生態駁岸
① (一)濱岸生態護坡的原則與方法
1.濱岸生態護坡的原則
(1)穩定性
生態護坡要保證堤岸的穩定性。岸坡的穩定性設計需要結合試驗資料和已建生態護坡工程的監測資料,對水力參數和土工技術參數進行評估,找出造成不穩定的主要因素,然後根據實際情況選用護岸形式,提高岸坡的穩定性和安全性。
(2)保護生物多樣性
生態護坡與傳統護坡最大的區別就在於生態護坡將生態學理論納入護岸設計當中。首先,以生態學為基礎,將生物種群作為設計的核心,考慮護岸連接長度和寬度對生物生存與繁衍的制約;其次,注意保護生物的多樣性和食物鏈網的復雜性,積極為水生生物、兩棲動物創造棲息、繁衍的環境。這樣既有利於恢復和保護河流生態環境,又有利於提高河流的自凈能力。
(3)因地制宜
在設計時要充分考察當地的地質、水文、環境條件和生物種群,因地制宜,盡量選用當地材料以降低工程成本;植物的配置也應以鄉土植物為主,合理布局,保證較高的生物種群異質性。
(4)景觀性
水環境景觀是城市、鄉村景觀的重要組成部分,在進行生態護坡規劃時,要以自然、生活、空間、歷史和文化為線索,充分了解與認識當地的自然環境與人文景觀,以便將生態護岸與當地的景觀文化融為一體。
2.濱岸生態護坡改造途徑
長期以來,漿砌石或混凝土結構等剛性材料憑借其結構簡單、穩定性強、機械化施工程度高等優點被廣泛應用於河道堤岸護坡工程中,人們多注重的是工程本身行洪、泄洪和抗沖刷等能力的發揮,而往往忽視工程對生態環境及景觀的影響。隨著社會的發展和人們環保意識的加強,堤岸護坡工程的生態環境效應愈來愈被重視,傳統的砌石或混凝土護坡工程正在逐步被棄用,尤其在經濟發達地區的城市河道整治中。取而代之的是一種融現代水利學、環境學、生物學、生態學、美學等多學科為一體的新型生態護岸技術。它在確保河道基本功能的同時,通過特殊材質的選擇、高異質生境空間的培育及富有生物多樣性的群落營造,從而構建優美的自然景觀和人文景觀。
早在20世紀80年代末,瑞士、德國就提出了「自然型護岸」技術。20世紀90年代初,日本把長達50年公路生態護坡技術應用於城鎮河道建設而提出「親水」觀念,並推出了植被型生態混凝土護坡技術。同時,美國、法國、荷蘭等發達國家也分別採用不同的生態技術,營造優美的堤岸生態景觀。盡管我國相關研究相對較晚,但近年來在廣大科研人員的努力下,無論在生態護坡理論研究,還是工程應用上均取得了長足的發展。其中包括周躍、陳明曦等對坡面生態工程的基本原理的探索,鄢俊等對各種植草護坡種草的關鍵技術研究,盧志靈、季水興等針對不同河道特點的生態型護坡結構形式研究,何江華對生態格網工藝、郭忠義等對生態磚、陳海波對網格反濾生物組合以及胡海泓、劉娜娜、林發水,等對不同護坡形式及技術均進行了較為詳細的研究。以上諸多研究主要針對不同護坡的結構進行設計研究,也有部分是對護坡植物選擇的研究。但是,對於護坡植物的跟蹤調查研究較少,尤其從能反映群落穩定性的生物多樣性角度,對護坡植被跟蹤的研究尚未見報道。
發達國家對環境和生態退化的問題認識較早,很早就開始研究傳統的護坡技術對環境與生態的影響,認為傳統的混凝土護岸會對環境帶來不良影響,從而引起生態退化為了更有效保護河道岸坡和生態環境,提出了一些生態型護坡技術。
生態護坡技術在我國起步較晚,目前參考國外經驗及根據國內自身工程特點及有關工程經驗,已形成一定的生態護坡改造技術,主要有以下幾種途徑。
(1)變硬質駁坎為軟質護岸
該方法盡量減少漿砌塊石等硬質駁坎的使用,在場地條件允許、結構保證可靠的前提下,改用松木樁、樹根樁結合植被綠化覆蓋等手段改造河道;必須使用到硬質駁坎的地方,採用水下式硬質駁坎結合水上生態護坡的形式增加河道親水性、生態性。
(2)景觀改造
該方法使河道工程改造與景觀改造完全的結合在一起,設置由高大喬木、低矮灌木、花草、魚巢、水草、動物沿灘地、迎水邊坡、坡腳及近岸水體等組成河坡立體生態體系,導入城市文化,使城市河流不僅呈現為一種自然景觀,更蘊涵著豐富的文化內涵,既是自然要素也是一種文化遺產。
(3)設置功能親水構築物
河口、海岸設置遊船碼頭、親水平台、河埠頭等親水構築物,結合自然生態島、景觀橋、廊架、園路等景觀改造,方便居民在河岸休閑遊憩,使城市河道成為城市中遊玩、觀賞的景區。
(4)截污納管及河底疏浚
河口、海岸沿線多為農居及企業,過去雨、污合流自接排入河道,嚴重影響水質。根據沿海城市工程實踐,可以在沿河兩側埋設截污管,使雨、污合流排入市政污水主幹管中。對於污染嚴重而近期無市政出路的重點區域,可考慮設置小型生化處理臨時設施,以解決短期污染問題。為進一步改善河道水質,在實施截污工程及配水下程的同時,還應對河道底泥進行疏浚。
3.河口、海岸生態護坡的主要結構形式
實際應用中,河口、海岸生態護坡技術宜根據不同設計理念,針對不同區段,岸、坡結合,採用不同形式,協調一體化建設,以達到生態環保的要求。其主要結構形式有:
(1)景石護坡或石籠護坡
在水位變化處,可採用景石護坡及石籠護坡,亦具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失等功效,通過景石的堆砌,使岸線錯落有致,富於變化,具有一定的景觀美化效應。
(2)親水景觀平台
將河道護坡建成親水平台或親水走廊,與兩岸自然銜接,擴大綠化范圍,增加景觀節點。在場地上建造景觀等構築物,為人們提供體閑、觀景、活動的場所,使河道成為排澇防洪、綠化、景觀林閑、旅遊等多功能為一體的復合生態系統。
(3)樹根樁或松木樁護坡
樹根樁、松木樁結合植被綠化覆蓋的手段改造河道,可以增強河道的穩定性,保證河道的生態性,對於挖方段河道整治應用效果更好。
(4)護坡種植
發達根系固土植物在水土保持方面有很好效果,採用發達根系植物進行護坡固土,既可達到固土保沙,防止水土流失,又可滿足生態環保的要求,還可進行景觀造景。
(5)生態帶
根據岸坡地形地貌、土質和區域氣候等特點,在岸坡表面覆蓋一層土工合成材料,並按一定的組合與間距種植多種植物。通過植物的生長達到根系加筋、莖葉防沖蝕等目的。由於在坡面形成茂密的植被覆蓋,在表土層形成盤根錯節的根系,可有效抑制暴雨徑流對邊坡的侵蝕,增加土體的抗剪強度,減小孔隙水壓力和土體自重力,從而能大幅度提高岸坡的穩定性和抗沖刷能力。
(6)鋪設砌塊
在河口、海岸護坡或護岸結構中可以利用生態混凝土預制塊體進行鋪設,或直接作為護坡結構,既實現了混凝土護坡,又能在坡上種植花草,美化環境,使硬化和綠化完美結合。植被型生態混凝土具有較好的抗沖刷性能,上面的覆草具有緩沖性能。由於草根的「錨固」作用,抗滑力增加,草生根後,草上、混凝土形成一體,更加提高了堤防邊坡的穩定性。
(7)毛竹樁護坡
在水位變化處,毛竹樁護坡具有控制河勢,抵抗沖刷,減少水土流失,美化景觀等效應。
② 河道治理提倡生態護坡,生態護坡有哪些常見的方法
河道湖泊是一種重要的自然資源,承載著各自然要素間的能量流、物質流和信息流,發揮著重要的生態功能。河道的生態功能主要有以下5個方面:①通道功能,與交通干線等人工廊道相類似,河道起到不同板塊間運輸和連接通道的作用。②生境功能,即棲息地作用,為各類水生、陸生和兩棲類動、植物以及微生物提供棲息、繁衍和避難的場所。③「源」的功能,能夠提供水源,生命的根本。④「匯」的功能,吸收、聚集和積累了大量的物質。
一旦外界對於河道湖泊水體的干擾超過了河流自身的環境恢復功能之後,河流就會出現水質變差、顏色變暗、溶解氧下降等問題,使河道湖泊生態系統發生破壞,從而使食物鏈上與之密切聯系的其他水陸兩棲及陸地生物的生存受到威脅,進而影響到整個生態系統。
水體的生態平衡是其他生態平衡的重要保障。所以要恢復生態系統整體的平衡,就要認真考慮平衡的基礎條件——河道湖泊水體的生態平衡。城市內河特別是中心區域城區河道是人類活動與自然過程共同作用最為強烈的地帶之一。「渠化」和「硬化」等工程手段及污水直排到水體,造成了自然生態破壞、環境質量惡化、服務功能下降等不良後果。具體表現在:①減少了河道植物成分,降低了水體的環境承載力和自凈能力;②河道形狀「直線化」、「平面化」嚴重,減少了生境的空間異質性,導致生物多樣性降低;③河道的三面硬質襯砌阻斷了水陸間物質、能量交換,破壞了生境條件和生態系統完整性,嚴重時導致河道所在的局部生態系統癱瘓;④景觀協調性差,不能滿足現代人類期望親近自然的要求。因此,城市河道湖泊生態修復已經成為我國中長期城市環境治理中的重點任務之一。
③ 蜂巢式生態護坡是什麼意思
蜂巢式生態護坡是採用蜂巢格室材料進行生態保護護坡綠化。
蜂巢格室材料是由高分子片材通過超聲波焊接而成。
施工簡捷,成效快。
④ 河道生態護坡的設計原則
生態護坡系統將植物生長基質固定在袋體內,同時利用植物根系的「 錨固版」 作用而使護坡更穩定和具有權抗沖刷能力,同時生態護坡還具有造價低、能美化環境的獨特效果,在國外已得到了廣泛的應用,在國內也有一些應用。生態護坡設計的基本原則為:
1) 生態邊坡必須能夠營造一個適合陸生植物、水陸兩生植物、水生動植物生長的生命環境;
2) 生態護坡應滿足渠道功能和堤防的穩定要求,並降低工程造價:
3) 盡量減少剛性結構,增強護坡在視覺中「 軟效果」,美化工程環境:
4) 進行水文分析,確定水位變幅范圍,結合植物調查結果,選擇合適的植物:
5) 盡量採用自然的材料,避免二次環境污染:
6) 布置時考慮人們的親水要求。
⑤ 硬質堤岸改造成生態駁岸有什麼要求
園林駁岸按斷抄面形狀可襲分為整形式和自然式兩類。對於大型水體和風浪大、水位變化大的水體以及基本上是規則式布局的園林中的水體,常採用整形式直駁岸,用石料、磚或混凝土等砌築整形岸壁。對於小型水體和大水體的小局部,以及自然式布局的園林中水位穩定的水體,常採用自然式山石駁岸,或有植被的緩坡駁岸。自然式山石駁岸可作成岩、磯、崖、岫等形狀,採取上伸下收、平挑高懸等形式。
⑥ (二)傳統生態護坡的常見類型及其優缺點
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。
優點:施工簡單、造價低廉等。
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、黏著劑、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。
優點: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,兩個月後形成防護、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、黏合劑、抗蒸騰劑、團粒劑、植物纖維、泥炭土、腐殖土、緩釋復合肥等一類材料製成客土,經過專用機械攪拌後吹附到坡面上,形成一定厚度的客土層。然後將選好的種子同木纖維、黏合劑、保水劑、復合肥、緩釋營養液經過噴播機攪拌後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、風化岩及硬質土沙地,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。
優點: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。平鋪草皮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)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,同時又能恢復生態、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。
⑦ 河湖生態護坡關鍵技術水環境污染治理及解析
優秀水文化可以促進人水關系的協調。在現代的水利和生態環境建設中也應當倡導水文化,現代水文化創立的基本原則是滿足現代人們對水文化的基本需求,反映現代人與水的關系、體現現代科技進步。 水是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源。在人均水資源擁有量日益減少的同時,因水環境惡化所造成的水質性和功能性缺水現象亦日益突出,已成為突出的、全球性的共同的問題。早在上世紀初,歐美有些國家就關注水環境的污染,並且開始研究與防治。近幾十年來,各國為控制水環境污染進行了大量研究,並且耗巨資對有些主要湖泊和城市河道進行了大范圍治理。大量實踐證明,水環境的污染是可以治理的,但這種治理常常費時長及費錢多:國際上治理最成功的美國華盛頓湖,耗資1.3億美元,前後經過17年治理才達到目標;而面積僅1km2的瑞典的Frumman湖,費時22年,耗資90萬美元才治理完畢,等等。據於此,從上世紀七十年代起,尤其是近十餘年來,日本、美國、德國、瑞士等發達國家紛紛對以往的水環境治理思路進行反思,提出了生態治水的新理念,尊重河湖系統的自然規律,注重對其自然生態和自然環境的恢復和保護,使河湖的綜合服務功能能展現很好。 農業面源污水由於量大面廣,其治理難度不亞於點源,就美國、日本等發達國家對農業面源污染治理尤其是近年治理發展趨勢來看,主要採用生物氧化塘、人工濕地和土地處理系統等來進行治理農業面源污染。 就具體的技術發展趨勢來看,生態/生物方法是修復水生態系統中最為推崇的舉措之一。這種技術實際上是對水體自凈能力的強化,是人們遵循生態系統自身規律的嘗試。而在具體的實施時,更趨向於多種技術的集成。具體由哪幾種技術集成,則需要根據目的水域的污染性質、程度、生態環境條件和階段性或最終的目標而定,亦即在實施前要對目的水域作系統周密的論證,而後制定實施方案,才能達到預期的目標。 大量實踐證明,以相應的實驗示範基地為平台,開展相應的應用基礎研究與新技術開發,同時引進異地實用高新技術進行本地化研究與示範,是條有利於快出成果並且直接將其轉化為生產力的可行途徑。如日本在琵琶湖和霞浦湖等建立了針對流域水環境治理與生態修復的實驗示範基地,取得了環境教育、新方法和新技術研究開發與技術成果展示效果,為提高市民的環境意識和科技成果的推廣應用起到了積極的促進作用。 水環境治理與水生態系統修復技術現狀 大量研究表明,對水域的水環境污染進行有效治理的前提是控制污染源,只有外源得到了有效控制,作為末端治理技術的水環境污染治理才能見效,不然只能起到事倍功半的效果,甚至徒勞。通過大量研究與實踐,已明確水環境污染實際上是典型的生態問題,因此,在對污染水域進行治理時,用生態學方法使生態問題得到最終解決。近年,強調治理與生態修復相結合,甚至更加強調生態修復的作用。 從廣義上講,所有的生物處理都是生態修復。目前,國際上據原理已在使用的或已進入中試階段的污染水域治理與生態修復技術可分為物理法、化學法和生物/生態法三大類。其中的技術名稱包括底泥疏浚、人工增氧、生態調水、化學除藻、絮凝沉澱、重金屬化學固定、微生物強化、植物凈化、生物膜。(見表) 表 水環境治理與生態修復技術分類及其適用范圍 技術分類 技術名稱 選用污染水域范圍 主要作用 物理法 底泥疏浚 嚴重底泥污染 外移內源污染物 人工增氧 嚴重有機污染 促進有機污染物降解 生態調水 富營養化,有害無毒污染 通過稀釋作用降低營養鹽和污染濃度,改善水質 化學法 化學除藻 富營養化 直接殺死藻類 絮凝沉澱 底泥內源磷污染 將溶解態磷轉化為固態磷 重金屬化學固定 重金屬污染 抑制重金屬從底泥中溶出 生物/生態法 微生物強化 有機污染 促進有機污染物降解 植物凈化 富營養化、復合性污染 污染物遷移轉化後外移 生物膜 有機污染 促進有機污染物降解 1、底泥疏浚 底泥疏浚是在水域污染治理過程中普遍採用的措施之一。這是因為底泥是水生態系統中物質交換和能流循環的中樞,也是水域營養物質的儲積庫和特殊的緩沖載體,在水環境發生變化時,底泥中的營養鹽和污染物會通過泥-水界面向上覆水體擴散,尤其是城市湖泊和河道,長期以來累積於沉積物中的氮磷和污染物的量往往很大,在外來污染源存在時,這些物質只是在某個季節或時期內會對水環境發揮作用,然而在其外來源全部切斷後,則逐漸釋放出來對水環境發生作用,包括增加上覆水體中的污染物含量和因表層底泥中有機物的好氧生物降解及厭氧消化產生的還原物質消耗水體溶解氧等,並且在很長一段時期內維持對水環境的影響。因此,一般而言,疏浚污染底泥意味著將污染物從水域系統中清除出去,可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻率,從而起到改善水環境質量的作用。 底泥疏浚技術據原理屬物理法分類技術。外移內源污染物,這是底泥疏浚技術主要作用所含有的內容。就疏浚技術現狀來看,主要包括工程疏浚技術、環保疏浚技術
⑧ (一)生態護坡及其優勢
1.生態護坡的含義與作用機理
生態護坡是河流生態治理的一項重要措施,是結合水利工程與生態環境保護而興起的一種新型護坡技術。它集現代水利工程學、生物科學、環境學、生態學、景觀學、美學等學科為一體,打破了傳統護岸水泥三面襯砌、整齊劃一的格局,同時不再僅僅強調護岸的抗沖刷能力等,而要求穩定性、景觀性和生態性的完美結合。因此,生態護坡技術可描述為「通過使用植物或植物與土木工程相結合的方式,減輕水流、風浪、雨水等各類侵蝕的程度,提高坡面及坡腳的穩定性,實現河岸生態群落向頂級群落演變的水利工程技術」。
生態護坡技術是利用植被涵水固土的原理穩定岩土邊坡同時美化環境的新技術,是涉及岩土工程學、水土保持學、環境保護學、生態學植物學、園林學、土壤肥料等多學科於一體的綜合工程技術。
根據以上概念,生態護坡模式應具有以下特點:
1)從概念與方法看,強調兩個標準的協調,不僅需要根據當地自然和社會經濟發展狀況提出河道的防護體系標准,而且需要了解河道本身的自然生態體系,使得工程實施後能盡快恢復河道系統的生態平衡。涉及的領域更寬,技術手段更多,方法更復雜。
2)豐富了原有護坡模式,不僅包括傳統的防護綠化型,而且還包括灘地的人工濕地系統,高爾夫球場、種植養殖等開發型模式。
3)材料的選擇多樣化,包括土、石、混凝土、生態型混凝土製品、土工合成材料、適宜的植物等。只要滿足生態防護的要求,不排斥採用混凝土進行防護。
4)與傳統的綠化美化不同,生態護坡強調盡量利用自然的力量達到植被系統的生態平衡和自然修復,恢復自然的四季景觀。經驗表明,不能自然生態平衡的系統需要人工進行維持,因而管理維護費用高。
生態護坡作用方式主要是通過坡面植物的地下根系和地上莖葉,地下廣布的根系縱橫交織,大大增加了土體的固著和結持力,地上部分的莖葉可減少或防止降雨對地的直接撞擊濺蝕。從上述角度出發,其護坡機理應當從以下兩個方面考慮:①植被系統控制侵蝕的力學機制(力學效應);②植被系統控制侵蝕的水文機制(水文效應),在這方面周錫九、張俊雲、王文生等人做了大量的研究工作,歸納起來生態護坡的機理如圖10-1所示。
圖10-1 生態護坡機理
圖10-1中深根錨固作用與蒸騰排水效應的主要功能是加固邊坡,淺根加筋作用與莖葉水文效應的主要功能是坡面防護。
植被的力學效應。植物分為草本類植物和木本類植物兩大類,由於這兩大類植物生物學特性不同,造成其根系形態也不盡相同,因此其作用機理也不同。根據根的形態特徵,植物根系可分為草本類植物根系和木本類植物水平根系、垂直根系三種類型,從力學角度表現為淺根加筋、深根錨固兩種作用類型。其機理如下:①淺根的加筋作用。植草的根系在土中錯綜盤結,使邊坡土體在其延伸范圍內成為土與草根的復合材料,草根叫視為帶預應力的三維加筋材料。②深根的錨固作用。木本植物的垂直根系的主根粗壯,扎入土層較深。垂直深根穿過邊坡的軟弱層或滑動面,以錨固與樁側阻的方式對邊坡起到加固作用,其作用類似於錨桿或抗滑樁。
植被的水文效應。植被地上部分的莖葉及枯枝落葉可減少或防止降雨對地面的直接撞擊濺蝕,植物尤其是草本植物具有控制土壤侵蝕的能力,通過其降雨截留、徑流延滯、土壤增滲、土層固結等作用,改善坡面小氣候,減緩了土表侵蝕。①降低坡體孔隙水壓力,提高土體抗剪強度。降雨是誘發滑坡的重要因素之一,邊坡的失穩與坡體水壓力的大小有著密切關系。植物通過吸收和蒸騰坡體內水分,降低土體的孔隙水壓力,增加土體吸力,提高土體的抗剪強度,有利於邊坡體穩定。②降雨截留,削弱濺蝕。一部分降雨在到達坡面之前就被植被截留,重新蒸發到大氣或下落到坡面。下落的雨滴在打擊坡面時,把動量傳遞給土體,產生的分裂力使土體顆粒分離飛濺,在滴濺過程中,雨滴動量越大,撞擊分裂力越大,被濺出的土粒數量也越多,植被能攔截高速下落的雨滴,減少雨滴數量、滴濺能量及飛濺的土粒。③抑制徑流沖刷。地表徑流帶走己被滴濺分離的土粒,進一步引起片蝕、溝蝕,植被能夠抑制地表徑流並削弱滴、濺蝕,從而能控制土粒流失。通常情況下,土的流失量隨植被覆蓋率的增加呈指數關系降低。
2.生態護坡相對於傳統護坡的優勢
傳統的城鎮河道整治,一般採用單純的工程措施護坡,主要有漿砌或干砌塊石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡等,護砌形式多為梯形或矩形斷面,有些甚至是全斷面襯砌。這些結構形式的傳統護坡,在保持坡岸的結構穩定、防止水土流失以及防洪排澇等方面,起到了一定的作用,但卻對景觀、環境和生態產生了不同程度的負面影響。而目前採用的生態型護坡一般是採用植物護坡或植物與工程措施相結合的復合護坡。因為植被的存在,恢復了護坡應具備的生態學功能,相對於傳統護坡有了較大改善。
(1)改善水質及水體的自凈能力
光潔、硬質的傳統護坡,岸坡沒有植物作為屏障,會使岸邊的垃圾以及地表徑流帶來的污染物輕易進入水體,加速水體水質的惡化,造成污染。而生態護坡因為植被能夠滯納垃圾和顆粒物質,過濾來自高地以及地表徑流中的污染物,起到保護河道水體的作用。蔡婧等的研究發現土壤生物工程柴籠、灌叢墊和傳統的植草護坡對懸浮固體和營養鹽的截留率達到80%以上。另外,寸草不生的傳統硬質護岸,破壞了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環體系,不利於具有凈水功能的水生生物的生長,削弱了水體的自凈能力。生態護坡所採用的植被以及新型材料加強了護坡的透水性和透氣性,在一定程度上保持了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環,保護了水體的自凈能力。
(2)調節水溫變化,維持水生生態系統的平衡
傳統護坡增強了對光照的吸收,導致水體溫度變化過大,不利於維持水中生態平衡。水溫的變化過大,不利於對溫度敏感物種的生存;對魚類產卵產生較大的負面影響,因為魚類的正常繁殖對溫度的反應非常敏感;在高溫季節,還會孳生傳染病菌。而引入植被、灌木或森林的生態護坡在調節光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了一定的作用。因此,從這個層面上說,生態護坡在一定程度上改善了水生生態系統的平衡。
(3)保護河道系統的生態多樣性
混凝土和砂石修葺的傳統護坡在一定程度上加快了水體的流速,加大了水流沖刷力度,水中一些生物會被水流沖走,使水中生物減少,岸上又缺乏天然植物,直接影響沿河野生物種,如水鳥等的生存。據統計,目前河道襯砌後,沿河生物種類減少了70%以上,而水生生物也只相當於原來的50%,加之河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規則化,使自然河流系統中河床的異質性不復存在,許多水生生物無法安身,不能形成多種多樣的生境組合。生態護坡的透水性有利於維持河道水體的原有流速,同時也為各種生物的生長、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供了有利的水邊環境,保護了河道系統的生物多樣性。
(4)恢復護坡的綠色景觀
過去沒有綠色的傳統護坡,使河道失去了原有的生機。而增加了綠色的生態護坡,恢復了護坡的綠色景觀,滿足了現代人回歸自然的追求。生態型護坡是在傳統型護坡基礎上的改進,不單純局限於新型環保材料或技術的應用,同樣重視發掘傳統人工材料和技術的生態功能以及改進傳統的護坡方法,在設計和施工中更多地顧及環境和生物的需求。因此,生態型護坡既源於傳統型護坡,又有別於傳統型護坡,是護坡工程發展的嶄新階段。