淺談防洪工程的生態(tài)護坡

淺談防洪工程的生態(tài)護坡簡介：防洪工程中的堤防、河道護坡是一項量大面廣的基礎(chǔ)設(shè)施，人們在追求人與自然和諧相處的條件下對生態(tài)護坡要求越來越高。將生態(tài)護坡功能與工程功能及安全功能同等考慮，選擇和確立兼顧防洪、生態(tài)和節(jié)約的工程護坡方式。防洪工程生態(tài)護坡工程建設(shè)應樹立尊重自然、恢復自然的理念，使護坡工程與周圍環(huán)境融為一體。關(guān)鍵字：護坡,生態(tài),資源節(jié)約

防洪工程中的堤防、河道護坡是一項量大面廣的基礎(chǔ)設(shè)施，通過技術(shù)創(chuàng)新來選擇和確立兼顧防洪、生態(tài)和節(jié)約的工程護坡方式，是水利工程設(shè)計和防洪建設(shè)一大課題。下面以可持續(xù)發(fā)展的視野認識現(xiàn)代生態(tài)護坡工程，以創(chuàng)新發(fā)展的觀點，就防洪工程生態(tài)護坡談幾點認識。一、防洪工程生態(tài)護坡的發(fā)展方向人類在與江河長期斗爭的實踐中，探索出一些適應當?shù)刈匀粭l件的河工建筑物模式。堤防、河道防洪護坡工程也一樣，同河流的上游與下游、同一國家的北方與南方、發(fā)達國家與發(fā)展中國家都有所不同。在不同的時代，人們對堤防河道護坡的認識和要求也不相同，生態(tài)護坡就是現(xiàn)階段人們在對水環(huán)境要求越來越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下而日益受到重視。我國20世紀90年代初出現(xiàn)了生態(tài)護坡的概念。1991年河道堤防管理部門開始注意到生態(tài)護坡。進入21世紀，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，生態(tài)與環(huán)境惡化日益加重，特別是嚴重的水污染引發(fā)了新的治水理念變革，一些能減少水污染、與自然環(huán)境和景觀相適應的新型護坡不斷出現(xiàn)，對生態(tài)護坡的研究也不斷深入。目前，我國開始試驗推廣的幾種生態(tài)護坡主要有：植被護坡、土工材料復合種植基護坡、植被型生態(tài)混凝土護坡和水泥生態(tài)種植基護坡。我國生態(tài)護坡建設(shè)主要是模仿學習國外經(jīng)驗后自主開發(fā)產(chǎn)品，另外也部分引進國外先進產(chǎn)品。正確地把握生態(tài)護坡生長習性，并選擇適合本地自然條件的類型，需要明確生態(tài)護坡的本質(zhì)和特點。（一）生態(tài)護坡并非與傳統(tǒng)護坡完全對立一部分生態(tài)護坡是在傳統(tǒng)護坡基礎(chǔ)上發(fā)展而來，盡管國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的定義，但與傳統(tǒng)護坡的區(qū)別還是明顯的：生態(tài)護坡較傳統(tǒng)護坡更具有自然生機，與周圍景觀相協(xié)調(diào)。生態(tài)擴坡具有一定的開放性，能保護生物的多樣性，較少改變河道生物棲息環(huán)境。生態(tài)護坡材料以環(huán)保材料為主，多數(shù)為天然材料，對環(huán)境污染小。傳統(tǒng)護坡主要指砌石護坡和目前大量使用的預制混凝土塊。這些護坡中的干砌塊石護坡隨著時間久遠和大自然的自我修復，與自然界達成新的平衡，與天然土坡一樣，它上面也生長植被，也具備生態(tài)護坡的特征。隨著時間的流逝，新的平衡在新的條件下重新建立，這是自然規(guī)律。只要我們認識到這點，就不會把傳統(tǒng)護坡與生態(tài)護坡完全對立。（二）生態(tài)護坡不等于景觀護坡，景觀護坡受水位線限制一般認為生態(tài)護坡就是植被護坡，這一觀點不準確。觀察水庫或湖泊，可以發(fā)現(xiàn)其水面線與岸坡植被之間有一條明顯的水平分隔帶，它是由水面線漲落造成的，植被一般在水面線之上。河道邊坡同樣如此，植被生長受水位、季節(jié)、溫度和雨量的影響，在河道邊坡上呈水平分布，與護坡材料相關(guān)。但即使是天然土坡，在一定的高程之下也無法布置植被護坡，尤其是在大江大河?？梢哉f景觀護坡（植被護坡）只是生態(tài)護坡之中的一種，修建景觀護坡必須首先考慮水位影響。（三）生態(tài)護坡不是解決河道污染的有效手段，其自然凈化河道的能力有限人們最初設(shè)計生態(tài)護坡的目的之一是凈化河道，但這一構(gòu)想幾乎無法實現(xiàn)。河流水體污染主要來自城市排污、農(nóng)田化肥農(nóng)藥、大氣酸雨，自20世紀50年代以來，發(fā)達國家都面臨過水環(huán)境污染，沒有哪一個國家主要依靠生態(tài)措施宋減緩或消除水污染。建沒生態(tài)護坡不能夸大其白凈能力，更不能寄希望它來治理污水。（四）生態(tài)護坡建設(shè)應適應我國自然條件和經(jīng)濟社會發(fā)展生態(tài)護坡是實現(xiàn)生態(tài)水利的一部分，因此發(fā)展生態(tài)護坡必須適應我國自然條件和經(jīng)濟社會發(fā)展的需要。１．護坡首先要滿足防洪功能，就是說護坡主要作用是防御洪水，其他功能都服務(wù)于防洪，護坡滿足生態(tài)需求同樣不能因此而削弱其主導功能。２．生態(tài)護坡最重要的特征是恢復河流天然屬性。應盡量選擇天然材料，如天然石材、草皮等，盡量少用水泥和人工合成材料。天然材料產(chǎn)生于自然耐久性好，與河流不相排斥，即使發(fā)生化學反應也很漫長，而人工合成材料卻難以做到這一點。天然材料的另一特性就是容易在河道中形成新的自然平衡，較快恢復河道天然景觀。３．發(fā)達國家修建生態(tài)護坡的一些做法值得借鑒，但要進一步消化吸收，不能照搬。二、建設(shè)資源節(jié)約型護坡隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，受資源約束的矛盾日益突出，一些主要原材料、能源、水、土地紛紛告缺，資源的利用和保護成為人們關(guān)注的焦點。護坡工程在水利建設(shè)中量大面廣，如何做到資源節(jié)約合理的投入取得最佳的收益值得探尋。（一）重視護坡工程的可行性研究，盡量減少硬化河道護坡盡量避免河道混凝土護坡建后再拆，不如盡量少建或用非工程措施解決。在我國些地方的河段完全可以這樣做。比如：河岸凹凸不平、邊坡土質(zhì)抗沖刷能力強、數(shù)十年未發(fā)生崩岸的河段；河流岸灘較寬、邊坡平緩、植被生長良好的河段；土堤迎水面邊坡在特大洪水年份也未發(fā)生浪坎、跌窩等險情的河段。當然，河道岸坡硬化混凝土護對于防洪來說是有利的。近年來我國水利工程的生態(tài)與環(huán)境評估越來越受到重視，采用工程措施還是非工程措施必須綜合分析，權(quán)衡利弊。總之，對河道堤防護坡工程進行嚴謹科學的可行性研究，是實現(xiàn)資源節(jié)約的前提。（二）工程技術(shù)措施的思路要創(chuàng)新采用任何種形式的護坡來實現(xiàn)資源節(jié)約，僅從傳統(tǒng)設(shè)計思路上進行優(yōu)化創(chuàng)新這種可能性不大，必須開拓新的思路。首先要盡量減少不可再生資源的使用量，其次是從護坡的造價與使用年限。１、盡量減少混凝土用量，優(yōu)先采用天然石材其目的首先考慮到營造“多自然河流”，而且在資源節(jié)約上也有其合理性?；炷令A制塊護坡與砌塊護坡進行的比較如下：（1）耐久性。河道堤防護坡破壞主要有脫落、塌陷、滑動、鼓脹、崩塌和剝蝕。除剝蝕外，其他破壞類型預制混凝土護坡與砌石護坡無明顯差別，都可以通過日常維修解決。但通過多年的觀察，兩類護坡材料的耐久性不同：天然塊石：護坡工程常用的巖石有石英砂巖、片麻巖、正長巖等，抗壓強度在80～500MPa，其表面致密，水與石料之間的分解、溶蝕和沖刷作用極其漫長，可見天然塊石耐久性優(yōu)異。預制混凝土塊：我國現(xiàn)階段大量使用的預制混凝土六角塊一般采用C15或C20標號，抗壓強度15～20MPa，相當于1：3.5的水泥砂漿包裹碎石。在生產(chǎn)預制混凝土過程中，水泥硬化后的水泥石在正常情況下有較好的耐久性。但在與流動的河水、含硫酸鹽、鎂鹽或碳酸的污水長期接觸時，混凝土就會發(fā)生軟水腐蝕、硫酸鹽或溶解性化學腐蝕，強度下降。低于C20標號的混凝土水泥含量較少，混凝土漿中多余水分蒸發(fā)而留下的氣孔、水泥漿泌水形成的毛細管子及骨料下部的水囊，容易造成混凝土內(nèi)部形成孔隙，混凝土腐蝕作用加快。因此，預制混凝土護坡的耐久性不高。（2）經(jīng)濟性。目前采用的預制C15混凝土六角塊護坡，其鋪砌定額直接費約45元／m3(不含墊層費用，包括預制12cm厚混凝土六角塊、成品運輸、鋪砌)。實際上以45元／m3的價格是無法買到塊石，如果把塊石單價提高到120元／m3，其成本與混凝土六角塊護坡相同。干砌塊石護坡厚度為25cm，其使用年限遠大于12cm厚的混凝土塊護坡，從長遠來看，其經(jīng)濟性比混凝土護坡好。（3）節(jié)能性。比較護坡塊石（粗料石）與預制混凝土塊的生產(chǎn)過程，可以明顯看出前者耗費能源少。預制混凝土塊：塊石破碎碎石加水泥拌合混凝土預制塊，其中水泥生產(chǎn)中大量耗能。塊石：人工或機械加工塊石（粗料石），天然塊石可循環(huán)使用。而人工預制混凝土塊不易做到，在重視循環(huán)經(jīng)濟的今天，采用天然石材更具優(yōu)勢。２、提高預制混凝土構(gòu)件的強度在一些平原地區(qū)由于天然石材匱乏，運輸成本過高，或城市景觀建設(shè)需要，只能采用混凝土預制件來鋪砌護坡。在這種情況下，可以將混凝土預制塊標號提高到C25?；炷翗颂柕奶岣撸梢栽鰪娀炷撩軐嵭?，使得其表面和內(nèi)部具有更多封閉孔隙來阻止環(huán)境水侵入，從而保證混凝土塊具有更好的抗侵蝕性，雖然增加了修建時的成本，但是使用年限的加長使護坡的年分攤成本小。三、防洪護坡創(chuàng)新中應重視的幾個問題（一）從政策上支持長期的防洪護坡工程建設(shè)，人們已習慣于建設(shè)傳統(tǒng)護坡。對于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣，必然會遇到這樣那樣的阻力。因此，必須要有一定的政策支持，才能確保新一代護坡技術(shù)的廣泛使用。（二）既重視具體設(shè)計，又重視宏觀視野護坡設(shè)計看似簡單，但要做出符合中國經(jīng)濟社會發(fā)展和時代要求的優(yōu)秀方案，必須要將工程師、藝術(shù)家、經(jīng)濟師和環(huán)境保護部門的思維溶于一體。在具體設(shè)計中應對我國發(fā)展中應遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污染排放處置等都要有一定的了解。（三）重視科技創(chuàng)新護坡是一種相對低技術(shù)含量的水利工程，如果大量引進采用國外產(chǎn)品，經(jīng)濟上極不合算。我國是一個治水歷史悠久的國家，都江堰、靈渠、大運河等一批古代杰出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此，我們要重視科技創(chuàng)新，充分調(diào)動水利科技工作者的積極性，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代護坡產(chǎn)品。（四）材料的創(chuàng)新是關(guān)鍵河道堤防護坡工程建設(shè)耗廢大量的塊石、混凝土預制塊或其他材料，其成本占工程總費用的比例大。因此，一定要重視護坡原材料、半成品生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新，加快開采、加工、運輸各環(huán)節(jié)配套升級，制定既開放競爭、又保證規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策，將護坡工程技術(shù)發(fā)展的切入點定在半成品生產(chǎn)創(chuàng)新上。四、結(jié)束語根據(jù)目前的國情、適用性、經(jīng)濟性和質(zhì)量效果，符合生態(tài)護坡工程可持續(xù)發(fā)展的理念，值得普遍推廣應用。正確的決策必須建立在相關(guān)科學研究的基礎(chǔ)上，針對生態(tài)護坡難點問題有必要開展系列研究，加大這方面的科研投入朝生態(tài)護坡發(fā)展。將生態(tài)護坡功能與工程功能及安全功能同等考慮。防洪工程生態(tài)護坡工程建設(shè)，應樹立尊重自然、恢復自然的理念，使護坡工程與周圍環(huán)境融為一體。一、用于停車位的植草格基層設(shè)計建議（如圖所示）

1.地基土應分層夯實，密實度應達到85%以上；屬于軟塑－流塑狀淤泥層的，建議拋填塊石并碾壓至密實。

2.設(shè)150厚砂石墊層。具體做法為：中粗砂10%、20－40粒徑碎石60%、粘性上30%混合拌勻，攤平碾壓至密實。

3.設(shè)置厚60穩(wěn)定層（兼作養(yǎng)植層）。穩(wěn)定層做法為：25%粒徑為10－30的碎石、15%中等粗細河砂、60%耕作土并摻入適量有機肥，三者翻拌均勻，攤鋪在砂石墊層上，碾壓密實，即可作為植草格的基層。

4.在基層上撒少許有機肥，人工鋪裝植草格。植草格的外形尺寸是根據(jù)停車位的尺寸模數(shù)設(shè)計的，一般在鋪裝時不用裁剪；當停車位有特殊形狀要求或停車位上有污水井蓋時，植草格可作裁剪以適合停車位不同形狀的要求。

5.在植草格的凹植槽內(nèi)撒上20厚的種植土。

6.在植草格種植土層上鋪草皮或播草子。鋪草皮時需將草皮壓實于種植土上。澆水養(yǎng)護待草成活后即可停車。二、用于消防車道的植草格基層設(shè)計建議（如圖所示）1.在消防車道上鋪植草格，其地基土的密實度應滿足一般混凝土消防車道的設(shè)計要求。

2.消防車道的碎石墊層、石粉穩(wěn)定層做法亦與普通混凝土消防車道的設(shè)計要求相同。

3.在石粉穩(wěn)定層上做80厚的養(yǎng)植土層。土層做法為：30%粒徑為10－30的碎石、15%中等粗細河砂、55%耕作土并摻入適量有機肥，三者翻拌均勻，攤鋪在經(jīng)碾壓密實的石粉穩(wěn)定層上，碾壓密實，即可作為植草格的基層。

4.在植草格基層上鋪裝植草格、植草。

值得注意的是：如果消防車道作為平時車輛的