　防洪工程中的堤防、河道护坡是一项量大面广的基础设施，通过技术创新来选择和确立兼顾防洪、生态和节约的工程护坡方式，是水利工程设计和防洪建设一大课题。
　　生态护坡包含护坡和生态两方面，其具体内涵为：在满足行洪排涝要求的基础上，保证岸坡稳定，防止水土流失；它是一个开放式的动态平衡系统，不断与周围生态系统进行物质交换；它是一个动力式的系统，水流对岸坡有冲刷作用，岸坡对水流有阻滞作用，岸坡生态系统是地表水与浅层地下水交换的媒介；生态护坡是整个河道生态系统的一个子系统，与其他生态系统之间是相互协调、协同发展的，其生态功能好坏直接影响其他生态子系统功能的发挥；生态护坡是可持续发展的系统。
　　1、生态护坡的发展趋势
　　随着人们对生态环境及保护问题在各个方面越来越重视，追求人与自然和谐共处理念的提高，人工建设或修复的自然型生态河道越来越受到推崇。它以保护和创造生物良好的生存环境和自然景观为前提，在具有一定强度、安全性和耐久性的同时，充分考虑了生态效果，把受人类干扰和破坏的河道修复成为水体与土体、水体与生物相互涵养，适合生物生长的近自然状况的河道。而河岸是水陆交错带，在调节气候、保持水土、防洪方面具有重要的功能。健康的河岸生态系统能使物质通过其界面区的速度和形式保持适当，从而使陆地加强了“水土保持”，水体防止了“富营养化”的出现。河道生态护坡的目标就是为了重建受破坏的河岸生态系统，恢复固坡、截污等生态功能。
　　多自然型河流建设方法是目前国际上比较流行的一种河道环境综和整治的新方法，它把水边作为多种生物生息空间的核心，并把河流建设成尽量接近于自然的状态。在建设多自然型河流中，重点是努力创造出具有丰富自然的并具有魅力的水边环境。在河道整治的各种方法中，应从生态学的观点出发，应优先采用生物材料法，其次采用混合方法，即采用植物与木材或石料合用，最后才考虑刚性材料方法，即采用木材、石料和混凝土。
　　2、生态护坡设计
　　生态河道中的植物护坡，就是采用有生命力植物的根、茎（枝）或整体作为结构的主体元素，按一定方式和方向排列，扦插、种植或掩埋在边坡的不同位置，在植物群落生长和建群过程中加固和稳定边坡，控制水土流失和实现生态修复。例如，植物根系能提高土壤的剪切力，增强土体的粘附力，从而使土壤结构趋于坚固和稳定。坡面植物可以截留降雨，延滞径流，调节土壤湿度，减少风力对土壤表面的影响；植物的根、茎、叶等部位通过拦截、蒸发、蒸腾和存储等方式促进土壤水循环，调节近地面温度和湿度，以促进植物生长；坡面上不同植物群落交错和演替，提供并改善多种生境，恢复边坡的生态功能和生物多样性。
　　2.1生态护坡的设计原则如下：
　　（1）生态护坡应满足渠道功能和堤防的稳定要求，并降低工程造价；
　　（2）尽量减少刚性结构，增强护坡在视觉中“软效果”，美化工程环境；
　　（3）进行水文分析，确定水位变幅范围，结合植物调查结果，选择合适的植物；
　　（4）应设置多孔性构造，为生物提供一个
　　安全的生长空间；
　　
　　（5）尽量采用自然的材料，避免二次环境污染；
　　（6）布置时考虑人们的亲水要求。
　　2.2栽种植物的选择
　　在栽种植物以前，应首先进行工程区域的植被调查，然后根据植被调查结果，充分考虑到栽种植物与周边环境的协调、景观、安全性、地域适应性及生态平衡的问题，并按以下条件进行严格的选择：
　　（1）适合气候、气象条件的树种；
　　（2）土壤要求低；
　　（3）原有品种；
　　（4）抗病虫害能力强，对周围环境的危害性小；
　　（5）寿命或者效果发挥时间长；
　　（6）具有能够美化环景的效果；
　　（7）容易维护管理；
　　（8）具有市场性。
　　3、生态护坡应用
　　土壤生物工程是一种边坡生物防护工程技术。这种技术在国外已经发展了几十年，用于公路边坡、河道坡岸、海岸边坡等各类边坡的生态治理。这类护坡技术使用大量的可以迅速生长新根的本地木本植物，最常用的木本灌木和乔木如柳、杨、山茱萸等。利用这些存活的植物枝条扦插。土壤生物工程不同于普通的植草种树之类的边坡生物防护工程技术，它具有生物量大、结构稳定、养护要求低、生境恢复快、施工简单、费用低廉、近自然等特征。该类技术一般运用在土壤侵蚀较严重、土质松散、景观要求较低的郊区河段。
　　该技术运用在坡岸生态问题比较简单的坡岸。这类坡岸一般植被稀少，坡面存在一定程度的土壤侵蚀，水力学问题不大，没有高强度的冲刷作用。蛟河市漂河镇的青背河与黄松甸镇的胜利河的具体方案为，正常水位以上的坡岸扦插5～6排，长度0.5m、直径2～4cm的活性垂柳枝，株距约0.5m；坡顶植柳树、杨树，株距5m；坡面常水位以上扦插之间种植耐湿性强、固土能力强的草本植物，如苜蓿草等多年生草本植物，可以喂牲口、做肥料。此项技术方法已在蛟河市水保基地小姑家水库坝后护坡中应用多年，效果非常好。活枝扦插长出的根系和枝叶，可以改善土壤结构，有效控制坡岸水土流失。利用活枝扦插作为建群种，可以快速恢复河道坡岸的植被，改善坡岸生境，为其它本地植物的恢复提供良好条件；与全系列生态护坡相结合，构成完整的近自然的坡岸植被缓冲带。
　　监测结果表明，植物护坡的护坡植物生长良好，新生的枝叶和根系具有良好的护坡特性。尤其是土壤生物工程的垂柳枝形成先锋群落，对河岸形成良好防护。在第1个生长季节内，新生枝条的高度、盖度、生长密度都达到较高水平，发挥着降雨截留、径流延滞等水文效应；新生根系形成庞大的地下根系网络，具有固结土壤和支撑坡体的机械效应。
　　4、生态护坡具有以下优点：
　　（1）克服了原浆砌块石护坡的呆板和生硬，使工程与自然统一；
　　（2）利用不同季节的植物的形状和颜色，可大大改善工程环境；
　　（3）避免采用非自然的材料，避免了二次环境污染；
　　（4）生态护坡满足了人们的亲水要求；
　　（5）因设置了多孔性构造，对生物的生长和水质起到了保护作用；
　　（6）工程造价相对较低。
　　5、结语
　　由于植物护坡的技术方法简单，造价便宜，效果明显，可以大规模在我我市丘陵山区的中小河流治理、土壤侵蚀和水土保持上广泛应用，对其他类似地区可起到借鉴作用。特别是一些经济落后资金比较紧张乡镇街更显适用。应用土壤生物工程的方法和当地的植物资源对这些地区的各类边坡（山地斜坡、江河湖库堤岸等）实现稳定加固、水土流失控制和生态修复，可在很大程度上改善这些地区的生态环境。