生态护坡在现代城市中发展

论文导读：
【摘要】 阐述了生态护坡的内涵以及生态护坡技术的设计原则，介绍了植物护坡、三维植被护坡和植被型生态混凝土护坡等三种生态护坡技术，分析这三种护坡技术的应用范围和适用条件，列举了生态护坡技术在国内的应用实例。
【关键词】城市河道；生态护坡；技术
1 概述
传统的河道护坡主要有浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡等。这些护坡工程的造价均相对较高，且水下施工、维护工作难度较大。其最大的缺点在于，它仅仅从满足河道岸坡的稳定性和河道行洪排涝功能的角度出发进行设计施工，很少考虑对环境和生态的影响。
但随着社会经济的发展和城市建设步伐的加快，城市河道建设不仅要使堤岸发挥出水利工程的功效，而且融入城市园林景观、生态环保、建筑艺术等多种内容。也就是在这种前景下，生态护坡技术得到人们的广泛关注，并且进行了一系列的较深入的研究与探索。
国外在这方面的研究比国内起步要早， 日本早在1O多年前就提出了“亲水”的观念，并且在生态护坡技术方面进行了实践，推出了植被型生态混凝土护坡技术。我国生态护坡技术最近几年也有长足的发展。各地正在尝试在不同条件下应用植被草、土工源于：论文格式范文网www.7ctime.com
材料绿化网、水力喷播植草技术、植被型生态混凝土、水泥生态种植基、土壤固化剂等多样的生态护坡技术。如北京、上海、广州等经济较发达的城市在进行城市河道整治的过程中，充分考虑了河道作为城市的灵气所在，两岸都进行了精心的规划和设计，形成了水与绿色结合的滨水环境。
2 生态护坡的内涵
生态护坡概念的内涵包括两个要素：
一是河道护坡满足防洪抗冲标准要求，要点是构建能透水、透气、生长植物的生态防护平台。
二是河道护坡满足边坡生态平衡要求，即要建立良性的河坡生态系统，由高大乔木、低矮灌木、花草、鱼巢、水草、动物沿滩地、迎水边坡、坡脚及近岸水体组成河坡立体生态体系。
生态护坡应是“既满足河道体系的防护标准，又利于河道系统恢复生态平衡”的系统工程。前一个要素是人对自然的要求，即人们为了社会经济的发展和安全改造自然；后一个要素反映了人们对自然的尊重，即改造自然但不破坏自然的平衡。二者结合体现了“人与自然和环境协调发展”理念。
3 生态护坡技术的设计原则
3．1 水力稳定性原则
护坡的设计首先应满足岸坡稳定的要求。岸坡的不稳定性因素主要有：① 由于岸坡面逐步冲刷引起的不稳定；② 由于表层土滑动破坏引起的不稳定；③ 由于深层滑动引起的不稳定。因此，应对影响岸坡稳定的水力参数和土工技术参数进行研究，从而实现对护坡的水力稳定性设计。
3．2 生态原则
生态护坡设计应与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响达到最小。这种协调意味着设计应以尊重物种多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，有助于改善人居环境及生态系统的健康为总体原则。主要包含以下三个方面：
3．2．1 当地原则。
设计应因地制宜，在对当地自然环境充分了解的基础上，进行与当地自然环境相和谐的设计。包括：①尊重传统文化和乡土知识；② 适应场所自然过程，设计时要将这些带有场所特征的自然因素考虑进去，从而维护场所的健康；③ 根据当地实际情况，尽量使用当地材料、植物和建材，使生态护坡与当地自然条件相和谐。
3．2．2 保护与节约自然资源原则。
对于自然生态系统的物流和能流，生态设计强调的解决之道有4条：①保护不可再生资源，不是万不得已，不得使用；②尽可能减少能源、土地、水、生物资源的使用，提高使用效率；③利用原有材料，包括植被、土壤、砖石等服务于新的功能，可以大大节约资源和能源的耗费；④尽量让护坡处于良性循环中，从而使资源可以再生。
3．2．3 回归自然原则。
自然生态系统为维持人类生存和满足其需要提供各种条件和过程，这就是所谓的生态系统的服务。着重体现在：① 自然界没有废物，每一个健康生态系统，都有完善的食物链和营养级，所以生态设计应使系统处于健康状态；②边缘效应，在两个或多个不同的生态系统边缘带，有更活跃的能流和物流，具有丰富的物种和更高的生产力，也是生物群落最丰富、生态效益最高的地段，河道岸坡作为水体生态与陆地生态之间的边缘带，在设计时应充分考虑其边缘效应；③生物多样性，保持有效数量的动植物种群，保护各种类型及多种演替阶段的生态系统，尊重各种生态过程及自然的干扰，包括自然火灾过程、旱雨季的交替规律以及洪水的季节性泛滥。
4 生态护坡技术
在科学技术飞速发展的今天，新型材料和新技术必将作为河道护坡和护岸结构改造的主要源泉。在国内和国外相继出现了一批用于生态方面的材料和技术，如植被草、水力喷播植草技术、土工材料绿化网、植被型生态混凝土等等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面，但在河道护坡使用上可以借鉴和参考。下面介绍几种生态护坡技术。
4．1 植物护坡
发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果，国内外对此研究也较多，采用发达根系植物进行护坡固土，既可以达到固土保沙，防止水土流失，又可以满足生态环境的需要还可以进行景观造景。植物护坡技术常用于河道岸坡及道路路坡的保护，国内很多河道治理及道路建设中都使用了这一技术，如在宝山区月浦镇河道整治工程中，月浦水务所提出了以当地的高羊茅草、白花三叶草等8种草本植物为护坡植物，河柳等灌木为迎水坡脚防浪林的植物护坡技术。
固土植物可根据该地区的气候选择较为适宜的植物品种，一般考虑以下条件：①对土质要求不高，适应气候条件强。耐酸、耐碱、耐寒冷、耐高温、耐干旱等，生长能力强。②根系发达，茎干低矮、枝叶茂盛、生长快、绿期长，能够迅速覆盖地表。③生根性强，成活率高，并能够吸收深层水分和养分，有效固土。④ 低廉、管理粗放、无须养护、无病虫害与杂草竞争性强。目前，我国植物护坡工程中，常用的植物可以分为冷季型和暖季型。冷季型的植物主要有：高羊茅、多年生黑麦草、细弱翦股颖、无芒雀麦、草地早熟禾白三叶、红三叶、百脉根等；暖季型的主要有：百幕大(狗芽根)、马尼拉、野论文导读：
牛草、假俭草等。种草应考虑混播。播种方法主要包括：①人工种植或移植法；②草皮卷护坡法；③水力喷播法等。近年来，一些发达国家，利用水力喷播的方法在人们常规方法难以施工的坡面上植草坪。水力喷播植草技术是指以水为载体，将经过技术处理的植物种子、木纤维、粘合剂、保水剂、复合肥等材料混合后，经过喷播机的搅拌，喷洒在需要种植草坪的地方，从而形成初级生态植被的绿化技术。与传统植草方法比，有可全天候施工，速度快，工期短的优势；成坪快，减少养护费用；不受土壤条件差、气象环境恶劣等影响。
城市河道用植物护坡也存在一些问题。护坡当年易被雨冲刷形成深沟，护坡效果差，影响景观。长期浸泡在水下、行洪流速超过3m/s的土堤迎水坡面和防洪重点地段(如河流弯道)不适宜植草护坡。
4．2 三维植被网护坡
三维植被网技术原先多用于山坡及高速公路路坡的保护，现在也开始被用于河道岸坡的防护。它是主要利用活性植物并结合土工合成材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护系统，通过植物的生长对边坡进行加固的一门新技术。根据岸坡地形地貌、土质和区域气候等特点，在岸坡表面覆盖一层土工合成材料并按一定的组合与间距种植多种植物，通过植物的生长达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的，可在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而大幅度提高岸坡的稳定性和抗冲刷能力。土工网对减少岸坡土壤的水分蒸发，增加入渗量有较好的作用。三维植被网护坡技术综合了土工网和植物护坡的优点，起到了复合护坡的作用。边坡的植被覆盖率达到30％以上时，能承受小雨的冲刷，覆盖率达80％以上时能承受暴雨的冲刷。待植物生长茂盛时，能抵抗冲刷的径流流速达6m/s，为一般草皮的2倍多。同时，由于土工网材料为黑色的聚乙烯，具有吸热保温的作用，可促进种子发芽，有利于植物生长。