生態護坡

1 水力穩定性原則

護坡的設計首先應滿足岸坡穩定的要求。岸坡的不穩定性因素主要有：① 由於岸坡面逐步沖刷引起的不穩定；② 由於表層土滑動破壞引起的不穩定；③ 由於深層土滑動引起的不穩定。因此，應對影響岸坡穩定的水力參數和土工技術參數進行研究，從而實現對護坡的水力穩定性設計。

2 生態原則

生態護坡設計應與生態過程相協調，盡量使其對環境的破壞影響達到最小。這種協調意味著設計應以尊重物種多樣性，減少對資源的剝奪，保持營養和水循環，維持植物生境和動物棲息地的質量，有助於改善人居環境及生態系統的健康為總體原則。主要包含以下三個方面：

（1 ）當地原則。

設計應因地制宜，在對當地自然環境充分了解的基礎上，進行與當地自然環境相和諧的設計。包括：①尊重傳統文化和鄉土知識；② 適應場所自然過程，設計時要將這些帶有場所特徵的自然因素考慮進去，從而維護場所的健康；③ 根據當地實際情況，盡量使用當地材料、植物和建材，使生態護坡與當地自然條件相和諧。

（2 ）保護與節約自然資源原則。

對於自然生態系統的物流和能流，生態設計強調的解決之道有4條：①保護不可再生資源，不是萬不得已，不得使用；②儘可能減少能源、土地、水、生物資源的使用，提高使用效率；③利用原有材料，包括植被、土壤、磚石等服務於新的功能，可以大大節約資源和能源的耗費；④盡量讓護坡處於良性循環中，從而使資源可以再生。

（3）回歸自然原則。

自然生態系統為維持人類生存和滿足其需要提供各種條件和過程，這就是所謂的生態系統的服務。著重體現在：① 自然界沒有廢物，每一個健康生態系統，都有完善的食物鏈和營養級，所以生態設計應使系統處於健康狀態；②邊緣效應，在兩個或多個不同的生態系統邊緣帶，有更活躍的能流和物流，具有豐富的物種和更高的生產力，也是生物群落最豐富、生態效益最高的地段，河道岸坡作為水體生態與陸地生態之間的邊緣帶，在設計時應充分考慮其邊緣效應；③生物多樣性，保持有效數量的動植物種群，保護各種類型及多種演替階段的生態系統，尊重各種生態過程及自然的干擾，包括自然火災過程、旱雨季的交替規律以及洪水的季節性泛濫。

為保證邊坡及其環境的安全，對邊坡需採取一定的支擋、加固與防護措施。常用的支護結構型式有：

（1）重力式擋牆；

（2）扶壁式擋牆；

（3）懸臂式擋牆；

（4）板肋式或格構式錨桿擋牆支護；

（5）排樁式錨桿擋牆支護；

（6）錨噴支護；

這些傳統的邊坡工程，對邊坡的處理主要是強調其強度功效，卻往往忽視了其對環境的破壞；生態護坡作為岩土工程與環境工程相結合的產物，它兼顧了防護與環境兩方面的功效，是一種很有效的護坡、固坡手段。

近年來，隨著大規模的工程建設和礦山開採，形成了大量無法恢復植被的岩土邊坡。傳統的邊坡工程加固措施，大多採用砌石擋牆及噴混泥土等護坡結構，僅僅只起到了一個保護水土流失的作用，不管怎麼做，就灰白色那麼一片，對景觀沒有什麼幫助，更談不上對生態環境有保護作用，相反的只會破壞生態環境的和諧。隨著人們環境意識及經濟實力的增強，生態護坡技術逐漸應用到工程建設中。

生態護坡技術應該是既滿足河道護坡功能，又有利於恢復河道護坡系統生態平衡的系統工程。生態護坡技術可以分為植物護坡和植物工程措施複合護坡技術（汪洋，等，2005） 。植物護坡主要通過植被根系的力學效應(深根錨固和淺根加筋)和水文效應(降低孔壓、消弱濺蝕和控制徑流)來固土、防止水土流失，在滿足生態環境需要的同時，還可以進行景觀造景。植物工程複合護坡技術有鐵絲網與碎石複合種植基、土木材料固土種植基、三維植被網、水泥生態種植基等形式。上海崇明島瀛東村生態河道示範工程中，生態護坡技術的應用使坡岸抗剪強度明顯增加，坡岸穩定性增強，河水水質經過護坡植物的凈化得到較好的改善，沿水流方向，總氮(TN)從2.95降至1.08mg/L，NH4- N從2.64降至1.02mg/L，同時河岸生境得到改善，生物多樣性增加，生態穩定性增強（陳荷生，2004） 。

（1）護坡功能：植被的深根有錨固作用、淺根有加筋作用；

（2）防止水土流失：能降低坡體孔隙水壓力、截留降雨、削弱濺蝕、控制土粒流失；

（3）改善環境功能：植被能恢復被破壞的生態環境，降低噪音，減少光污染，保障行車安全，促進有機污染物的降解，凈化空氣，調節小氣候。

（1）人工種草護坡

人工種草護坡，是通過人工在邊坡坡面簡單播撒草種的一種傳統邊坡植物防護措施。多用於邊坡高度不高、坡度較緩且適宜草類生長的土質路塹和路堤邊坡防護工程。

特點：施工簡單、造價低兼等。

缺點：由於草籽播撒不均勻，草籽易被雨水沖走，種草成活率低等原因，往往達不到滿意的邊坡防護效果，而造成坡面沖溝，表土流失等邊坡病害，導致大量的邊坡病害整治、修復工程，使得該技術近年應用較少。

（2）液壓噴播植草護坡

液壓噴播植草護坡，是國外近十多年新開發的一項邊坡植物防護措施，是將草籽、肥料、粘著劑、紙漿、土壤改良劑上、色素等按一定比例在混合箱內配水攪勻，通過機械加壓噴射到邊坡坡面而完成植草施工的。

特點：①施工簡單、速度快；

②施工質量高，草籽噴播均勻發芽快、整齊一致；

③防護效果好，正常情況下，噴播一個月後坡面植物覆蓋率可達70%以上，二個月後形成防護、綠化功能；

④適用性廣。目前，國內液壓噴播植草護坡在公路、鐵路、城市建設等部門邊坡防護與綠化工程中使用較多。

缺點：①固土保水能力低，容易形成徑流溝和侵蝕；

②施工者容易偷工減料做假，形成表面現象；

③因品種選擇不當和混合材料不夠，後期容易造成水土流失或沖溝。

（3）客土植生植物護坡

客土植生植物護坡，是將保水劑、粘合劑、抗蒸騰劑、團粒劑、植物纖維、泥炭土、腐殖土、緩釋複合肥等一類材料製成客土，經過專用機械攪拌后吹附到坡面上，形成一定厚度的客土層，然後將選好的種子同木纖維、粘合劑、保水劑、複合肥、緩釋營養液經過噴播機攪拌后噴附到坡面客土層中。

優點：①可以根據地質和氣候條件進行基質和種子配方，從而具有廣泛的適應性；

②客土與坡面的結合牢固；

③土層的透氣性和肥力好；

④抗旱性較好；

⑤機械化程度高，速度快，施工簡淡，工期短；

⑥植被防護效果好，基本不需要養護就可維持植物的正常生長；

該法適用於坡度較小的岩基坡面、風化岩及硬質土砂地，道路邊坡，礦山，庫區以及貧瘠土地

缺點：要求邊坡穩定、坡面沖刷輕微，邊坡坡度大的地方，已經長期浸水地區均不適合。

（4）平鋪草皮：

平鋪草皮護坡，是通過人工在邊坡面鋪設天然草皮的一種傳統邊坡植物防護措施。

特點：施工簡單，工程造價低、成坪時間短、護坡功效快施工季節限制少。

適用於附近草皮來源較易、邊坡高度不高且坡度較緩的各種土質及嚴重風化的岩層和成岩作用差的軟岩層邊坡防護工程。是設計應用最多的傳統坡面植物防護措施之一。

缺點：由於前期養護管理困難，新鋪草皮易受各種自然災害，往往達不到滿意的邊坡防護效果，而造成坡面沖溝、表土流失、坍滑等邊坡災害。導致大量的邊坡病害整治、修復工程。近年來，由於草皮來源緊張，使得平鋪草皮護坡的作用逐漸受到了限制。

（5）生態袋護坡：

生態袋護坡，是利用人造土工布料製成生態袋，植物在裝有土的生態袋中生長，以此來進行護坡和修復環境的一種護坡技術。

特點：透水、透氣、不透 土顆粒、有很好的水環境和潮濕環境的適用性，基本不對結構產生滲水壓力。施工快捷、方便，材料搬運輕便。

缺點：由於空間環境所限，後期植被生存條件受到限制，整體穩定性較差。

（6）網格生態護坡

網格生態護坡，是由磚、石、混凝土砌塊、現澆混凝土等材料形成網格，在網格中栽植植物，形成網格與植物綜合護坡系統，既能起到護坡作用，同時能恢復生態、保護環境。

網格生態護坡將工程護坡結構與植物護坡相結合，護坡效果非常好。其中現澆網格生態護坡是一種新型護坡專利技術，具有護坡能力極強、施工工藝簡單、技術合理、經濟實用等優點，是新一代生態護坡技術，具有很大的實用價值。