关于杭州市城区生态护岸的探讨

J.ZhejiangWat.Cons&Hydr.CollegeVol.21　No.4Dec.2009

关于杭州市城区生态护岸的探讨

卢文健1,2,韦　　1,李　军1

(1.浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州　310014;2.同济大学环境科学与工程学院,上海　200092)

摘　要:城市水体护岸设计应以生态系统理论为指导思想,严格遵守安全性、生态性、亲水性和持续性等原则,从整体上恢复原有的自然生态结构,充分考虑动植物的生存条件和水体的景观美感以及养护要求,,使城市充分发挥出其生态服务功能.结合杭州市城区生态护岸的现状和特征,在总结国内外城市生态护岸建设经验的基础上,提出利用格网、新型连锁块、介质筛和生态砌块等工艺对杭州市城区河道进行改、扩建.关键词:杭州;城市河道;护岸;生态护岸

中图分类号:TV861　　　　文献标志码:A　　　　文章编号:1008-536X(2009)0420062204

OnEcologicalRiverbankinHangzhouLUWen2jian1,2,WEISu1,LIJun1(1.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China;

2.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

Abstract:Thetypesandfeaturesofurbanriverbanksareintroducedinthepaper,andthestatusandcharacteristicsofecologicalriver2banksinHangzhouarealsoanalyzed.Basedontheexperiencesdomesticandabroadinbuildingecologicalriverbanks,somecounter2measuresareproposedfortheriverbanksconstructioninHangzhou,includinggridtechnologyslope,inter2lockingblocksmat,anti2scoursystemforslopeprotection,media2sievebankandeco2blockbank.Keywords:Hangzhou;urbanrivers;riverbanks;ecologicalriverbanks

0　引　言

杭州市自2006年起综合开展了流域性的河道生态保护工程,提出了水循环正常、水安全保证、水文化丰富、水生态良好、水景观优美的整治理念.作为支撑河道、提供水流与陆地良好接触平台的河道护岸,在河道的生态保护工程中具有不可忽视的重要作用.为了提高河道的生态景观性能,在河道整治中的护岸技术必须由原来的纯工程性措施向生态护岸技术发展,逐渐创造杭州市城区河道护岸景观生态化的特点.

物材料相结合,以降低坡面的不稳定性和被侵蚀程

[1]

度”.生态护岸是恢复后的自然河岸或具有自然河岸

“可渗透性”的人工护岸,将护岸由过去的混凝土结构改造成为能使水体和土体、水和生物相互涵养,适合生命栖息和繁殖的仿自然状态的护岸.一方面生态护坡满足防洪抗冲标准要求,构建适宜植物生长的生态防护平台;另一方面生态护坡满足边坡生态平衡要求,建立良性的护坡生态系统,形成由高大乔木、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的河坡立体生态体系.

生态护岸可以分解成堆岸、铺设层、护岸和缓冲带等几个主要部分,其功能可以概括为:(1)通道作用,生态交错带可作为相邻生态系统之间生态流的通道[2];(2)过滤器作用,河岸带可以过滤和截留沉积物、水分和营养物质[3];(3)源的作用,生态交错带(ecotone)为相邻生态系统提供物质、能量和生物来源;(4)汇的作用,与源的作用相反,生态交错带能吸收积累某些组分;(5)生境作用,生态护岸的坡脚部分具有高孔隙率,

1　生态护岸的定义及功能

CoppinNJ,RichardsIG等把生态护岸定义为“护

岸栽种植物或者植物与土木工程措施以及非生命的植

收稿日期:2009210217

基金项目:浙江省建设厅科研基金资助项目(07019)

作者简介:卢文健(1986-),男,浙江湖州人,在读研究生.从事水污染控制与治理.

　第4期卢文健等:关于杭州市城区生态护岸的探讨

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为水生植物、水生动物、其他两栖类动物以及水生微生物提供了栖息、繁衍和避难的场所[4].

2　杭州市城区河道护岸的主要形式及

其现状分析

2.1　当前杭州市城区河道护岸主要形式

河道护岸,广义指靠近河边植物群落(包括其组成、

图3　混合式护岸示意图

植物种类复杂度及土壤湿度等)同高地植被明显不同的

地带,也就是植被受河溪直接影响的地带,狭义指河水———陆地交界处的两边至河水影响消失为止的地带[5].

现阶段护岸结构型式包括传统护岸(可分为直立式、斜坡式、混合式等)和生态护岸[6].

(1)直立式护岸.适用于水面和陆地的平面差距很大,水面涨落高差较大建筑面积受限的水域.包括松木桩护岸、干砌直立驳坎、石笼护岸、混凝土沉箱挡墙等[7],示意图见图1.

图4　生态护岸示意图图1　直立式护岸示意图

(2)斜坡式护岸.在建筑面积允许的情况下建造,可分为堤式护岸(包括堤身、护肩、护面、护脚和护底)

和坡式护岸(包括岸坡、护肩、护面、护脚和护底),示意图见图2.

图2　斜坡式护岸示意图

(3)混合式护岸.混合式护岸兼容如上两型式特

点,一般在墙体较高的情况采用[8],示意图见图3.

(4)生态护岸.天然或人工的具有生态特性的可渗透护岸,可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能,同时具有一定的抗洪强度[1],示意图见图4.

　　当前,杭州市河道护岸形式较为单一,大部分由直立式、斜坡式、混合式护岸构成,此外还包括一小部分的生态护岸.2.2　杭州市城区河道护岸现状的分析

总结杭州市的护岸类型,发现传统的硬护岸形式还是占主流,包括直立式、斜坡式、混合式等,见表1,而新型的生态护岸只占其中很小的一部分.

考虑到经济、功能等方面的因素,传统的硬护岸形式有其一定的合理性:强度较大,能满足河道运输的要求;河道维护方面,硬护岸也相对方便.在用地相对紧张的城市中心地带,可多考虑采用直立式、斜坡式等硬护岸.比如在杭州市中心地带,运河两岸的直立式护岸在一定程度上满足了交通运输与城市空间规划的要求.

生态型护岸是在结构、材料、外观等方面对传统型护岸进行改进,以期达到完善河道生态系统、增强水体自净能力的目的.“它不单纯局限于新型环保材料或技术的应用,也同样重视发掘传统人工材料和技术的生态功能和改进传统的护岸方法,在设计或施工中更多地顾及环境及生物的需求,因此,生态型护岸既源于传统型护岸,也有别于传统型护岸,是护岸工程发展的崭

[8]

新阶段”两者区别见表2.随着时代的进步,要求的改变以及技术的提高,新型技术和材料大量涌现,使得生态护岸逐渐具备了传统护岸的一些优势,如强度功能等方面;同时生态护岸还具有传统护岸所不具备的净化、美化等功能.生态环保理念的不断深入使人们提高了对护岸工程环境效益的要求,传统的护岸方法必然要向生态型护岸技术转变.在杭州市城区实际运用

　64　

浙江水利水电专科学校学报表1　杭州城区河道护岸现状

第21卷

护岸类型建筑材料混凝土、钢材及石料

等高强度的人工材料石料、混凝土、土工织物以及沥青等可兼用直立式、斜坡式材料

分布位置

主要分布于运河两岸,城区主要河道等

部分城区支流河道,如德胜河与运河交界处等部分城区支流河道,如南应加河

运用情况优点

所占空间小,抗洪、抗冲击能力强,耐腐蚀,造价较低,便于航运

抗洪、抗冲击能力强,耐腐蚀,较为牢固

抗洪能力强,亲水性大大增加,耐腐蚀,较为牢固透水、亲水性强,水净化能力较强,观赏性较好,符合生态要求

缺点

透水性能差,使用安全性较低;亲水性差

透水性能较差,占用面积大;绿化覆盖面小,景观效果差透水性能一般,造价高,所占面积大,景观效果较好

抗洪、抗冲击能力差,占用面积大,施工难度大,工期长;管理费用高,难度大

直立式较多

斜坡式一般

混合式较少

生态护岸

天然岩石,木材、泥坎、

城郊,西溪湿地国家自然

钢筋混凝土、土工织物

保护区等

或栅格状混凝土块

极少

表2　生态护岸与传统护岸区别传统护岸生态护岸

石块,现浇混凝土等硬质材料天然岩石,木材、泥坎、钢筋混凝土、土工织物或栅格状混凝土块呈几何形状,光滑曲直呈不规则,蜿蜒曲折满足防洪、通航等要求,抗冲击能力强在满足护岸基本要求下,增加了休闲、娱乐、景观、生态等功能

当中,有如西溪湿地的自然型生态护岸,既考虑了护岸

的功能要求,又兼顾了护岸在特定环境条件下的美化、净化作用.

充分发挥出其生态服务功能[15].

结合杭州市实际,针对现有护岸的类型,文章提出了格网,新型连锁块护坡防冲系统,介质筛等三种建设生态护岸的工艺.

(1)格网工艺　“生态格网”是将抗腐蚀、耐磨损、高强度的低碳高镀锌钢丝,铝锌合金涂层钢丝或包覆聚氯乙烯的以上同质钢丝,由专用机械编织成绞合状六边形网目的网片,再根据工程设计要求由专用的设备裁剪、加强、制作形成的不同规格的网制品“,生态格网”根据不同的工程需要可以加工成“网箱”、“护垫”、“植物挂网”“、加筋网笼”等,分别应用于江河湖海护坡、护岸、交通工程、水土保持工程等[16],示意图见图5.

3　生态护岸建设初探

3.1　国内外城市生态护岸建设经验

吉林省水土保持科学研究所许晓鸿、王跃邦、刘明

义等[9]研究提出了植草护坡技术;张宝森等[10]综合土工网和植物护坡的优点,提出了三维植被网护坡技术.德国、奥地利[11]等国家于20世纪80年代末提出了“亲近自然河流”概念和“自然型护岸”技术;荷兰、英国、丹麦等国均把生态堤岸设计与河流形态修复相结合;美国的土壤生物工程主要包括土壤保持技术、地表加固技术和生物工程综合保护技术等[12-13],并且已经在如美国伊利诺斯州的鸦河流域的保护、加勒比地区的圣拉西亚岛西海岸公路建设项目、英国约克郡戴尔斯三峰地区国家公园自然环境恢复项目、美国新泽西州雷里坦河保护工程、莱茵河网格砼夹带草皮护岸工程中得到了运用,取得了良好的生态效果[14].3.2　生态护岸建设工艺

城市水体护岸设计应以生态系统理论为指导思想,严格遵守安全性、生态性、亲水性和持续性等原则,从整体上恢复原有的自然生态结构,充分考虑动植物的生存条件和水体的景观美感以及养护要求,尽量构建层次分明、结构合理、功能健全的生态护岸,使城市

图5　格网工艺护坡示意图

(2)新型连锁块工艺　由于杭州城中的河道纵横

曲折,有许多的河道多拐点,会出现冲刷腐蚀性较强的河段,针对此河段保护要求较高,可考虑采用连锁块护

坡防冲系统,见图6.连锁块护坡是由一组尺寸、形状和重量一致的预制混凝土块用一系列绳索相互连接而

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形成的连锁型矩阵.连锁混凝土块具有渗水、柔性、能植草、防冲刷、稳定、抗高切应力等优点.连锁混凝土块施工方便快捷,可节省总工程投资.另外它耐用持久,大大节省后期维修费用[17].该护岸可考虑用于城市中采用斜坡式护岸和拐点较多的河段.

4　结　语

在杭州河道护岸的改建过程中,结合当地的具体情况,需要综合考虑经济、生态、文化、科技等各方面因素,因地制宜.在保留当地优势护岸的情况下,充分利用有限条件发展有利于当地生态环境可持续发展的护岸形式,促进护岸环境与周围环境的和谐发展.参考文献:

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图6　新型连锁块护坡示意图

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阔,流速缓慢,比较适于对河岸本体结构的施工改造.针对这些河道的特点建议使用介质筛生态护岸,见图7.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.这种结构不仅有效地保护了岸堤,减轻河岸冲刷,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,与其它人工护岸形式相比,它更趋向于自然,节约投资和建设费用[18].

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(4)生态砌块护坡　生态砌块由砌块构成,见图8,具有较多的孔隙,因此透水性、透气性及类似土壤的

呼吸功能较强.生态砌块护坡能保证水分的正常蒸发和渗透,有利于水体和土壤物质能量的交换,为植物微

生物的生长提供了适宜的空间[7].

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图8　生态砌块护岸示意图