申佩佩 馬振波 鄧士偉

黨的十九大報(bào)告指出要堅(jiān)持人與自然和諧共生，人類社會(huì)的生存與發(fā)展離不開自然生態(tài)系統(tǒng)的支持。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，工程施工中對(duì)水土和植被資源進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)，造成大量的次生裸地及嚴(yán)重的水土流失問(wèn)題，已經(jīng)嚴(yán)重影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生活質(zhì)量。人類越來(lái)越注重生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，生態(tài)護(hù)坡作為生態(tài)水工學(xué)的重要組成部分，具有維持岸邊生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的重要作用，并越來(lái)越多的應(yīng)用到工程中。

1.生態(tài)護(hù)坡的定義

生態(tài)護(hù)坡工程是結(jié)合工程力學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)與植物學(xué)的一門新型學(xué)科，其原理是用植物或者用工程措施將植物與相關(guān)材料相結(jié)合，以達(dá)到穩(wěn)定坡面的目的，可以減少坡面的被侵蝕性。將傳統(tǒng)的護(hù)坡工程改造成適合動(dòng)植物生存的生態(tài)護(hù)坡工程，能夠兼顧水利工程與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)水與生物的相融相洽。生態(tài)護(hù)坡主要包含兩個(gè)方面的意義，一要保證防洪抗沖的要求，防止邊坡的水土流失，確保岸坡的穩(wěn)定；二要滿足河道邊坡的生態(tài)平衡需求，建立適合植物、鳥類、微生物類及魚類生存需要的生態(tài)環(huán)境。

在生態(tài)護(hù)坡工程中要充分考慮工程的穩(wěn)定性和生態(tài)環(huán)境的需求，在工程的穩(wěn)定性中，要充分考慮工程的防護(hù)性，對(duì)水力參數(shù)、土壤系數(shù)、邊坡穩(wěn)定系數(shù)等多種相關(guān)因素進(jìn)行考慮計(jì)算，保證工程的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性；在生態(tài)環(huán)境需求的考慮中，要充分尊重當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)原則，選擇適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境生長(zhǎng)的植物、動(dòng)物及魚類等，盡量保證環(huán)境的原生性，保留河流的蜿蜒性及邊坡生物群落的多樣性，充分保護(hù)當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源。

2.生態(tài)護(hù)坡類型分類

近年來(lái)，隨著生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的逐漸興起，生態(tài)護(hù)坡種類繁多，將生態(tài)護(hù)坡種類分為植物性護(hù)坡、多孔結(jié)構(gòu)護(hù)坡、生態(tài)混凝土類護(hù)坡、土工復(fù)合材料護(hù)坡及其他護(hù)坡工程，并分別對(duì)不同種類的護(hù)坡工程進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。

2.1 植物型護(hù)坡

植物型護(hù)坡在邊坡的應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)用在河道邊坡能夠凈化水質(zhì)，為動(dòng)植物提供生存場(chǎng)所，減少邊坡的土壤流失問(wèn)題，同時(shí)能夠美化環(huán)境，為人類提供高顏值的視覺(jué)享受。

2.1.1 液壓噴播植草護(hù)坡

將綠化用的草籽與保水劑、黏合劑、綠色纖維覆蓋物及肥料等，在攪拌容器中與水混合成膠狀的混合漿液，用壓力泵將其噴播于待播土地上。由于混合漿液中含有保水材料和各種養(yǎng)分，保證了植物生長(zhǎng)所需的水和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源，故而植物能夠健康、迅速地成長(zhǎng)，且不需要重復(fù)補(bǔ)充水分。

特點(diǎn)：液壓噴薄技術(shù)適用于大面積的綠化作業(yè)，施工方便，效率較高，成本較低，草籽的均勻度較好，對(duì)播種環(huán)境要求較低，而且所使用的材料均為環(huán)保材料，能夠避免環(huán)境二次污染問(wèn)題。

缺點(diǎn)：水土保持防護(hù)能力較差，在混合材料比例上容易選擇不當(dāng)，在后期容易造成岸坡侵蝕、沖溝和水土流失等問(wèn)題。

2.1.2 客土植生植物護(hù)坡

將保水劑、黏合劑、植物纖維、泥炭土、腐殖土、緩釋復(fù)合肥等按照一定的比例攪拌之后制成客土，然后吹附到坡面形成客土層，再將種子與復(fù)合肥及保水劑等營(yíng)養(yǎng)液混合后噴灑到客土中。

優(yōu)點(diǎn)：客土植生植物護(hù)坡具有廣泛的適用性，可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件因地制宜的選擇種子配方，其抗旱性能較好，施工簡(jiǎn)單，后期容易養(yǎng)護(hù)，適用于坡度較小的巖基坡面、風(fēng)化巖、硬質(zhì)土砂地及貧瘠土地等。

缺點(diǎn)：不適用于長(zhǎng)期浸水和坡度較大的邊坡。

2.1.3 高陡邊坡的植被護(hù)坡

首先需要由預(yù)應(yīng)力錨桿及鋼筋混凝土等材料制作成框架，在框架內(nèi)填土后再種植植物以達(dá)到綠化邊坡的目的。

優(yōu)點(diǎn)：整體性和穩(wěn)固性較高，適用于較為陡峭的邊坡

缺點(diǎn)：其施工程序復(fù)雜，不易操作，成本相對(duì)較高。

2.2 多孔結(jié)構(gòu)護(hù)坡

多孔結(jié)構(gòu)護(hù)坡一般是采用多孔磚和多孔混凝土等，在其孔隙中進(jìn)行植草的一類護(hù)坡形式，這種多孔結(jié)構(gòu)形式能貫通水、土壤和大氣之間的能量交換，為動(dòng)植物及微生物提供良好的生存環(huán)境，空隙結(jié)構(gòu)還能夠?yàn)樗律锾峁?chǎng)所，在穩(wěn)固邊坡的同時(shí)能夠起到透水的作用。多孔磚結(jié)構(gòu)主要為八字磚、六棱護(hù)坡網(wǎng)格磚等，形式多樣，可根據(jù)要求選擇不同的形式，其抗沖能力較強(qiáng)，但是多孔磚并不適用于坡度較大及較為彎曲的河道，其施工成本較高，施工量大。多孔混凝土結(jié)構(gòu)主要由原材、多孔填充料及覆土等組成，其抗沖能力較好，對(duì)土質(zhì)及坡度要求較低，但是降堿處理仍是一難題。

2.3 生態(tài)混凝土類護(hù)坡

生態(tài)混凝土是指一類特殊的混凝土，介于混凝土和耕植土之間，能夠在混凝土上進(jìn)行植物的種植，生態(tài)混凝土對(duì)于協(xié)調(diào)環(huán)境發(fā)展、美化環(huán)境具有積極的作用。生態(tài)混凝土是由多孔混凝土及有機(jī)肥等組成，多孔混凝土作為生態(tài)混凝土的骨架，輔以保水材料為植被提供必要的水分。生態(tài)混凝土是依靠其自身結(jié)構(gòu)及植被對(duì)土壤的抓合力來(lái)保持邊坡穩(wěn)定的，能夠提高邊坡的抗沖刷性。生態(tài)混凝土孔隙率較高，能夠保證水土體系的相通性，為動(dòng)植物的生長(zhǎng)活動(dòng)提供場(chǎng)所。

生態(tài)類混凝土護(hù)坡還包括生態(tài)型聯(lián)鎖式預(yù)制塊護(hù)坡和生態(tài)型自嵌式擋土墻護(hù)坡等。生態(tài)型聯(lián)鎖式預(yù)制塊護(hù)坡是采用預(yù)制混凝土塊的自鎖定結(jié)構(gòu)，1 塊聯(lián)鎖塊與四周6 塊聯(lián)鎖塊形成連接，在連接孔內(nèi)可種植植物，也可以填補(bǔ)碎石起到抗沖刷的作用，其適應(yīng)坡面的變形能力較高，而且施工簡(jiǎn)單、成本較低。自嵌式擋土墻主要依靠自嵌塊的自身重量和鎖定功能來(lái)保持邊坡穩(wěn)定，在孔隙中可進(jìn)行植被的種植，其抗洪能力、抗震性及穩(wěn)定性較好，能夠適應(yīng)地基的不均勻沉降，而且造型多變，為人類提供多樣的視覺(jué)享受，并且施工簡(jiǎn)單，節(jié)約材料。

生態(tài)類混凝土護(hù)坡也有其不足之處，生態(tài)混凝土的降堿問(wèn)題如果處理不好將會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)造成影響，其抗凍和耐久性能還沒(méi)有有利的數(shù)據(jù)支撐，而且成本偏高。

2.4 土工復(fù)合材料類

土工復(fù)合材料類護(hù)坡是活性植物與土工材料相結(jié)合而成，植物的根系與土工材料及土壤邊坡的纏繞能夠形成一個(gè)防護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)用在坡面上能夠起到穩(wěn)固邊坡、減少水土流失的作用。

2.4.1 土工單元網(wǎng)

將材料做成蜂窩狀的網(wǎng)格單元，然后在單元中鋪土并進(jìn)行種植，也可以與液壓噴播技術(shù)相結(jié)合，為植被生長(zhǎng)提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，使不毛之地充分綠化，進(jìn)而對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)。利用同樣的原理，混凝土也可以做成蜂巢狀種植植被來(lái)進(jìn)行邊坡的防護(hù)。

優(yōu)點(diǎn)：由于材料多為聚丙烯，其韌性較好，穩(wěn)定性較高，抗老化性較好，而且施工簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、可以多次利用，經(jīng)濟(jì)性能較好。

缺點(diǎn)：由于本身對(duì)邊坡土壤沒(méi)有很好地抓著力，不適合坡度較大、水流較快的邊坡，邊坡的水位變化也不能過(guò)大。

2.4.2 土工格柵

利用聚氯乙烯、聚丙烯等材料制作成網(wǎng)格狀或立體網(wǎng)格屏柵的土工格柵，土工格柵具有一定的厚度，可以在上面覆蓋一層腐殖土進(jìn)行植被的種植生長(zhǎng)，植物根系能夠與土工格柵纏繞在一起形成高度抗剪力系統(tǒng)，從而達(dá)到減少水土流失、植被茂密、根系牢固的目的。

優(yōu)點(diǎn)：土工格柵的抗沖刷能力、整體穩(wěn)定性、抗老化及抗凍性能都較好，而且施工簡(jiǎn)單、速度較快、成本較低。

缺點(diǎn)：在太陽(yáng)暴曬的情況下土工格柵使用年限較低，部分聚丙烯材料格柵抗火性能較差，遇火能燃燒。

2.4.3 生態(tài)石籠網(wǎng)

石籠網(wǎng)是由低碳鋼絲包裹上PVC材料后使用機(jī)械編織而成的籠狀結(jié)構(gòu)，其材料具有一定的延展性，在石籠網(wǎng)內(nèi)填充石塊后，以一定的方式組合固定于河岸邊坡上，石頭的縫隙間能夠進(jìn)行植物的播種生長(zhǎng)。

優(yōu)點(diǎn)：石籠網(wǎng)的整體性及透水性都較好，能夠適應(yīng)地基的變化，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，而且成本較低、運(yùn)輸方便。

缺點(diǎn)：由于石籠網(wǎng)的填充固定需要大量的石料，因此在平原地區(qū)并不適用，石籠護(hù)坡局部破損需要及時(shí)補(bǔ)救，否則造成大量石料外漏，從而影響岸坡的整體穩(wěn)定性，

2.4.4 土工固袋

土工固袋是以石籠網(wǎng)為框架，內(nèi)部襯以高拉力合成材質(zhì)透水織物組成的結(jié)構(gòu)體。在土工固袋內(nèi)部可填放泥土、砂石或廢棄料，能夠快速的形成擋水結(jié)構(gòu)體，從而起到邊坡防護(hù)及修復(fù)環(huán)境的作用。

優(yōu)點(diǎn)：土工固袋穩(wěn)定性較強(qiáng)，具有透水不透土的過(guò)濾功能，可就地取材，節(jié)省成本，施工快捷、方便。

缺點(diǎn)：袋內(nèi)的土顆粒易受水流沖刷的影響，土工固袋材料的抗老化性及抗穿刺能力需要進(jìn)行加強(qiáng)，由于土工固袋的空間有限，植株生長(zhǎng)受到限制，對(duì)邊坡的防護(hù)效果并不理想。

2.4.5 生態(tài)防護(hù)毯

生態(tài)防護(hù)毯是將復(fù)合土工織物、土壤、配套材料等相結(jié)合后鋪設(shè)于坡面上，植被根系的纏繞能夠?qū)吰峦寥榔鸬健皰冻帧弊饔?，從而有效地減少潮土、粉土、細(xì)質(zhì)沙土等顆粒細(xì)小的土壤的水土流失問(wèn)題，達(dá)到保護(hù)邊坡的目的。

優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性較高，施工方便快捷，最大程度的保持了生態(tài)環(huán)境的原生性。

缺點(diǎn)：由于材料的性質(zhì)，可能對(duì)環(huán)境會(huì)造成二次污染問(wèn)題。

3.生態(tài)護(hù)坡優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的護(hù)坡工程主要采用混凝土、漿砌石等硬性材料，防護(hù)能力較強(qiáng)，但與土體的兼容性較差，在雨水的沖刷下，容易掏空坡體，不利于邊坡的穩(wěn)定，在坡面處幾乎不能進(jìn)行植被的生長(zhǎng)，不利于生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。生態(tài)護(hù)坡工程多采用植被、天然石塊及多孔性混凝土等材料，能夠在固坡護(hù)坡減少水土流失的同時(shí)美化環(huán)境，給人們以高顏值的視覺(jué)享受。

在工程理念上傳統(tǒng)的護(hù)坡工程只是注重興利除害，以救災(zāi)為主，生態(tài)護(hù)坡工程注重興利和自然環(huán)境的和諧發(fā)展，更多的考慮了生態(tài)環(huán)境及生物的需求，強(qiáng)調(diào)工程的生態(tài)性，對(duì)自然災(zāi)害能夠起到預(yù)防作用。傳統(tǒng)的護(hù)坡工程斷面形式比較規(guī)整，而生態(tài)護(hù)坡則保留自然環(huán)境的原始性，斷面蜿蜒曲直不一，呈現(xiàn)出多樣化的狀態(tài)。傳統(tǒng)護(hù)坡工程有一定期限，需要工程的不斷投入，而生態(tài)護(hù)坡工程并沒(méi)有期限限制，能夠達(dá)到永久性的目的。生態(tài)護(hù)坡是對(duì)傳統(tǒng)護(hù)坡工程的發(fā)展與改進(jìn)，是未來(lái)工程護(hù)坡的新興發(fā)展方向。

4.結(jié)論

通過(guò)以上分析總結(jié)評(píng)價(jià)可見，生態(tài)護(hù)坡工程是利用植被或植被與工程材料的相結(jié)合來(lái)達(dá)到邊坡防護(hù)的目的，在固坡護(hù)坡的同時(shí)追求與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，由于邊坡防護(hù)的土質(zhì)、坡度、水位等條件不同，所適用的生態(tài)護(hù)坡工程也不相同，不同的護(hù)坡工程可根據(jù)其自身的特點(diǎn)選擇相適應(yīng)的生態(tài)護(hù)坡形式，傳統(tǒng)的護(hù)坡工程注重興利除災(zāi)，但不利于生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，生態(tài)護(hù)坡工程既能夠滿足人類對(duì)“高顏值”的視覺(jué)要求，也是生態(tài)文明建設(shè)的必然要求。生態(tài)護(hù)坡工程是傳統(tǒng)護(hù)坡工程的發(fā)展與改進(jìn)，是工程護(hù)坡新的發(fā)展方向，也是人類與自然和諧發(fā)展的內(nèi)在需求。