淺談防洪工程的生態(tài)護(hù)坡

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摘要：防洪工程中的堤防、河道護(hù)坡是一項(xiàng)量大面廣的基礎(chǔ)設(shè)施，人們?cè)谧非笕伺c自然和諧相處的條件下對(duì)生態(tài)護(hù)坡要求越來越高。將生態(tài)護(hù)坡功能與工程功能及安全功能同等考慮，選擇和確立兼顧防洪、生態(tài)和節(jié)約的工程護(hù)坡方式。防洪工程生態(tài)護(hù)坡工程建設(shè)應(yīng)樹立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念，使護(hù)坡工程與周圍環(huán)境融為一體。

　　關(guān)鍵詞：護(hù)坡；生態(tài)；資源節(jié)約

　　防洪工程中的堤防、河道護(hù)坡是一項(xiàng)量大面廣的基礎(chǔ)設(shè)施，通過技術(shù)創(chuàng)新來選擇和確立兼顧防洪、生態(tài)和節(jié)約的工程護(hù)坡方式，是水利工程設(shè)計(jì)和防洪建設(shè)一大課題。下面以可持續(xù)發(fā)展的視野認(rèn)識(shí)現(xiàn)代生態(tài)護(hù)坡工程，以創(chuàng)新發(fā)展的觀點(diǎn)，就防洪工程生態(tài)護(hù)坡談幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

　　一、防洪工程生態(tài)護(hù)坡的發(fā)展方向

　　人類在與江河長(zhǎng)期斗爭(zhēng)的實(shí)踐中，探索出一些適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件的河工建筑物模式。堤防、河道防洪護(hù)坡工程也一樣，同—河流的上游與下游、同一國(guó)家的北方與南方、發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家都有所不同。在不同的時(shí)代，人們對(duì)堤防河道護(hù)坡的認(rèn)識(shí)和要求也不相同，生態(tài)護(hù)坡就是現(xiàn)階段人們?cè)趯?duì)水環(huán)境要求越來越高、追求人與自然和諧相處的歷史條件下而日益受到重視。

　　我國(guó)20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)了生態(tài)護(hù)坡的概念。1991年河道堤防管理部門開始注意到生態(tài)護(hù)坡。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，生態(tài)與環(huán)境惡化日益加重，特別是嚴(yán)重的水污染引發(fā)了新的治水理念變革，一些能減少水污染、與自然環(huán)境和景觀相適應(yīng)的新型護(hù)坡不斷出現(xiàn)，對(duì)生態(tài)護(hù)坡的研究也不斷深入。

　　目前，我國(guó)開始試驗(yàn)推廣的幾種生態(tài)護(hù)坡主要有：植被護(hù)坡、土工材料復(fù)合種植基護(hù)坡、植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡和水泥生態(tài)種植基護(hù)坡。我國(guó)生態(tài)護(hù)坡建設(shè)主要是模仿學(xué)習(xí)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)后自主開發(fā)產(chǎn)品，另外也部分引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品。正確地把握生態(tài)護(hù)坡生長(zhǎng)習(xí)性，并選擇適合本地自然條件的類型，需要明確生態(tài)護(hù)坡的本質(zhì)和特點(diǎn)。

　?。ㄒ唬┥鷳B(tài)護(hù)坡并非與傳統(tǒng)護(hù)坡完全對(duì)立

　　一部分生態(tài)護(hù)坡是在傳統(tǒng)護(hù)坡基礎(chǔ)上發(fā)展而來，盡管國(guó)內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的定義，但與傳統(tǒng)護(hù)坡的區(qū)別還是明顯的：

　　生態(tài)護(hù)坡較傳統(tǒng)護(hù)坡更具有自然生機(jī)，與周圍景觀相協(xié)調(diào)。生態(tài)擴(kuò)坡具有一定的開放性，能保護(hù)生物的多樣性，較少改變河道生物棲息環(huán)境。生態(tài)護(hù)坡材料以環(huán)保材料為主，多數(shù)為天然材料，對(duì)環(huán)境污染小。

　　傳統(tǒng)護(hù)坡主要指砌石護(hù)坡和目前大量使用的預(yù)制混凝土塊。這些護(hù)坡中的干砌塊石護(hù)坡隨著時(shí)間久遠(yuǎn)和大自然的自我修復(fù)，與自然界達(dá)成新的平衡，與天然土坡一樣，它上面也生長(zhǎng)植被，也具備生態(tài)護(hù)坡的特征。隨著時(shí)間的流逝，新的平衡在新的條件下重新建立，這是自然規(guī)律。只要我們認(rèn)識(shí)到這—點(diǎn)，就不會(huì)把傳統(tǒng)護(hù)坡與生態(tài)護(hù)坡完全對(duì)立。

　?。ǘ┥鷳B(tài)護(hù)坡不等于景觀護(hù)坡，景觀護(hù)坡受水位線限制

　　一般認(rèn)為生態(tài)護(hù)坡就是植被護(hù)坡，這一觀點(diǎn)不準(zhǔn)確。觀察水庫(kù)或湖泊，可以發(fā)現(xiàn)其水面線與岸坡植被之間有一條明顯的水平分隔帶，它是由水面線漲落造成的，植被一般在水面線之上。河道邊坡同樣如此，植被生長(zhǎng)受水位、季節(jié)、溫度和雨量的影響，在河道邊坡上呈水平分布，與護(hù)坡材料相關(guān)。但即使是天然土坡，在一定的高程之下也無法布置植被護(hù)坡，尤其是在大江大河?？梢哉f景觀護(hù)坡（植被護(hù)坡）只是生態(tài)護(hù)坡之中的一種，修建景觀護(hù)坡必須首先考慮水位影響。

　?。ㄈ┥鷳B(tài)護(hù)坡不是解決河道污染的有效手段，其自然凈化河道的能力有限

　　人們最初設(shè)計(jì)生態(tài)護(hù)坡的目的之一是凈化河道，但這一構(gòu)想幾乎無法實(shí)現(xiàn)。河流水體污染主要來自城市排污、農(nóng)田化肥農(nóng)藥、大氣酸雨，自20世紀(jì)50年代以來，發(fā)達(dá)國(guó)家都面臨過水環(huán)境污染，沒有哪一個(gè)國(guó)家主要依靠生態(tài)措施宋減緩或消除水污染。建沒生態(tài)護(hù)坡不能夸大其白凈能力，更不能寄希望它來治理污水。

　?。ㄋ模┥鷳B(tài)護(hù)坡建設(shè)應(yīng)適應(yīng)我國(guó)自然條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展

　　生態(tài)護(hù)坡是實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利的一部分，因此發(fā)展生態(tài)護(hù)坡必須適應(yīng)我國(guó)自然條件和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要。

　　1、護(hù)坡首先要滿足防洪功能，就是說護(hù)坡主要作用是防御洪水，其他功能都服務(wù)于防洪，護(hù)坡滿足生態(tài)需求同樣不能因此而削弱其主導(dǎo)功能。

　　2、生態(tài)護(hù)坡最重要的特征是恢復(fù)河流天然屬性。應(yīng)盡量選擇天然材料，如天然石材、草皮等，盡量少用水泥和人工合成材料。天然材料產(chǎn)生于自然耐久性好，與河流不相排斥，即使發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也很漫長(zhǎng)，而人工合成材料卻難以做到這一點(diǎn)。天然材料的另一特性就是容易在河道中形成新的自然平衡，較快恢復(fù)河道天然景觀。

　　3、發(fā)達(dá)國(guó)家修建生態(tài)護(hù)坡的一些做法值得借鑒，但要進(jìn)一步消化吸收，不能照搬。

　　二、建設(shè)資源節(jié)約型護(hù)坡

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，受資源約束的矛盾日益突出，一些主要原材料、能源、水、土地紛紛告缺，資源的利用和保護(hù)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。護(hù)坡工程在水利建設(shè)中量大面廣，如何做到資源節(jié)約合理的投入取得最佳的收益值得探尋。

　?。ㄒ唬┲匾曌o(hù)坡工程的可行性研究，盡量減少硬化河道護(hù)坡

　　盡量避免河道混凝土護(hù)坡建后再拆，不如盡量少建或用非工程措施解決。在我國(guó)—些地方的河段完全可以這樣做。比如：河岸凹凸不平、邊坡土質(zhì)抗沖刷能力強(qiáng)、數(shù)十年未發(fā)生崩岸的河段；河流岸灘較寬、邊坡平緩、植被生長(zhǎng)良好的河段；土堤迎水面邊坡在特大洪水年份也未發(fā)生浪坎、跌窩等險(xiǎn)情的河段。

　　當(dāng)然，河道岸坡硬化混凝土護(hù)對(duì)于防洪來說是有利的。近年來我國(guó)水利工程的生態(tài)與環(huán)境評(píng)估越來越受到重視，采用工程措施還是非工程措施必須綜合分析，權(quán)衡利弊?？傊?，對(duì)河道堤防護(hù)坡工程進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的可行性研究，是實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的前提。

　?。ǘ┕こ碳夹g(shù)措施的思路要?jiǎng)?chuàng)新

　　采用任何種形式的護(hù)坡來實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約，僅從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新這種可能性不大，必須開拓新的思路。首先要盡量減少不可再生資源的使用量，其次是從護(hù)坡的造價(jià)與使用年限。

　　1、盡量減少混凝土用量，優(yōu)先采用天然石材

　　其目的首先考慮到營(yíng)造“多自然河流”，而且在資源節(jié)約上也有其合理性?；炷令A(yù)制塊護(hù)坡與砌塊護(hù)坡進(jìn)行的比較如下：

　　（1）耐久性。河道堤防護(hù)坡破壞主要有脫落、塌陷、滑動(dòng)、鼓脹、崩塌和剝蝕。除剝蝕外，其他破壞類型預(yù)制混凝土護(hù)坡與砌石護(hù)坡無明顯差別，都可以通過日常維修解決。但通過多年的觀察，兩類護(hù)坡材料的耐久性不同：

　　天然塊石：護(hù)坡工程常用的巖石有石英砂巖、片麻巖、正長(zhǎng)巖等，抗壓強(qiáng)度在80～500mpa，其表面致密，水與石料之間的分解、溶蝕和沖刷作用極其漫長(zhǎng)，可見天然塊石耐久性優(yōu)異。

　　預(yù)制混凝土塊：我國(guó)現(xiàn)階段大量使用的預(yù)制混凝土六角塊一般采用c15或c20標(biāo)號(hào)，抗壓強(qiáng)度15～20mpa，相當(dāng)于1：3.5的水泥砂漿包裹碎石。在生產(chǎn)預(yù)制混凝土過程中，水泥硬化后的水泥石在正常情況下有較好的耐久性。但在與流動(dòng)的河水、含硫酸鹽、鎂鹽或碳酸的污水長(zhǎng)期接觸時(shí)，混凝土就會(huì)發(fā)生軟水腐蝕、硫酸鹽或溶解性化學(xué)腐蝕，強(qiáng)度下降。低于c20標(biāo)號(hào)的混凝土水泥含量較少，混凝土漿中多余水分蒸發(fā)而留下的氣孔、水泥漿泌水形成的毛細(xì)管子及骨料下部的水囊，容易造成混凝土內(nèi)部形成孔隙，混凝土腐蝕作用加快。因此，預(yù)制混凝土護(hù)坡的耐久性不高。

　?。?）經(jīng)濟(jì)性。目前采用的預(yù)制c15混凝土六角塊護(hù)坡，其鋪砌定額直接費(fèi)約45元／m³（不含墊層費(fèi)用，包括預(yù)制12cm厚混凝土六角塊、成品運(yùn)輸、鋪砌）、實(shí)際上以45元／m³的價(jià)格是無法買到塊石，如果把塊石單價(jià)提高到120元／m³，其成本與混凝土六角塊護(hù)坡相同。

　　干砌塊石護(hù)坡厚度為25cm，其使用年限遠(yuǎn)大于12cm厚的混凝土塊護(hù)坡，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，其經(jīng)濟(jì)性比混凝土護(hù)坡好。

　?。?）節(jié)能性。比較護(hù)坡塊石（粗料石）與預(yù)制混凝土塊的生產(chǎn)過程，可以明顯看出前者耗費(fèi)能源少。

　　預(yù)制混凝土塊：塊石破碎—碎石—加水泥拌合—混凝土預(yù)制塊，其中水泥生產(chǎn)中大量耗能。塊石：人工或機(jī)械加工塊石（粗料石），天然塊石可循環(huán)使用。而人工預(yù)制混凝土塊不易做到，在重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)的今天，采用天然石材更具優(yōu)勢(shì)。

　　2、提高預(yù)制混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度

　　在一些平原地區(qū)由于天然石材匱乏，運(yùn)輸成本過高，或城市景觀建設(shè)需要，只能采用混凝土預(yù)制件來鋪砌護(hù)坡。在這種情況下，可以將混凝土預(yù)制塊標(biāo)號(hào)提高到c25.混凝土標(biāo)號(hào)的提高，可以增強(qiáng)混凝土密實(shí)性，使得其表面和內(nèi)部具有更多封閉孔隙來阻止環(huán)境水侵入，從而保證混凝土塊具有更好的抗侵蝕性，雖然增加了修建時(shí)的成本，但是使用年限的加長(zhǎng)使護(hù)坡的年分?jǐn)偝杀拘　?/p>

　　三、防洪護(hù)坡創(chuàng)新中應(yīng)重視的幾個(gè)問題

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　　長(zhǎng)期的防洪護(hù)坡工程建設(shè)，人們已習(xí)慣于建設(shè)傳統(tǒng)護(hù)坡。對(duì)于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣，必然會(huì)遇到這樣那樣的阻力。因此，必須要有一定的政策支持，才能確保新一代護(hù)坡技術(shù)的廣泛使用。

　?。ǘ┘戎匾暰唧w設(shè)計(jì)，又重視宏觀視野

　　護(hù)坡設(shè)計(jì)看似簡(jiǎn)單，但要做出符合中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和時(shí)代要求的優(yōu)秀方案，必須要將工程師、藝術(shù)家、經(jīng)濟(jì)師和環(huán)境保護(hù)部門的思維溶于一體。在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)我國(guó)發(fā)展中應(yīng)遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污染排放處置等都要有一定的了解。

　?。ㄈ┲匾暱萍紕?chuàng)新

　　護(hù)坡是一種相對(duì)低技術(shù)含量的水利工程，如果大量引進(jìn)采用國(guó)外產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)上極不合算。我國(guó)是一個(gè)治水歷史悠久的國(guó)家，都江堰、靈渠、大運(yùn)河等一批古代杰出水利工程都證明中國(guó)人具有無比的智慧。因此，我們要重視科技創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)水利科技工作者的積極性，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代護(hù)坡產(chǎn)品。

　?。ㄋ模┎牧系膭?chuàng)新是關(guān)鍵

　　河道堤防護(hù)坡工程建設(shè)耗廢大量的塊石、混凝土預(yù)制塊或其他材料，其成本占工程總費(fèi)用的比例大。因此，一定要重視護(hù)坡原材料、半成品生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新，加快開采、加工、運(yùn)輸各環(huán)節(jié)配套升級(jí)，制定既開放競(jìng)爭(zhēng)、又保證規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策，將護(hù)坡工程技術(shù)發(fā)展的切入點(diǎn)定在半成品生產(chǎn)創(chuàng)新上。

　　四、結(jié)束語

　　根據(jù)目前的國(guó)情、適用性、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量效果，符合生態(tài)護(hù)坡工程可持續(xù)發(fā)展的理念，值得普遍推廣應(yīng)用。正確的決策必須建立在相關(guān)科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)生態(tài)護(hù)坡難點(diǎn)問題有必要開展系列研究，加大這方面的科研投入朝生態(tài)護(hù)坡發(fā)展。將生態(tài)護(hù)坡功能與工程功能及安全功能同等考慮。防洪工程生態(tài)護(hù)坡工程建設(shè)，應(yīng)樹立“尊重自然、恢復(fù)自然”的理念，使護(hù)坡工程與周圍環(huán)境融為一體。