人工生态护岸结构类型大汇总

发布于：2021-04-21 09:21:21 来自：水利工程/水利工程设计 [复制转发]

人工生态型护岸是利用工程措施，采用植物与天然或人工材料结合，形成一个有别于河段所在区域河床和岸带基质类型，拥有较强的抗冲刷能力和类似自然护岸的生态功能。坡面既有抗冲刷能力，又为植物生长提供基质。人工生态护岸多用于对护岸抗冲击能力要求较高，或坡岸陡峭，不适合修建自然生态护岸。目前城市河道多以人工生态护岸为主。

人工生态护岸结构类型

1) 石笼护岸

又叫净水石笼护岸、格宾石笼护岸，是将中小直径的自然石头装入方形或圆柱形经防锈处理的铁丝笼，其实质为充填满块石的规则矩形钢丝笼单元体。石笼护岸的主要优点是网络结构为多孔构造，能抵御水流动力冲刷; 较高的空隙率能保证土壤、水、空气和植物的自然相互作用，动植物可生长栖息其中，适用于风浪冲刷稍大，且对物种多样性要求不高的区域。缺点是石笼编织工艺复杂，施工需大型设备及大量石材; 局部护岸破损若不及时补修会造成内部石材滑落，影响岸坡的稳定性。

2) 三维土工网垫护岸

网垫型生态护岸材料是利用强度较高、柔韧性较好的聚丙烯或聚乙烯等高分子材料，网垫包含双向拉升平面网及非拉升网，网垫内有大量空隙，可填充土壤，为植被提供适宜的生长载体。植物发育后，表层土壤和网垫在植物根系作用下紧密结合，有效减少水土流失。三维土工网垫施工简单，施工成本低，后期养护成本低。但不适宜岸坡陡、流速快、植物难生长的河段。

3) 土工格栅石垫

王越报道了采用土工格栅石垫开展河道生态护岸，主要是基于石缝间本地植被可以生长，采用卵石铺垫坡面，再利用土工格栅加筋固定，既保护了岸坡，也减少了对当地动植物生长环境的干扰; 其次，土工格栅石垫属于多孔岸坡结构，保证了陆地与河道的水汽连续性; 此外，土工格栅石垫比起钢丝网石垫，延长了护岸结构的耐久性。

4) 介质筛护岸

介质筛生态护岸是根据筛分原理，在对河堤进行护岸处理时，由内及外地向河布设粒径逐渐放大的天然石块护岸介质。这种结构不仅有效保护岸堤，防止水土流失，也为水生生态系统的发育创造了条件，介质筛护岸是自然河床形式的延伸，与其他人工护岸形式相比，更趋向于自然，节约投资。研究表明，介质筛护岸两侧水位波动促进了生物地球化学反应的发生，提高了水体的自净能力。

5) 生态混凝土护岸

生态混凝土又叫植生混凝土。1995 年日本混凝土工学协会在生态材料概念的基础上提出了“生态混凝土” 概念。生态混凝土是在保证混凝土牢固性的同时，加入相应的轻质多孔岩石或炉渣或陶粒等、长效缓释肥料、保水材料、表层土等制作而成。同时，生态混凝土具有连续性多孔特点及良好的透水性，为植被附着和扎根提供载体。值得注意的是，植被不能覆盖地表的时候，容易引起地表水土流失和发生波浪淘刷空隙土的可能 ; 与其他护坡结构相比价格略高; 降碱问题若处理不好，会影响植物的生长。

6) 链锁式生态砖块护岸

链锁块护坡是由一组尺寸一致的预制空心混凝土块相互连接而形成的链锁型矩阵。链锁式设计使每一个块体被相邻块体锁住，减少了块体的侧向移动，提供了一个稳定透水的保护层。链锁式生态砖块护岸较抛石以及四边形预制混凝土块整体性强。链锁式混凝土块施工方便快捷，价格适中，后期维修费用低，该护岸可用于斜坡式护岸和拐点较多的河段，在枝江江口河段航道整治工程中已经有成功应用。其不足之处在于在护坡植被尚未发育成熟前，在水流强烈来回的掏刷下，引起空间间隙内以及块下土体掏空现象，造成结构的稳定丧失，在水流过急时容易导致墙体垮塌。如何快速培育根系发达的植被，减少块间和块内土壤流失，是其亟待解决的问题。

7) 自嵌式生态砖植被护岸

自嵌式生态砖植被护岸通常由自嵌式生态混凝土预制块、滤水填料、加筋材料和土体组成。该技术主要依靠自嵌式预制块体的自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用，此结构无需砂浆混凝土施工，依靠带有凸缘的块与块之间的嵌锁作用和自身的重量来防止滑动倾覆，对地基要求低，适应不均匀沉降的地基。该结构解决了挡墙在挡土同时又需排水的矛盾，其高孔率、挡墙内外上下左右连通的构造可以充分满足水生生物的生存需要，并能迅速实现挡墙花园化。

8) 固化技术护岸

固化技术是通过有机或无机固化剂、胶结材料和特殊工艺手段把松散的土壤或其他固体物质凝结成具有整体强度的固体材料，在固化面上可以播撒草种，随着植物根系逐渐向固化土中延伸，交错的根系与土壤的固结更加牢固。固化土的表面有与混凝土相似的特性，下层又有松软土壤，为生物创造了良好的湖滨带生境。采用固化技术与植物相结合的方法具有施工工艺简单，施工成本低，护岸效果好，后期维护少的优点。上海青浦区金泽镇的田山村成功地利用该技术解决了本村的河岸环境问题。

9) 净水箱护岸

净水箱护岸是对人工湿地和浮床技术的继承和沿用，净水箱中间设隔板，在隔板靠近箱体后壁一侧的下部设孔隙，隔板将箱体内部分成两个格室。当污水由无溢流口的一侧流入净水箱时，其在水压的作用下将通过隔板下的孔隙进入另一侧格室，并从溢流孔流出，滴入下一层箱体。净水箱护岸砌块用于常水位以上，是对垂直河岸生态功能的补充，特别适合在空间受限的城市河道使用。

10) 生态袋护岸

生态袋是用高分子聚丙烯及其他材料制成的一种新型土工材料，具有透水不透土的过滤功能，裂口不外延，对植物友善，植被可以自由穿透生态袋。生态护岸的主体可由生态袋、排水联接扣、加筋格栅及植被等组成。生态袋自身是一个柔性的结构，生态袋护岸整体性较强，对各种地形几乎均适用。生态带护岸具有工艺流程简单，施工期短和投资低的特点。

11) 种植槽护岸

种植槽护岸是利用木桩沿岸线联排入土后与坡面形成空间，在木桩与坡面间回填种植土而形成的种植槽，或利用透水材料在河岸坡面构筑长条形槽体，回填种植土而形成种植槽，并在种植槽内栽种各种植物的护岸形式。植物选择要依据种植槽位置高低与水体交换后的水位或土壤水分来确定。

12) 传统型护岸改造成生态型护岸

多数生态护岸结构适用于建设场地较为宽阔的斜坡式护岸，然而因历史原因，城市河道两侧已建大量直立式护岸，两岸建筑密集，拆除重建费用太高; 有的河道位于历史古镇，出于保护古镇要求，需要利用现有老墙。如何将其改造成生态护岸，是生态护岸研究的难点。从生态学视角审视传统护岸，首先应改进护岸墙面，用绿色植被取代灰色混凝土或砌石，老墙的生态绿化改造也可为其他生物栖息营造生境。具体做法为原挡墙结构不变做内基层，采用生态护岸结构做表层，挡墙水上部分种植水生和湿生植物。老墙生态绿化的缺点是没有改变墙体的透水性，水陆交接区的生态功能难以发挥。若对于宽阔河道硬质边坡生态化改造，可拆除原有墙面，重构建上述石笼护坡，在保证护岸防洪能力的同时，有效改善边坡的透水性。

建议和展望

目前我国的生态护岸建设依靠借鉴国外相关技术和开展自我探索，将生态理念融入河岸修复工程，已取得了较好的效果，但仍缺乏完整的生态修复技术体系作为支撑，还需在实践工作中不断总结经验，开发适宜我国的生态护岸技术。通过对现有研究成果的总结与分析，对今后生态护岸技术研究提出以下几点建议和展望:

采用多学科交叉方法，充分考虑河岸带生态系统的结构、生态、景观功能与社会经济系统间的联系，研究不同区域、不同水质条件下河岸带植被结构、格局动态及演替规律，将植物学、生态学、环境学、水文学、水利学等多种学科结合进行综合分析，深入了解生态护岸内在机理。

目前国内外生态护岸的形式多样，但不同生态护岸的适合度及其环境效应评估相对缺乏。因此需要对已建的生态护岸措施制定统一的评价准则，并进行具体指标的具体量化，探讨不同类型河段的不同水力特征条件下生态护岸类型的科学性。

现有生态护岸更多关注水位波动区岸带的设计及植物群落的构建，长期处于淹水的坡脚没有得到足够重视，仅有少数案例在坡脚设置供鱼类栖息的巢穴。鱼类和两栖类动物对整个生态系统的稳定性起着不可替代的作用，坡脚的生态化设计亟待加强。

生态混凝土的降碱处理问题。生态混凝土降碱问题若处理不好，会影响植物的生长，而降碱处理后的护坡强度也有待进一步验证; 此外，生态混凝土在经过冷热交替和冻融交替后材料的强度也有待工程验证。

传统型护岸改造成生态型护岸中，老挡墙绿化改造没有改变原墙体可渗透性，生态护岸的特征没有得到体现，狭窄传统型护岸如何改造成近自然边坡是今后研究的重要方向之一。

根据河流断面特性进行生态护岸措施的优化，针对不同河段特点选择适宜的生态护岸模式，应避免使用同种类型的生态护岸修复整条河流，以符合河道发展与变化的一般规律。

来源：

《环境工程》第 36 卷第 3 期 “河道生态护岸的研究进展”

作者：

陈丙法1，2 黄蔚1，3 陈开宁1 古小治1
( 1. 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，南京 210008; 2. 中国科学院大学，北京 100049;
3. 南京市水利科学研究院，南京 210029)

生态护岸结构生态

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