淺談防洪工程的生態(tài)護(hù)坡

防洪工程中的堤防、河道護(hù)坡是一項量大面廣的基礎(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。一、防洪工程生態(tài)護(hù)坡的發(fā)展方向人類在與江河長期斗爭的實踐中，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、同一國家的北方與南方、發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家都有所不同。在不同的時代，人們對堤防河道護(hù)坡的認(rèn)識和要求也不相同，生態(tài)護(hù)坡就是現(xiàn)階段人們在對水環(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)，對生態(tài)護(hù)坡的研究也不斷深入。目前，我國開始試驗推廣的幾種生態(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。我國生態(tài)護(hù)坡建設(shè)主要是模仿學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗后自主開發(fā)產(chǎn)品，另外也部分引進(jìn)國外先進(jìn)產(chǎn)品。正確地把握生態(tài)護(hù)坡生長習(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)。（一）生態(tài)護(hù)坡并非與傳統(tǒng)護(hù)坡完全對立一部分生態(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，它上面也生長植被，也具備生態(tài)護(hù)坡的特征。隨著時間的流逝，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)識到這—點(diǎn)，就不會把傳統(tǒng)護(hù)坡與生態(tài)護(hù)坡完全對立。（二）生態(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。（三）生態(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)國家都面臨過水環(huán)境污染，沒有哪一個國家主要依靠生態(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。（四）生態(tài)護(hù)坡建設(shè)應(yīng)適應(yīng)我國自然條件和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展生態(tài)護(hù)坡是實現(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)我國自然條件和經(jīng)濟(jì)社會發(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，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。（一）重視護(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—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、跌窩等險情的河段。當(dāng)然，河道岸坡硬化混凝土護(hù)對于防洪來說是有利的。近年來我國水利工程的生態(tài)與環(huán)境評估越來越受到重視，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瑢拥赖谭雷o(hù)坡工程進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的可行性研究，是實現(xiàn)資源節(jié)約的前提。（二）工程技術(shù)措施的思路要創(chuàng)新采用任何種形式的護(hù)坡來實現(xiàn)資源節(jié)約，僅從傳統(tǒng)設(shè)計思路上進(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、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，可見天然塊石耐久性優(yōu)異。預(yù)制混凝土塊：我國現(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，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。但在與流動的河水、含硫酸鹽、鎂鹽或碳酸的污水長期接觸時，混凝土就會發(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。（2）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）、實際上以45元／m3的價格是無法買到塊石，如果把塊石單價提高到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，從長遠(yuǎn)來看，其經(jīng)濟(jì)性比混凝土護(hù)坡好。（3）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。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)號提高到c25.混凝土標(biāo)號的提高，可以增強(qiáng)混凝土密實性，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，雖然增加了修建時的成本，但是使用年限的加長使護(hù)坡的年分?jǐn)偝杀拘?。三、防洪護(hù)坡創(chuàng)新中應(yīng)重視的幾個問題（一）從政策上支持長期的防洪護(hù)坡工程建設(shè)，人們已習(xí)慣于建設(shè)傳統(tǒng)護(hù)坡。對于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣，必然會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。（二）既重視具體設(shè)計，又重視宏觀視野護(hù)坡設(shè)計看似簡單，但要做出符合中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和時代要求的優(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)計中應(yīng)對我國發(fā)展中應(yīng)遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污