1、引 言
良好的河流景观与滨水环境是现代城市文明的重要内容,而营造城市景观环境也离不开河流和水面。当代国际大都市环境建设的价值观念显示,城市河流作为城市生态系统的重要骨架,已经和正在为城市建设者所关注,其生态服务功能的应用也逐渐引入生态城市的建设之中。但在经济社会的快速发展进程中,由于人类活动的影响,自然河道生态属性受到不同程度的人为干扰,导致河道功能退化、水质恶化、河道堵塞、生态系统质量下降。随着社会文明进步,水环境意识日益增强,应用国内外先进的生态河道建设理念,不仅有利干河道的整治和生态环境的改善,而且也有益于地区整体形象的提高。
2、河道生态护岸工程发展现状
城市水利建设历经农村水利、城市水利、环境水利和生态水利四个阶段,而且逐步向景观水利发展。在目前城市开发浪潮中,河道护岸仍以硬质直立墙占据主导地位。硬质直立墙基本以人工(浆)砌石、钢筋砼结构,它们隔绝了河道与土壤之间的水土交换,对生态性造成了不良影响,造成环境恶化和生态破坏,甚至严重威胁着人们赖以生产、生活的生态环境。随着生括水平的提高,人们对水环境的要求也越来越高,河道已不仅仅具备“泄洪、排涝、蔷水、引清、航运”等水道的基本工程,而且还具有“景观、旅游、生态、对周边环境的呼应”等功能。
近些年来,国内外工程技术人员己重视研究生态型护岸技术,并已提出了多种生态型护岸结构形式,实践运用正逐渐增多,就宁波市河道工程来看,主要采用生态护岸材质如;金属格网挡墙、自嵌式干垒挡墙,解决以往硬质直立墙水土不交换的问题;或者采用斜坡武护岸断面采用透水型护坡材质如:金属格网护垫、植生毯、砼格梗,联锁式护坡块、以及草皮护坡等。或者引入景观造景概念,营造出湿地、岸坡园林式绿化等设计。这些不同的生态型护岸技术综合起来可以归纳为两种:一种是单纯利用植物护岸。一种是植物护岸与工程措施相结合的护岸技术。宁波市水利系统在河道整治时较多的考虑生态性,如宁波市甬新干河、北仑小浃江工程、宁海颜公河工程、以及多条住宅小区河道工程,取得了一定的成果。
现状有关理论方面的研究相对不足。目前,关于生态护岸的研究,在理论上主要集中于生态护岸的概念、内涵以及行洪排涝功能等方面的宏观性研究;在实践上主要集中于护岸的材料、施工方法及成本等方面。然而,关于生态护岸生态支持功能,如截留降解污染物、营造生物多样性、提高河流自净能力,以及防止水土流失等定量化的研究,文化美学功能,如景观文化质量和景观美学质量的研究,却不多见。
在国外,对环境、生态退化问题的认识较早,很早就开始研究传统护岸技术对环境与生态的影响,认为传统的混凝土护岸会引起生态与环境的退化。为了能有效地保护河道岸坡以及生态环境,许多国家纷纷提出了一些生态型护岸技术,如:瑞士、德国等于20世纪80年代末就已提出了“自然型护岸”技术,日本在20世纪90年代初提出“多自然型河道治理”技术,并且在生态型护岸结构方面做了实践。目前,在美国以及欧洲一些国家较为常用的技术是“土壤生物工程”护岸技术。该项技术是从最原始的柴木枝条防护措施发展而来的,经过多年的研究,现已形成一套完整的理论体系和施工方法,并得到了广泛应用。近30年来欧洲利用土壤生物工程对坡面的治理比较广泛,已经对土壤生物工程做了大量的研究。国内该技术最早在上海市机场镇河道、北京怀九一渡河段等地区进行了应用研究,为我国各类边坡的侵蚀控制和生态修复引进了新的工程技术和方法。
但是,目前有关河岸带生态方面的研究主要集中在生态河岸带的定义、功能、管理及保护技术等宏观定性研究方面,而定量方面的研究却很少,这就导致了河岸带生态系统的建设、保护和管理缺乏统一的衡量和评价标准,给生态河岸带的建设、保护和管理带来了一定的困难。
3、河道生态护岸工程发展趋势
由于对生态护岸系统框架的理解没有统一的认识,造成了目前人们对生态护岸认识的片面性和盲目性。对于什么是生态护岸,什么样的河坡系统才具有生态完整性和生态安全性,生态护岸应如何设计、施工和管理,才能保持其生态健康等问题的理解,更是仁者见仁,智者见智,没有统一的说法。因此,为了能更垒面地认识生态护岸,更充分地发挥生态护岸的功能,从而保障城镇河流生态系统的健康,今后生态护岸的研究,应该从以下几个方面进行。
(1)生态护岸新材料的研究
由于现有的生态型护岸技术大多数技术是从国外直接引进的。其生态材料指标等也直接参考国外,必然存在许多弊端。如:护岸成本太高,难于大范围推广;由于自然地理条件的差异,导致护岸效果不明显等。因此,新材料的开发,应成为今后生态护岸研究的一个重点。
(2)生态护岸服务功能的研究
生态系统服务功能,是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。处于陆地生态系统与河流生态系统交界处的护岸生态系统,兼有单纯的生态内涵和水利特性的内涵,因而其服务功能应包括行洪排涝功能、生态支持功能和文化美学功能。目前,关于生态护岸生态支持功能的定量化研究、文化美学功能等还鲜有报道。
(3)生态护岸设计的研究
生态护岸的设计,应包括护岸材料、护岸植物、坡比以及护岸结构形式的选择等。直观有效的研究方法是实验方法,通过实验,研究在不同地质条件下,不同护岸材料、护岸植物、坡比以及护岸结构形式等,对坡面稳定性的影响,对护岸生态系统恢复、重建的影响,对邻近生态系统的影响等,进而总结出生态护岸设计的原则和标准,为生态护岸的设计提供依据。
(4)生态护岸综合评价标准的研究
正是由于关于生态护岸定量化和效应的研究很少,这就给生态护岸的建设、保护与管理,带来了一定的困难。缺乏统一的衡量标准,也造成了目前对生态护岸理解的盲目性和片面性。因此,有必要利用现代数学方法(如模糊数学方法)和现代的高新技术(如3s技术、计算机技术等)手段,对生态护岸进行综合评价研究,提出合理而全面的生态护岸综合评价指标体系,构建可操作的生态护岸综合评价模型,为生态护岸的建设提供理论依据、评价标准、施工标准,从而实现对生态护岸的有效管理和控制。
(5)生态护岸管理的研究
如果说河道整治的最终程序,是对整个流域或城镇进行有效的规划和控制,那么,生态护岸的管理,则应成为熏要的第一步。生态护岸的研究,属于多目标、大尺度问题。传统的诸如统计等管理方法,已不适合生态护岸的管理。目前,地理信息系统(GIS)以其强大的数据和信息处理功能,在资源调查和水土流失等方面已得到应用,如利用GIS对内河岸线资源进行评价,河岸稳定性评价,夏继红等提出,将GIS技术应用于生态护岸的统筹规划、优化设计、监控管理和综合评估等方面,可以提高设计管理效率,减少施工的生态干扰,为方案选择提供科学的评判依据。因此,垒球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等技术,在生态护岸管理中的应用研究亟待展开。
4、结 语
生态护岸是一项极具生命力的坡岸生态修复技术。它利用有生命力植物的根、茎(枝)或整体作为结构的主体元素构筑坡岸,在植物群落建群和生长的过程中加固和稳定坡岸,控制水土流失和实现坡岸生态修复,具有很好的效果,值得广泛推广。