生态型护岸在杭州城郊河道治理中设计与应用论文

生态型护岸在杭州城郊河道治理中的设计与应用【摘要】本文阐述了目前杭州市城郊河道治理的现状和存在问题及发展趋势，并在吸取国内外有关城郊河道整治和其他领域生态护岸经验的基础上，提倡生态环境建设与河道治理相结合，重点分析探讨了几种常用生态护坡结构在河道治理中的设计与应用，对生态河道建设设计理念及方法进行一些思考与探讨，从而为城郊河道生态建设提供一些参考。

【关键词】城郊河道治理；生态护岸；设计与应用近几年，随着城市化进程的逐步加快，为进一步改善城乡河道水环境质量，建设亲水型宜居城市和社会主义新农村，打造“生活品质之城”，杭州城郊河道整治工作已在逐年稳步实施，生态城市开始成为关注的热点，人们已经由传统的防洪、排涝的水利建设观念向建设“安全、舒适、优美”的水环境观念转化，确定了城乡河道“水安全保障、水循环正常、水生态改善、水景观优美”的治理目标。

而通过城郊河道综合治理，河道功能已经不仅仅限于防洪、行洪等传统水利功能，还包括水环境、水景观、水旅游、水生态等要求。

而在河道护岸建设方面却由于城乡结合部存在的征地、拆迁、造价、施工等原因往往无法达到预期效果。

河道是水生态环境的重要载体，护岸工程是河道生态治理的一项重要措施，对保护堤防免受冲刷、防止水土流失具有重要作用。

特别是随着水利生态化转型的逐步深入，以往以防洪治涝为唯一目的的农村农田水利逐渐淡化，随着农村经济的发展，各地产业发展迅速，人们对水环境的要求也越来越高，渴望见到水清、岸绿的河道生态景观，由此可见，河道治理中护岸建设就成为了成败的关键。

针对河道治理中生态护岸应用国外在这方面的研究比国内起步要早，日本十年前就提出“新水”的概念，并且在河道治理中进行了大量实践，研究出了多种新型生态材料；荷兰等一些欧洲发达国家也正在规划和建设21世纪的人与自然和谐的水环境，大规模开展河道生态修复与功能重建工程。

国内许多省市在生态护岸研究及实施上也作了许多尝试，如沿海滨海城市，特别是杭州市近几年来实施的“清水河道工程”、“城郊河道整治工程”等，生态建设成效显著，杭州市河道河网密布，具有典型的江南水乡特色，生态护岸建设为改善水质和水环境，防止水土流失，为水生植物的生长、水生动物的繁育、两栖动物的栖息繁衍活动创造了优越条件。

生态护岸拥有渗透性的自然河床与河岸基底，同时具有一定的抗洪强度，可以营造出多种多样的、丰富的环境条件，形成丰富、稳定的生态系统。

而传统的河道护岸往往是着重于满足河道防洪、排涝等功能，很少去考虑河道与周边环境、生态环境及人文环境的统一，使得治理后的河道与周围的环境不相协调，而且河道的环境条件模式化，并使生物种类单一化或使水生动物频临灭绝，由此带来的环境问题也相当严重。

目前，杭州城郊很多七、八十年代建设的乡村溪流均以浆砌石或混凝土护岸为主，经过长年洪水浸泡，造成局部驳坎坍塌，堤身失稳，严重威胁周边乡村居民生命安全。

1 杭州城郊河道存在的问题杭州市水系发达，河网密布，素有“江南水乡”之称，城郊河道既有山溪性河流又有平原河道，主要属于乡镇、乡村级别的郊区河道。

山溪性河道通常洪水暴涨暴落，高水位历时短，流量集中，流速大，对沿河堤坝、农田冲刷严重。

大部分河道、溪流没有经过系统的治理，加上乡村造房、开发等原因，占用河道行洪断面情况及其严重，在洪水期，洪水漫顶、掏空现象时有发生。

近几年，水利基础建设加大投入，城郊河道治理稳步推进，在设计过程中，主要存在以下问题：1.1 河道行洪断面不足，淤积严重，村庄段河道随意修建洗衣池、踏步、堰坝等拦水阻水建筑，加上人为向河道倾倒废石、废碴、垃圾等现象使河道狭窄，行洪能力降低，无法正常行洪。

1.2 河道抗冲能力不足，局部掏空严重。

大部分河堤均为土堤，堤身单薄矮小、设计标准低、基础不稳，抗冲能力弱，若遇高水位洪水的长时间浸泡，易造成堤防坍塌、岸脚掏空。

人为违章种植蔬菜等作物，加重水土流失，使河道存在安全隐患。

1.3 水质恶臭。

由于垃圾随意倾倒，污水排放，河道水体缺乏有效保护，造成水体浑浊、恶臭，水质较差,影响周边居民生活。

1.4 用地紧张，河道两岸管理范围内违章建筑较多，政策处理难度大，缺乏有效配套的政策处理机制和管理机制。

1.5 河道景观与乡镇建设不协调。

杭州市郊区发展迅速，乡镇整体规划体系比较完善，已逐步形成以自然山色风光为载体、以乡村文化为品牌的城市文化特色区域。

但水利配套设施落后，缺乏生态性的景观建设，河道环境与周边发展不协调。

目前，杭州市城郊河道治理中由于拆迁、征地、投资等原因直立式重力墙应用比较多,材料一般为浆砌块石或混凝土，河道两岸的绿化植被也较少；河道断面主要采用自然护坡或下部直立式挡墙，上部自然护坡的常规断面形式，绿化较多采用简单的草籽种植形式。

2 河道生态护坡设计理念原则河道生态护岸建设需坚持以人为本的原则。

一要符合区域河道整治规划；二要结合郊区河道的特点、整治标准、环境综合整治要求、新农村建设要求；三要坚持“突出重点、兼顾一般，生态优先，因地制宜、分类指导”的原则；四要紧紧围绕基本实现城乡河道“水安全保障、水循环正常、水生态改善、水景观优美”的目标。

另外，河道生态护岸的设计还应兼顾如下原则：2.1生态护岸应满足河道功能河堤的稳定要求，并降低工程造价；2.2 尽量减少混凝土、浆砌块石等硬性刚性结构，多应用多孔性构造，营造生态安全空间；2.3 进行水文分析，确定水位变幅范围，选择不同区域和部位的合适的植物；2.4 布置建筑物时考虑人们的亲水要求，体现人水和谐理念。

3 几种常用生态护坡结构方法探讨在实践中可以看出传统的护坡和护岸结构对城市的许多方面均产生了较大的影响，城市河道的护坡和护岸结构改造有必要推行一种生态型的护岸结构形式，采用新型生态材料，创新安全的结构，下面结合杭州市城郊河道综合治理的一些经验就几种常用的生态护岸结构作一介绍。

3.1 生态石笼网箱石笼网是一种生态格网结构, 由高抗腐蚀、高强度、具有延展性的低碳钢丝或者包覆pvc的以上钢丝使用机械编织而成，使用石笼网与块石制作而成的箱型结构就是石笼网箱挡墙。

根据astm和en标准，所使用的低碳钢丝直径根据工程设计要求而不同。

一般介于2.0-4.0mm之间，钢丝的抗拉强度不少于 38kg/m2，金属镀层重量一般高于245g/m2. 石笼网片的边缘线直径一般要大于网线直径, 其双线绞合部分的长度不得小于50mm.以保证绞合部分钢丝的金属镀层和pvc镀层不受破坏。

石笼网是近年来广泛运用于交通、水利、市政、园林，水土保持等工程项目中的一种新型材料结构。

生态格网可根据工程设计要求组装成箱笼，并装入块石等填充料后连接成一体，用做堤防、路基防护等工程。

石笼网填充块石最大的优点就是它比较适合于流速大的河道，抗冲刷能力强、整本性好、适应地基变形能力强，避免了预制的混凝土块体护坡的整体性差和现浇混凝土护坡与模袋混凝土护坡适应地基变形能力差的弱点，同时又能满足生态型护坡的要求，即使进行全断面护砌，生物与微生物都能照样生存。

因此，近年来得到了广泛应用，如杭州市西湖区转塘镇桐坞溪整治。

3.2 土工格栅土工格栅主要是土工格栅进行土体加固，并在边坡上植草固土，常用作加筋土结构的筋材或复合材料的筋材等。

土工格栅是以聚丙烯、高密度聚乙烯为原料，经挤压、拉伸而成，有单向、双向土工格栅之分。

设置土工格栅，增加了土体摩阻力，同时土体中的孔隙水压力也迅速消散，所以增加了土体整体稳定和承载力。

而且，由于格栅的锚固作用，抗滑力矩增加，草皮生根后草、土、格栅形成一体，更加提高了边坡的稳定性。

土工格栅具有稳定性强，耐腐蚀、寿命长，施工方便快捷、周期短、成本低的特点，广泛应用于公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。

3.3 生态袋护坡生态袋护坡是利用人造土工布料制成生态袋，植物在装有土的生态袋中生长，以此来进行护坡和修复环境的一种护坡技术。

具有透水、透气、不透土颗粒、有很好的水环境和潮湿环境的适用性，基本不对结构产生渗水压力的特点。

另外，施工快捷、方便，材料搬运轻便。

生态袋护坡缺点是由于空间环境所限，后期植被生存条件受到限制，整体稳定性较差。

3.4 植被型生态混凝土植被型生态混凝土主要由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。

多孔混凝土由粗骨料、混有高炉炉渣和硅灰的水泥、适量的细料组成，是植被型生态混凝土的骨架。

保水材料常用无机人工土壤、吸水性高分子材料、苔泥炭及其混合物。

表层土铺设有多孔混凝土表面，形成植被发芽空间，同时提供植被发芽初期的养分。

在城市河道护坡或护岸结构中可以利用生态混凝土预制块体做成砌体结构挡土墙，或直接作用为护坡结构。

4 结语杭州城郊河道经过近几年的治理，已有了显著的改善，许多河道经过截污纳管，已逐步消除黑臭。

几年的河道治理经验告诉我们，随着人们生活水平的提高，人们越来越注重生活的质量，人们渴望闲暇时光能尽可能的接近大自然，因此恢复城市河道的生态功能是必要的。

在城市河道治理中，河道生态护坡结构已被许多人所需求和采纳，并在大力推广之中，本文是吸取国内外有关城市河道整治和其他领域生态护岸经验的基础上，根据杭州市城郊河道设计中采用生态护岸的实践提出对坡岸、直岸以及河岸的适用植被护坡方案的一点思考和初步设想，以便为城市河道建设提供参考。

参考文献：[1]季永兴等《城市河道整治中生态型护坡结构探讨》水土保持研究 2001年12月[2]蒋屏，董福平等《河道生态治理工程-人与自然和谐相处的实践》中国水利水电出版社 2003年5月作者简介：秦福华杭州市水利规划设计研究院1977年11月出生从事工程规划设计工作。