浅析水利工程建设中生态护岸设计 郝文奎

浅析水利工程建设中生态护岸设计郝文奎摘要：在经济高速发展的当今形势下，人类活动对环境的影响巨大，在诸多生态破坏中，人们对河流生态的破坏是与城市生活息息相关的。

水利工程在不同程度上遭到破坏，使得河道的功能衰退、水质下降，同时传统的河道护岸方式的弊端也逐渐显露出来，生态护岸的建造与其质量越来越成为人们关注的重点。

在整个生态护岸工程中，注重自然生态环境的平衡，与河道周围环境保持一致性，改善河道功能，最终使河道为城市经济发展、环境保护起到促进作用。

关键词：水利工程；生态护岸；设计前言：水利工程中的生态护岸型式主要有自然原型护岸、自然型护岸和多自然型护岸，在实际应用过程中，需要充分按照安全稳定性、经济有效性、生态持续性、因地制宜性、空间异质性和景观亲水性六个重要原则进行科学设计。

在水利工程中合理应用生态护岸型式，还要充分结合相应水利工程的断面形式、环境条件、水流条件以及各种其他要求对护岸植物实现合理化选择，以保证生态护岸型式可以发挥出最佳的功能作用。

1生态护岸概述生态护岸就是恢复自然状态的自然河岸，或者拥有可渗透性的人工护岸，转变传统的混凝土护岸结构，改造为生物与水、土体与水体相互涵养的自然护岸形式。

生态护岸包括了渗透性能突出的河岸基底与自然河床，河流地貌多样化且非常丰富，能够切实提升河流水体与河岸彼此之间的调节功能和水分交换能力，同时还能有效抵抗水流冲击力，达到护坡目的。

2生态护岸的作用2.1水土保持、涵养水源与净化水质地表水和地下水之所以能够相通、互相补给、交换是靠生态护岸做连接渠道。

在河道水位较高、水源充足的情况下能够将水源流入到地下水当中，给地下水做补给，充分的涵养水源；而当情况反过来，遇到雨水较少的干旱时节时，河槽里的水量就会变得很少，就需要地下水的补给。

关于水土保持方面就是生态护岸当中种植的水生植物可以快速的将水中的污染物进行分解，然后将有害物质进行吸收，从而保证水源的纯净，净化水质维持生态护岸的水土环境，使护岸的生态环境保持恒定状态。

2.2保持生物多样性生态护坡为河湖鱼类、鸟类提供了丰富的食物和良好的生存繁衍空间，确保了生物多样性，进一步改善水质，形成良好的生态循环。

我国相关法律规定提出：一定要重视生态建设，加强自然保护区和生态示范区建设，保护陆地和海洋生物的多样性。

生态型护岸就可以满足这一点，不同于传统的河道护岸。

传统的河道护岸会严重破坏生态系统，让水生动物失去巢穴，阻碍两栖动物的生存繁衍。

传统护岸会使自然河流的生物链损坏，严重时水生动物甚至会频临灭绝，而生态护岸就不会出现这种状况，可以有效的保护生物的生存环境。

2.3改善生态环境生态护坡增加了绿化的面积，水面与绿化交相辉映形成优美的自然风光，而且生态护岸可以把河道治理的纯净自然、清澈见底，并且有丰富的生物种类，河道里鱼虾富足、水生植物绿草盈盈，从而形成和谐美好的自然景观，让人们感觉到生命的活力。

这些有生命力的景色可以让现代人感受到回归真我的恬静氛围。

同时也为人们的休息、放松心情提供了场地。

生态护坡营造水系自然景观，形成河流水系绿色景观长廊和生态旅游区，打造特色小城镇和新农村建设示范区，改善两岸居民的生活、生产与景观环境，实现“城水相依、水清岸绿、人水和谐”的生态环境。

3水利工程中主要的生态护岸类型3.1自然原型护岸所谓自然原型护岸，就是在护岸基质当中进行滨水地带植物的种植，通过植物根系强有力的护土功效达到固土护岸目的，同时借助植物茎叶来减缓并抵抗侵蚀。

自然原型护岸属于低强度型的护岸类型，常见的护岸型式有水生植物护岸、植草护岸、植物纤维垫护岸、防护林护岸以及梢料护岸等。

自然原型护岸比较适合应用在冲刷力不强，水位落差、短期降雨量以及流速流量都比较小的河段当中，并且要求坡度在土壤自然倾斜角范围内。

自然原型护岸不会对生态系统造成较大干扰，并且可以布局多种类型物种，生态功能比较全面，在建设中使用的技术比较简单，且工程量小，投资也不大，后期不需要花费大量资金进行维护。

该护岸型式具有高度自然性，属于良好的软景观。

但是自然原型护岸型式自身护岸强度不够高，抗冲刷能力也比较低，难以有效抵抗洪水。

在日常的水位线之下很难进行植物种植，也影响植物品种的选择，且植物根系在没有全面成长起来之前不能有效发挥固土作用，导致护坡的土壤容易受到侵蚀。

3.2自然型护岸自然型护岸主要指的是在种植各种植物基础上，同时配合使用木材、石材等天然的材料加强对坡脚的保护，以有效提升护岸稳定性和抗洪能力。

自然型护岸通常会将干砌块石、石笼以及木桩等设置在坡脚位置，并在上部建筑适当坡度的土堤，将植物种植在坡上是中等强度的护岸类型，主要包括木材护岸、石材护岸、石笼护岸等。

自然型护岸比较适合应用在坡度比较自然且水位落差不大的河道当中，对于河床不够平整、流速略大以及冲刷程度为低等或者中等的河道当中也比较适用。

该类型护岸所使用的材料基本上都是可再生资源或者自然资源，不会造成环境污染，并且不会过度干扰生态系统，在石块和木桩之间的缝隙空间可以进行植物种植，达到空间资源的充分利用。

自然型护岸在应用当中可以布局多样性的生物物种，具有较为全面的生态功能，且施工周期比较短，施工难度较低，具有良好的亲水性，属于自然程度比较高的优质景观。

但是自然型护岸相比自然原型护岸，具体应用中工程量会增加，相应投资也会更高，并且工程土体和干砌石相结合的位置结构缺乏稳定性，而使用的木材寿命不长，在后期需要定期更换。

3.3多自然型护岸所谓多自然型护岸，主要指的是以自然型护岸为基础，在其上进行土工布、钢筋混凝土等材料的设置，以提升护岸强度，增强其抗洪能力和抗冲刷能力。

多自然型护岸相比前两个类型其抗水流冲刷能力更强，目前在水利工程中应用得最为广泛，常见的多自然型护岸有三维植被网护岸、框架覆土复合型护岸、生态混凝土护岸、生态型挡土墙、土工织物扁带护岸、联锁以及铰接混凝土块护岸等。

此类型护岸比较适合坡度不大于70°且高差不小于4米的河段当中。

多自然型护岸对生态边缘效应和水陆生态结构实现了良好保持，设计结构相对安全，软景观和硬景观相互结合，具有良好的亲水效应。

同时，此类型护岸具有良好的防护效果，其固坡性能非常突出，且抗冲刷能力也比较强。

但是多自然型护岸在实际应用过程中，具有较为明显的人工痕迹，一定程度上影响了原生态环境，构造的景观过于生硬。

同时在建设施工阶段，使用的新技术和新工艺比较多，施工难度有所增加，实际工程量也比较大，整体投资成本较高，所使用的材料如果存在不当极易出现二次污染。

4生态护岸的理念生态护岸是指岸坡水体、土体、生物之间能互为良性影响，滨岸带生物生存环境能自然衔接，具有防洪、生态、景观、自净功能的一种河道建设结构形式。

因此，生态护岸首先要具有透水性能，保证水的交换和调节功能；其次应以斜坡式为主，以保持不同种类生物和植物对不同水深的需求，保证生物的自然衔接，满足河道滨岸带生态系统的稳定和健康发展。

生态护坡技术是基于水土保持学、生态学、水利工程学和生物科学等学科的基本原理，利用植物及植物与工程材料相结合的方法，在边坡上构建具有生态功能的护坡系统，通过生态工程的自我支撑、自我组织与自我修复等功能，实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态修复，以达到减少水土流失、维持坡面植物生存环境、提高坡面动物和微生物栖息地的质量、营造健康的河流生态系统和改善人居环境等的目的。

总而言之，生态护岸建设就是在实现护岸防洪作用的同时，建设各群落适宜的栖息地。

5生态型护岸在水利工程设计中的应用5.1植物护岸在生态护岸中，种植的植物种类也非常重要，要从多角度综合分析选择最适合的植物种植，植物选择的得当与否对项目的成功也有影响。

在进行植物选择时，首先要考虑气候水文、植物抗逆性能以及景观效果等方面的因素，综合考虑选择最符合条件的多种植物进行绿化栽种。

其次在综合上面因素的考虑后要尽量在当地现有的植物物种当中进行选择，如果选择了外地的植物物种，不能保证当地的水土是否适合该植物的生长条件，若不符合就会出现一些问题，为生态植物护岸带来困难。

有些河段存在严重的污染问题，在选择植物时要选择可以改善污染的植物物种，进而可以有效去除N、P等物质。

在考虑生态环境因素后，要一定程度上添加可以美化河段环境的植物，即观赏类的花草树木，要注重生态护岸的美观性。

5.2竹木护岸竹木护岸一般用于水流较急、河道较窄、岸边建有房屋的情况下，竹木护岸是在房屋建设的地方打入木桩减少河水对堤岸的冲击力，竹木桩的适应能力较强，如果出现地基变形的情况竹木桩可快速适应，插入竹木桩对河道与地下水的互换不会产生任何影响，对水生植物的栖息繁衍加强保障。

竹木护岸的施工方法如下：选择3m～4m长、梢径10cm左右的松木桩或柳木桩，利用机械或辅以人工方式将竹木桩垂直打入土层中，要求锚固于土层中的长度不小于桩长的60%，并且相邻木桩的中心距控制在20cm左右，各桩的走向应与河岸走势一致，外观看起来要顺畅协调。

5.3土木工程材料护岸土木工程材料护岸是利用土木材料对护岸加固的一个工程，加固工程分为两个步骤。

第一步是单元固土，单元固土是通过热熔的方法把片状的土木工程材料进行粘合，将片状材料变成单元格的形状，然后在单元格里进行填土种草。

单元固土完成后进行第二步--网垫固土，在填土种草后植物开始生长，到植物长成以后泥土和网垫、草皮实实的黏合在一起，非常坚实稳固，从而达到固土护坡的目的。

在土木工程材料护岸完成后想要对土木材料进行加固，可以在土木材料的周围进行围框，用混凝土在周围堆砌一层防护边框。

土木材料护岸一般用于水流就相对平稳的河段，可以实现护岸的最佳效果，稳定性较强，但是唯一存在的缺点是在暴雨、洪水等自然灾害发生时岸坡所承受的水流冲击较大，对河岸的损害会有所增加，这一问题在暴雨、洪水来临时要特别注意。

5.4混凝土护岸混凝土护岸也分为三种类型。

第一种类型是现浇混凝土护岸，这种类型的混凝土护岸是将混凝土加工制作成混凝土挡土墙和混凝土板桩墙两个墙体，具有坚固的抵抗性能，可以很好的阻挡河水的冲击力，但是同时也将河道和陆地分隔开来，对水生植物的生长没有益处。

第二种是预制混凝土护岸，这种混凝土护岸与第一种混凝土护岸相比更加适用于岸坡变形的情况，因为预制混凝土护岸是将混凝土预制块堆砌形成护岸，在预制块中间都留有缝隙，透水性能好。

第三种是生态混凝土护岸，这种混凝土护岸是在预制混凝土护岸的基础上在板块中间添加孔洞，带孔洞的护岸对植草绿化和水生动物的栖身提供便利，生态混凝土护岸的板块是多边形设计，都有企口。

另外，混凝土护岸也在不断更新，一些连锁、铰接式护坡及植物生态混凝土新鲜出炉，使混凝土护岸的效果越来越好，功能越来越完善。

结束语生态护岸具有突出的生态效应、防洪效应、景观效应和自净效应，在水利工程中合理运用生态护岸型式，对促进工程的可持续发展具有重要意义。