生态护岸

组长：彭徐阳组员：程潇张君佩姚英航陈雪峰传统的护岸工程基于水力学最佳水力半径的理论,传统的护岸工程遵循用最经济断面输送最大流量的原则,在结构设计和材料选择上追求断面渠化和较小的水力糙率,在使用功能上侧重防洪固岸,因此在一定程度上破坏了河流的自然功能。传统的护岸工程传统的护岸工程以水泥、沥青、混凝土等硬性材料为主要建材,在结构型式上分为直立式,斜坡式或斜坡式与直立式组合的混合型式,断面规则渠化,偏重安全、经济的后果是极大地损害了河流的生态功能.传统护岸工程的分类及适用条件•坡式护岸•坝式护岸•墙式护岸•其他防护型式坡式护岸坡式护岸,也称平顺护岸,是将构筑物、材料直接铺设在堤或滩岸临水坡面以防止水流对堤岸的侵蚀、冲刷。这种防护型式顺水流方向布置,断面临水面坡度缓于1∶1,一般采用缓于1∶1.5的坡度。坡式护岸对水流的影响较小,也不影响航运,在中、外河流修建的防护工程中广泛应用。坝式护岸坝式护岸,是依托堤身、滩岸修建丁坝、顺坝导引水流离岸,以防止水流、风浪、潮汐等直接冲刷堤岸而危及堤防安全。坝式护岸是一种有重点的、间断性的护岸型式,有调整水流的作用,在一定条件下常应用在一些河堤、海堤的防护工程中。坝式护岸坝式护岸按平面布置有丁坝、顺坝、丁坝与顺坝相结合的“T”字形坝、“┍”字形坝等。坝式护岸按结构材料与水流、潮流流向关系可选用透水、不透水,淹没、非淹没,上挑、正挑、下挑等形式。墙式护岸墙式护岸（重力式护岸）顺堤岸布置，具有断面小，占地少的优点，但对地基要求较高，适用于河道狭窄、堤外无滩、易受水流淘刷的重要塌岸堤段，以及保护对象为城镇和重要工业区的重要堤段等。墙式护岸墙式护岸临水侧可采用直立式、陡坡式、台阶式等；背水侧可采用直立式、斜坡式、折线式、挟壁式、卸荷台阶式等。墙体结构材料可采用钢筋混凝土、混凝土、浆砌石等。断面尺寸及墙基嵌人堤岸坡脚的深度应根据具体地质条件及堤身和堤岸整体稳定计算分析确定，一般情况下基础埋深不宜小于1.0m，并按防冲要求采取护基、护脚措施。其他防护型式其他防护型式包括桩式护岸、杩槎坝、生物工程等。桩式护岸的材料可用木桩、钢（板）桩、预制钢筋混凝土（板）桩等，构成板桩式、桩基承台式及桩坝式结构等。适用于在较小地基上修建重要堤岸防护工程以及重要岸边工程。桩的长度、直径、入土深度、桩距、材料、结构等应根据水深、流速、泥砂和具体地质条件等通过分析计算或按工程类比确定。桩间及桩与堤脚之间可抛块石、混凝土预制块等，以护桩、护脚防冲。其他防护型式杩槎坝适用于修建在水深、流速不很大，且具有卵石、砂卵石的中、小型河流上。具有就地取材、施工期短、拆除方便等优点，可用于修建永久性或临时性工程。河道传统护岸存在的问题河流水生物生态系统示意图对生态环境的影响----河岸衬砌硬化，面目全非，土体与水体关系相割裂，隔断了水中的生物、微生物与陆域的接触，自然生存环境恶化。对人类生活环境的影响---堤岸护坡后，河流失去原生态功能，滨水环境改变，人们失去了自然野趣的亲水、休闲和娱乐场所。对自然景观的影响----难以找寻昔日赏心悦目的人水和谐的河流景象。生态型护岸生态型护岸的出现顺应了人与自然共生的要求,是护岸工程建设的一大进步。生态型护岸分为自然原型护岸,自然型护岸及多自然型护岸三种类型,通过绿化护面层,坡面多孔化、粗糙化,近岸流态多样化三种主要途径,重视发挥天然材料的性能,能有效地改善传统型护岸对河流环境及生态所带来的负面效果,并由此对护岸的设计及施工带来一系列有益的启发。生态型护岸生态型护岸以保护、创造生物良好的生存环境和自然景观为前提,在保证护岸具有一定强度、安全性和耐久性的同时,兼顾工程的环境效应和生物效应,以达到一种水体和土体、水体和生物相互涵养,适合生物生长的仿自然状态,它必须满足以下几个方面的要求:①安全性,这是作为护岸这样一种水利设施的基本功能,即是否能发挥有效的防洪、固岸作用;②生物性,对本土的原生动植物没有产生重大的负面影响,尽量不扰动原有栖息地环境,或者护岸完工后能被本土生物接受;③亲水性,能让人们比较安全和便利地与水亲近,这一点只需在结构设计细节上稍加注意,如预留可供人们上下的台阶,设置亲水平台等;④景观性,护岸完工后与周围景观环境相协调。生态护岸与传统护岸的区别两者区别：设计理念河道形态所用材料设计施工工程效果生态护岸是治河工程学科发展到相对高级阶段的产物，是现代人渴求与自然和谐相处的需要。生态型护岸既源于传统型护岸，也有别于传统型护岸。随着社会的进步，人们生态环境意识增强，传统型护岸必然向生态型护岸方向发展。生态护岸的定义----以治河工程学为基础，融生物学、生态学、环境学、园林学和景观学等学科为一体的新型河道护岸技术。传统型护岸转变为生态型护岸的主要途径：1.护面层绿化2.坡面多孔化、粗糙化3.近岸流态多样化护面层绿化如果从生态环境的角度去审视传统的护岸工程,首先需要改进的就是其枯燥灰色的护面层,尤其是对景观要求较高的城市河道护坡。用生机盎然的绿色植被取代单一的砌石或混凝土护面,无论对环境而言还是对视觉效果而言都是积极的。因此绿化护面层是传统型护岸向生态型护岸转变的第一条途径。坡面多孔化、粗糙化河岸是陆地与水域之间的过渡带,是多种水生生物赖以生存的栖息地,也是水体与土壤相互涵养的交换地带。传统的护岸通常都用水泥或砂浆对护面进行衬砌,或者是用完全不透土和不透水的混凝土面层进行覆盖,不仅对环境和生态不利,而且这些刚性的面层结构对河床变形的适应能力也极其有限。在保证结构强度的同时对坡面或墙面进行多孔化、粗糙化处理,是传统型护岸向生态型护岸转变的第二条途径。近岸流态多样化从保证过洪能力和施工简便的角度出发,传统型护岸往往具有笔直的护岸边线,护岸与水边衔接过于生硬,导致近岸流态呈现非常单一的状况,不仅对生物栖息不利,也不便于人的亲水。在有条件的中小河流应当尽力营造多样化的近岸流态,这是传统型护岸逐步向生态型护岸转变的第三条途径。生态护岸技术Θ固土植物护坡Θ网石笼结构生态护岸Θ土工材料复合种植枝术Θ植被型生态混凝土护坡Θ水泥生态种植基Θ多孔质结构护岸Θ自然型护岸固土植物护坡---利用根系发达的植物固土护坡，既可防止水土流失，又可满足生态环境修复需要，还可以人造景观。网石笼结构生态护岸铁丝网与碎石复合种植基长江马家咀河段钢丝网结构生态护坡可以构造铁丝网与碎石复合种植基。即由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植土组成。植被型生态混凝土亦称绿化混凝土，由多孔混凝土、保水材料、缓释肥料和表层土组成。自然型护岸工程型式:自然原型型---只种植被，保持河流原生态特性，抵抗洪水能力较差。自然型---除种植被外，还用石材、木材等材料，以增强护岸工程抗洪能力。多自然型---在自然型护岸基础上，巧妙地使用自然石、混凝土等硬质材料，既不改河岸自然特性，又确保护岸工程稳定性。日本熊本县绿川河的多自然型河流建设施工建成的丁坝(1994)丁坝巳被植物覆盖(2001)----以天然植被、原石、木材等材料替代混凝土护岸，尽量创造接近自然的河道。生态护岸模式问题•1.原生态型治理模式•2.自然型治理模式•3.工程生态型治理模式不同的生态护岸模式•在不同的河流段，由于其地理位置、地势、气候、降水量等的不同，所形成的坡度和冲蚀条件是不同的。这就形成了三种适用于不同河段形式和冲蚀条件的生态护岸模式。•1.原生态型治理模式•2.自然型治理模式•3.工程生态型治理模式1.原生态型治理模式•就是利用天然材料来进行护坡，通过具有喜水特性和根系发达的植物来进行草皮护坡、土壤生物工程，如：喜水特性的植物主要有白杨、柳树、芦苇、菖蒲等，适宜种植在水中来加固河岸。而在河道坡岸上可以种植草坪，也可以种植一些根系比较发达的植物，如沙棘林、龙须草、刺槐等。原生态型治理模式特点•这种治理模式可以对堤岸形成良好的锚固作用，有效地防止水土流失，加固土壤，保持河道的自然特性，而且施工方便、投资金额较小。但是其抗洪能力比较差。因此，原生态型治理模式适用于在坡度较缓或腹地较大、侵蚀不严重的河段施行。而且在这种模式的生态护岸中，很关键的一点是要选择适合的植被。2.自然型治理模式。•不仅利用天然植被，而且采用原石、木材等材料进行护岸，而不采用混凝土等人造材料。这种接近原生态型的治理模式在我国传统的园林设计中有着很好地体现，例如，坡岸上以乔灌草相结合为主，水下采用石笼、木桩等。自然型治理模式的特点木桩型护岸是我们在实践中使用最为广泛的一种生态护岸方法。通过木桩在水下、坡角的设置，可以很好地起到固土护坡的作用，而且同时兼顾生态功能和景观功能。但是这种方法的稳定性、安全性较差，木桩的使用年限相对较短。从整体上来说，自然型治理模式通过植被与原石、木材等材料的结合，大大提高了整个护岸的抵抗水流冲刷的能力。但是，这种治理模式的投资金额要比原生态型治理模式高，施工量比较大。在一些坡岸较陡、水流流速较大或冲蚀较严重河段这种模式应用比较多。3.工程生态型治理模式。•主要是将混凝土或者钢筋混凝土加入到自然型治理模式之中。工程生态型治理模式的特点•这种方法除了具有自然型治理模式抗冲刷性高等优势之外，它的整体稳定性也比较好，可以抵御更大的洪水，抗洪能力强。同样，由于其他人工材料的应用，造成投资金额增加，施工要求和难度加大。而且混凝土和钢筋混凝土的使用很可能会给河道水域带来二次污染。这种生态护岸模式比较适用于防洪要求较高且腹地较小河段。其中，植被型生态混凝土法、纤维植物袋装土护岸法等是工程生态型治理模式常用的一些方法。例如，植被型生态混凝土法主要是利用由粗骨料、水泥等材料组成的多孔混凝土形成防护。除此之外，植被型生态混凝土还包括可以为植物提供水分的保水材料、为处于发芽初期的植被提供养分并减少蒸发的表层土以及缓释肥料等。这种生态护岸方法抗冲击能力很强，可以有效地减少冻害破坏，稳定性强，但不可否认的是即使使用生态混凝土，仍不可避免的对水环境造成一定的污染破坏。总结在提倡人与自然和谐相处的今天,河道治理也从过去的仅注重安全、经济的治理模式向保持河道的自然特征和水流的多样性的生态模式转变。传统的护岸工程虽然在防洪及稳固河势方面卓有成效,但却忽视了环境保护和生物生存的需要。生态型护岸的出现顺应了人与自然共生的要求,不仅是护岸工程建设的一大进步,也将成为今后护岸工程建设的主流。