生态型护岸在水利工程设计中的应用

生态型护岸在水利工程设计中的应用

张向阳

身份证号码：150426197312243213

【摘要】生态型护岸技术在当代水利工程中扮演关键角色，旨在平衡防洪安全与生态保护。通过自然原型、自然型及多自然型护岸等多种形式，结合植物护岸、生态改良混凝土及生态袋等方法，有效提升河岸稳定性，促进水土保持、水质净化与生物多样性。这些技术不仅恢复河流生态系统，还美化环境，增强可持续性，展现人与自然和谐共生的现代设计理念。

【关键词】生态型护岸；水利工程设计；应用情况

引言：

在面对全球气候变化和环境退化的当下，水利工程的设计与实施不能再仅聚焦于功能性需求，而应将生态保护与修复纳入核心考量。生态型护岸作为一种创新实践，力求在保障河道稳定、防洪安全的同时，恢复并促进河岸生态系统的自然平衡，维护生物多样性和水资源质量。本文将探讨生态型护岸的理念、类型及其在现代水利工程设计中的具体应用策略，强调其在促进可持续发展方面的重要作用。

一、生态型护岸概述

（一）生态型护岸的方针政策

生态型护岸的推广与实施，紧密跟随全球范围内环境保护与可持续发展的政策导向。许多国家和地区已经制定了具体的指导方针和政策措施，鼓励采用生态友好的工程技术来修复和维护水岸线。这些政策通常强调最小化对自然环境的干扰，提倡使用本土植物和自然材料，以及维持和恢复自然水文循环。例如，欧盟的“水框架指令”(Water Framework Directive)要求成员国采取措施恢复河流生态系统，包括实施生态护岸工程。中国也在“生态文明建设”战略下，推动了一系列涉及生态修复的政策，生态护岸即是其中之一。这些政策不仅为生态护岸工程的规划与执行提供了法律依据，还促进了相关技术的研发与创新。

（二）生态型护岸的基本要求

生态型护岸的基本要求围绕着一个中心思想：在保障水利工程功能性与安全性的基础上，最大限度地促进生态系统的自然恢复与保护。这要求设计者在方案制定之初就全面考虑生态、水文、结构及社会文化等多个维度的融合。需选用本土植物与环境相协调的自然材料，不仅确保结构的生态适应性，还能增强本土生物群落的稳定性和多样性；要维护或重构自然水文过程，比如保障水流的自然渗透与循环，促进河岸带的水土保持与水质净化功能，护岸结构必须具备足够的物理稳定性，以抵御洪水冲击及长期水流作用的侵蚀，确保河岸线的安全。此外，设计还需兼顾景观美学与地方文化的融合，创造既符合生态原则又具有教育意义和观赏价值的公共空间；着眼于长期效益，生态型护岸应采用可持续的建造方式和维护策略，减少对环境的负担，促进人与自然和谐共存。

二、生态型护岸的作用

（一）水土保持、涵养水源与净化水质

生态型护岸通过模拟自然河岸生态系统，利用植物根系的固土作用有效防止水土流失，增强河岸的稳定性。植被覆盖可以减缓雨水冲击，促进雨水渗透，增加地下水补给，实现涵养水源的目的。水生与湿生植物的根系及微生物活动能吸附、过滤水中的营养盐和污染物，如氮、磷等，有助于提升水质，增强水体自净能力。这一过程不仅减少了河流富营养化风险，也保障了下游用水安全。

（二）保持生物多样性

生态护岸为多种生物提供了栖息地和繁殖场所，包括鱼类、两栖动物、鸟类以及水边植物等，从而促进了生物多样性。通过构建多层次的生态系统，如设置不同深度的水域、浅滩、湿地及岸边植被带，可以满足不同生物的生活习性和食物链需求。生物多样性不仅提升了生态系统的稳定性和自我恢复能力，也是衡量生态环境健康的重要指标。

（三）改善生态环境

生态型护岸的构建有助于恢复和提升河流生态服务功能，如调节气候、空气净化、美化景观等。植被覆盖增加了绿色空间，能吸收二氧化碳、释放氧气，缓解城市热岛效应。生态护岸形成的自然景观与周边环境相协调，提升了城市或乡村的居住环境质量，增强了民众的亲水性和对自然美的享受，促进了人与自然的和谐共生，生态护岸还能作为生态教育的现场，提高公众的环保意识，促进社会对可持续发展理念的理解和支持。

三、生态型护岸的类型

（一）自然原型护岸

自然原型护岸是指几乎不进行人为干预，完全依靠自然力量形成和维持的河岸形态。这类护岸强调保持河岸的原始状态，通过自然植被的生长来巩固河岸，防止侵蚀。植被的选择通常是本土的乔木、灌木和草本植物，它们能够自然繁衍，形成稳定的生态系统。自然原型护岸虽能最大限度地保留河流的自然风貌和生态功能，但其抵御极端天气事件如洪水的能力相对较弱，且在特定条件下可能难以满足人类活动的安全需求。

（二）自然型护岸

自然型护岸是在尊重自然规律的前提下，适当加入人工辅助措施，以增强河岸的稳定性和功能性。这类护岸除了种植各类植被外，还会使用如石材、木材等天然材料来加固河岸，有时也会设置一些简单的水工结构，如阶梯状河岸或生物桩，以改善水流条件，减少侵蚀。自然型护岸在维护生态平衡的同时，提高了河岸的防洪能力和耐久性，是一种较为折衷的生态护岸方式。

（三）多自然型护岸

多自然型护岸是生态护岸的一种高级形态，它结合了自然原型和自然型护岸的优点，同时巧妙地引入少量的工程材料和技术，如生态混凝土、生态砌块等，这些材料既具有一定的强度和耐久性，又具备透水透气性，有利于生态系统的发育。多自然型护岸设计复杂，力求在满足防洪安全、水土保持等工程要求的同时，最大化地模拟自然环境，促进生物栖息和水文循环。

四、生态型护岸在水利工程设计中的具体应用

（一）植物护岸

植物护岸是生态型护岸中最直接且广泛采用的方式之一。它主要通过种植本地适宜的水生、湿生及陆生植物，如芦苇、香蒲、柳树等，利用植物根系的固土作用来稳固河岸土壤，减少侵蚀。植物的选择需根据当地气候、土壤条件和水文特性精心挑选，以确保植被的存活率和生态效益。植物护岸不仅能有效防止水土流失，还能通过植物的光合作用和根系过滤作用净化水质，同时为野生动物提供栖息地，促进生物多样性。

（二）混凝土护岸的生态改良

传统混凝土护岸因其强度高、耐久性好被广泛应用于水利工程，但其生态性能较差。现代水利工程设计倾向于采用生态改良的混凝土护岸，如生态混凝土（也称为透水混凝土或生物混凝土）。这种混凝土通过特殊配方，在保持必要的结构强度同时，内部含有大量连通孔隙，允许水体渗透，为微生物提供生存空间，促进水体与土壤间的物质交换。生态混凝土护岸表面还可以预设种子槽或直接播撒种子，促进植被生长，增强生态功能，实现结构稳定与生态恢复的双重目标。

（三）生态袋护岸

生态袋护岸是一种灵活且高效的生态工程技术，它利用装填了土壤、肥料和植物种子（或幼苗）的高强度可降解纤维袋，层层堆叠成护岸结构。这些生态袋不仅能够迅速稳固河岸，防止侵蚀，而且随着植物的生长，其根系会穿透生态袋，深入土壤，进一步加强河岸的稳定性。生态袋材料的可降解特性意味着随着时间推移，它们将自然分解，完全融入环境，不会留下长久的非自然残留。

结语

综上所述，生态型护岸作为现代水利工程的重要组成部分，通过模拟自然、促进生态平衡，展现了人类与自然和谐共生的智慧。从植物护岸到生态混凝土的应用，再到生态袋护岸技术，每一项实践都是对传统水利理念的革新，旨在实现防洪减灾与生态保护的双赢。

参考文献：

[1]孔维祥. 生态型护岸在水利工程设计中的应用[J]. 工程建设与设计, 2024, (05): 136-138.

[2]荣萌萌. 生态型护岸在水利工程设计中的应用[J]. 工程技术研究, 2022, 7 (19): 166-168.