生態(tài)護坡在防洪工程中的應用
2012-10-08 來源：作者：李國良 張偉東 楊立東 來源：中國論文網(wǎng)
生態(tài)護坡包含護坡和生態(tài)兩方面，其具體內(nèi)涵為：在滿足行洪排澇要求的基礎上，保證岸坡穩(wěn)定，防止水土流失；它是一個開放式的動態(tài)平衡系統(tǒng)，不斷與周圍生態(tài)系統(tǒng)進行物質交換；它是一個動力式的系統(tǒng)，水流對岸坡有沖刷作用，岸坡對水流有阻滯作用，岸坡生態(tài)系統(tǒng)是地表水與淺層地下水交換的媒介；生態(tài)護坡是整個河道生態(tài)系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，與其他生態(tài)系統(tǒng)之間是相互協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展的，其生態(tài)功能好壞直接影響其他生態(tài)子系統(tǒng)功能的發(fā)揮；生態(tài)護坡是可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)。
1、生態(tài)護坡的發(fā)展趨勢
隨著人們對生態(tài)環(huán)境及保護問題在各個方面越來越重視，追求人與自然和諧共處理念的提高，人工建設或修復的自然型生態(tài)河道越來越受到推崇。它以保護和創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境和自然景觀為前提，在具有一定強度、安全性和耐久性的同時，充分考慮了生態(tài)效果，把受人類干擾和破壞的河道修復成為水體與土體、水體與生物相互涵養(yǎng)，適合生物生長的近自然狀況的河道。而河岸是水陸交錯帶，在調(diào)節(jié)氣候、保持水土、防洪方面具有重要的功能。健康的河岸生態(tài)系統(tǒng)能使物質通過其界面區(qū)的速度和形式保持適當，從而使陸地加強了“水土保持”，水體防止了“富營養(yǎng)化”的出現(xiàn)。河道生態(tài)護坡的目標就是為了重建受破壞的河岸生態(tài)系統(tǒng)，恢復固坡、截污等生態(tài)功能。
多自然型河流建設方法是目前國際上比較流行的一種河道環(huán)境綜和整治的新方法，它把水邊作為多種生物生息空間的核心，并把河流建設成盡量接近于自然的狀態(tài)。在建設多自然型河流中，重點是努力創(chuàng)造出具有豐富自然的并具有魅力的水邊環(huán)境。在河道整治的各種方法中，應從生態(tài)學的觀點出發(fā)，應優(yōu)先采用生物材料法，其次采用混合方法，即采用植物與木材或石料合用，最后才考慮剛性材料方法，即采用木材、石料和混凝土。
2、生態(tài)護坡設計
生態(tài)河道中的植物護坡，就是采用有生命力植物的根、莖（枝）或整體作為結構的主體元素，按一定方式和方向排列，扦插、種植或掩埋在邊坡的不同位置，在植物群落生長和建群過程中加固和穩(wěn)定邊坡，控制水土流失和實現(xiàn)生態(tài)修復。例如，植物根系能提高土壤的剪切力，增強土體的粘附力，從而使土壤結構趨于堅固和穩(wěn)定。坡面植物可以截留降雨，延滯徑流，調(diào)節(jié)土壤濕度，減少風力對土壤表面的影響；植物的根、莖、葉等部位通過攔截、蒸發(fā)、蒸騰和存儲等方式促進土壤水循環(huán)，調(diào)節(jié)近地面溫度和濕度，以促進植物生長；坡面上不同植物群落交錯和演替，提供并改善多種生境，恢復邊坡的生態(tài)功能和生物多樣性。
2.1生態(tài)護坡的設計原則如下：
?。?）生態(tài)護坡應滿足渠道功能和堤防的穩(wěn)定要求，并降低工程造價；
?。?）盡量減少剛性結構，增強護坡在視覺中“軟效果”，美化工程環(huán)境；
?。?）進行水文分析，確定水位變幅范圍，結合植物調(diào)查結果，選擇合適的植物；
?。?）應設置多孔性構造，為生物提供一個安全的生長空間；
?。?）盡量采用自然的材料，避免二次環(huán)境污染；
?。?）布置時考慮人們的親水要求。
2.2栽種植物的選擇
在栽種植物以前，應首先進行工程區(qū)域的植被調(diào)查，然后根據(jù)植被調(diào)查結果，充分考慮到栽種植物與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)、景觀、安全性、地域適應性及生態(tài)平衡的問題，并按以下條件進行嚴格的選擇：
?。?）適合氣候、氣象條件的樹種；
（2）土壤要求低；
?。?）原有品種；
（4）抗病蟲害能力強，對周圍環(huán)境的危害性??；
（5）壽命或者效果發(fā)揮時間長；
?。?）具有能夠美化環(huán)景的效果；
?。?）容易維護管理；
?。?）具有市場性。
3、生態(tài)護坡應用
土壤生物工程是一種邊坡生物防護工程技術。這種技術在國外已經(jīng)發(fā)展了幾十年，用于公路邊坡、河道坡岸、海岸邊坡等各類邊坡的生態(tài)治理。這類護坡技術使用大量的可以迅速生長新根的本地木本植物，最常用的木本灌木和喬木如柳、楊、山茱萸等。利用這些存活的植物枝條扦插。土壤生物工程不同于普通的植草種樹之類的邊坡生物防護工程技術，它具有生物量大、結構穩(wěn)定、養(yǎng)護要求低、生境恢復快、施工簡單、費用低廉、近自然等特征。該類技術一般運用在土壤侵蝕較嚴重、土質松散、景觀要求較低的郊區(qū)河段。
該技術運用在坡岸生態(tài)問題比較簡單的坡岸。這類坡岸一般植被稀少，坡面存在一定程度的土壤侵蝕，水力學問題不大，沒有高強度的沖刷作用。蛟河市漂河鎮(zhèn)的青背河與黃松甸鎮(zhèn)的勝利河的具體方案為，正常水位以上的坡岸扦插5～6排，長度0.5m、直徑2～4cm的活性垂柳枝，株距約0.5m；坡頂植柳樹、楊樹，株距5m；坡面常水位以上扦插之間種植耐濕性強、固土能力強的草本植物，如苜蓿草等多年生草本植物，可以喂牲口、做肥料。此項技術方法已在蛟河市水保基地小姑家水庫壩后護坡中應用多年，效果非常好?；钪ηげ彘L出的根系和枝葉，可以改善土壤結構，有效控制坡岸水土流失。利用活枝扦插作為建群種，可以快速恢復河道坡岸的植被，改善坡岸生境，為其它本地植物的恢復提供良好條件；與全系列生態(tài)護坡相結合，構成完整的近自然的坡岸植被緩沖帶。
監(jiān)測結果表明，植物護坡的護坡植物生長良好，新生的枝葉和根系具有良好的護坡特性。尤其是土壤生物工程的垂柳枝形成先鋒群落，對河岸形成良好防護。在第1個生長季節(jié)內(nèi)，新生枝條的高度、蓋度、生長密度都達到較高水平，發(fā)揮著降雨截留、徑流延滯等水文效應；新生根系形成龐大的地下根系網(wǎng)絡，具有固結土壤和支撐坡體的機械效應。
4、生態(tài)護坡具有以下優(yōu)點：
?。?）克服了原漿砌塊石護坡的呆板和生硬，使工程與自然統(tǒng)一；
?。?）利用不同季節(jié)的植物的形狀和顏色，可大大改善工程環(huán)境；
?。?）避免采用非自然的材料，避免了二次環(huán)境污染；
（4）生態(tài)護坡滿足了人們的親水要求；
?。?）因設置了多孔性構造，對生物的生長和水質起到了保護作用；
?。?）工程造價相對較低。
5、結語
由于植物護坡的技術方法簡單，造價便宜，效果明顯，可以大規(guī)模在我我市丘陵山區(qū)的中小河流治理、土壤侵蝕和水土保持上廣泛應用，對其他類似地區(qū)可起到借鑒作用。特別是一些經(jīng)濟落后資金比較緊張鄉(xiāng)鎮(zhèn)街更顯適用。應用土壤生物工程的方法和當?shù)氐闹参镔Y源對這些地區(qū)的各類邊坡（山地斜坡、江河湖庫堤岸等）實現(xiàn)穩(wěn)定加固、水土流失控制和生態(tài)修復，可在很大程度上改善這些地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
