城镇生态河道建设中护岸型式及选择

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水科学与工程技术

2011年第2期

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生态环境

摘要：生态护岸的类型繁多，包括自然草木类、砌石类、生态混凝土类等。其各自的水利特性、工程特点、经济造价和适用条件亦不相

同。文中通过国内外生态河道治理思路和发展过程，对生态河道的护岸类型和特点进行了分析，并结合我国城镇建设的特点，提出了城镇河道护岸选型的安全性、经济性、美观性的治理原则，以及选择城镇生态河道护坡的方法。关键词：城镇建设；护岸类型；生态河道中图分类号：X171．4文献标识码：A 文章编号：1672-9900（2011）02-0034-03

（Hebei Research Institute o f Investigation &Design o f Water Conservacy &Hydropower ，Tianjin 300250，China ）

Abstract:There are many kinds of ecological－typerevetment ，including types of natural vegetation 、masonry 、eco－concreteand so on．，and engineering characteristic 、economic cost 、suit condition of which are all different．The paper overviews the progress of ecological－typerevetment rectification measures ，the types and characteristics of ecological－typerevetment are introduced ，and selection principle of economics 、security 、aesthetics and choose suitable types of ecological－type．Key words:town construction ；t ypes of revetment ；ecological－typeriver channel

城镇河道是城镇建设的基础设施，多数河道承担着防洪排涝和供水功能，影响城市生产、生活和生态环境。因此，应不

［收稿日期］2011－01－21

［作者简介］侯英杰（1971－），女（满族），河北承德人，高级工程师，主要从事水工设计工作，（Tel ）022－26154809。

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O 3氧化，当O 3投加量为243．6mg/L 时，O 3氧化对酸性嫩黄G 废水COD cr 去除率只有55．08％，而加入H 2O 2的催化O 3氧化过程中，H 2O 2/O 3的摩尔比为0．4时，O 3投加量为162．4mg/L ，对酸性嫩黄G 废水COD cr 去除率就已经达到了57．14％。

H 2O 2参与O 3分解产生·OH 的总反应式为：H 2O 2+2O3→2·OH+3O2。可知纯水中H 2O 2/O 3理论最优摩尔比应为0．5，低于这个摩尔比O 3不能有效转化为·OH ，高于这个摩尔比H 2O 2有

剩余。但是由于水体中存在多种自由基引发剂和清除剂的影响，H 2O 2/O 3最优摩尔比不能简单等同于纯水中的理论值，而是与处理水质条件直接有关。

从图8可知，当O 3投加量为81．2mg/L 时，H 2O 2/O 3摩尔比从

0．3增加到0．4时，H 2O 2/O 3体系对酸性嫩黄G 废水的COD cr 去除率提高了约10%，然而H 2O 2/O 3的摩尔比从0．4增加到0．6，对酸性嫩黄G 废水COD cr 去除率仅提高了不到4%，这说明H 2O 2/O 3

之间存在一个最佳的比例关系，在这一比例关系下能获得较好的氧化效果。就本试验而言，H 2O 2/O 3之间的最佳比例为

0．4。提高H 2O 2/O 3的摩尔比到1．2，对酸性嫩黄G 废水COD cr 去除率则不仅不会提高，反而下降。这是因为H 2O 2是一种弱酸（Ka＝10－11．6），在水中它会部分离解生成其共轭碱HO －2，都能和·OH 反应成：

··H 2O 2+OH →H 2O+HO2··HO -OH →OH -+HO22+

因此H 2O 2过多时，反而导致溶液中·OH 浓度下降，从而对酸性嫩黄G 废水COD cr 去除率下降。

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城镇生态河道建设中护岸型式及选择

侯英杰

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

T ypes and S election of E cological－typeR evetment

in T own ’s R iver C hannel C onstruction

HOU Ying－jie

断加大对城镇水利基础设施的投入，按照符合当地实际、生态美化、造价合理新思路进行城镇生态化河道的建设［1］。

3结语

（1）O 3氧化对酸性嫩黄G 废水中COD cr 、色度的去除和可生

化性提高的效果很明显，当O 3投加量为243．9mg/L 时，O 3氧化对

COD cr 去除率达55．1％，对色度的去除率接近100％，B /C 由原水的0．08上升到0．3。

（2）pH 值是影响O 3氧化过程的一个重要参数。在O 3投加量一定的条件下，O 3氧化对染料废水COD cr 、色度去除率和B /C 随着pH 值的升高而增大，O 3氧化酸性嫩黄G 最适宜的pH 值为12。

（3）H 2O 2/O 3体系中，H 2O 2/O 3之间的摩尔比对废水处理有显著影响，对于酸性嫩黄G 染料废水来说，H 2O 2与O 3之间适宜的摩尔比为0．4。

参考文献：

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2011年第2期

水科学与工程技术侯英杰：城镇生态河道建设中护岸型式及选择·35·

1国内外生态河道建设及发展

所谓生态河道，是指具备某些自然状态要素与人为要求

2

2．1

2．1．1

生态河道护坡的类型

植草、树木等护岸

自然生长木、草护坡［3］

生长木草皮护岸是利用水生植物或耐水树种的根系固

相融合的河道。城镇生态河道在保障安全、可靠的前提下，要经济合理，并同时满足防洪、排涝、环境的可持续发展的要求，随着时间的推移，形成一个岸坡树木繁茂、水草丛生；水中鱼虾游荡、水鸟栖戏；水体清澈达标，水中和岸坡（滩地）具有多种水生动物、植物、生物互相依存、繁衍、生长的整体系统。同时，能对水质进行自我净化和水环境修复。

土，防止岸坡坍塌。这种护岸既可绿化美观岸坡环境，又可保障河道自然属性及堤岸安全。主要用于小型河道及水流流速度较小的人工湖的堤岸。一般栽种喜水垂杨柳树、挺拔的水杉等具有喜水特性的树木，利用其比较发达的根系稳固土壤颗粒，特别是树木较大后，根系可以有效增加岸坡的稳定性，并具有一定的抗冲刷能力。这种护坡绿化效果好，方便易行，工程造价合理。但一般在种植初期，抵抗冲刷的能力差，应进行必要的辅助加固措施，如用土工织物固坡等。随着树木水草生成长壮大，其对护坡的保护能力逐步加强。

另外，充分利用树木等植物发达的根系进行护岸固土，可以达到固土保坡，防止土坡的坍塌和水土的流失，既可达到满足河道生态环境的需要，又可起到建造城镇绿化景观的作用。因此，在城镇河道生态护岸工程中应优先考虑利用沙棘林、黄檀、池杉、金银花、芦苇、蔓草等固土效果好的植物。各地应根据本地的河道防冲要求、地形地质、水文气候及当地民众的风俗习惯等选择适宜的植物品种。该护岸型式适用于城镇周边流量小、流速低的小型河道。

1．1国外生态河道建设过程

国外对生态河道的认识和实践［2－4］，最早始于德国，1965

年在莱茵河上进行了用芦苇和柳树生物护岸实验，获得较好的效果。后来，Schlueter 认为河流近自然治理要在满足人类对河流合理利用的前提下，保护或促进河流的生物多样性。1980年，瑞士州河川保护局建设部的Christian GEldi 将德国工程技术人员发明的生物护岸法进一步发展、丰富为“多自然型河道生态修复技术”，拆除原来硬化的混凝土护岸，利用当地生长良好的草皮、树种和自然岩石护岸，给河道中当地鱼类等提供繁殖、生存空间，将等宽直线河道改为宽度自然变化，具有深潭和浅滩相间的弯曲的蛇形河道，尽可能让河流保持原有的自然状态。

1989年，Pabst 提出了河流的自然特性尽量要靠外界的自

然力来恢复的理念，强调河道要有生态自然修复的功能。1992年，Holzmann 从整个河流生态系统的角度，认为河流生态要整个系统平衡。在河流生态建设中，使河道系统具有自然环境多样性、水生物种多样性及河流生态系统整体平衡性。当前，世界各国注重生态河道建设与其周围环境和居民的风俗等自然的和谐统一。

2．1．2木桩、竹桩及插柳护岸［5］

对流速较大的河道，既要进行护坡又需增加岸坡的稳定

性时，可采用人工插柳枝或直接将竹桩、松木桩等打入河底，形成人工竹、木桩（插柳）护岸。这些柳枝、竹桩可以成活生长，起到很好的绿化作用。木、竹桩护岸具有抗冲刷能力强、占地较少、适应地基变形能力强等特点。在生态自然方面，这种护岸可保证河流水体与地下水之间正常交换，有利于水生动植

1．2我国生态河道建设及发展

［4］

物的繁殖、生长，且施工简单、造价低廉。该护岸型式适用于城镇的公园、湿地中的流量小、流速低的景观河道。

国内开展生态河道治理起步较晚，但发展比较迅速。近十几年中，建设了大量不同类型的生态河道，进行了多方面的技术研究和探索。例如始于1986年的江苏南通壕河综合整治工程，通过引水、生态河道建设、截污等综合措施，已收到良好效果，形成了“水包城，城包水”的特有景观，2005年荣获建设部颁发的“中国人居环境”奖。浙江绍兴环城河生态综合治理工程，通过沟通活源、截污清污、生态护坡、岸上绿化等建设，将城镇河道的防洪排水、发展航运、休闲娱乐等功能集于一身。整治后的环城河流水潺潺、碧波荡漾，沿岸绿草青青、杨柳依依，呈现出“山阴道上行，如在镜中游”、“白玉长堤路，乌篷小画船”的江南水乡美景。

北京市的转河治理工程，在“以人为本、少留人工痕迹，宜宽则宽、宜弯则弯、人水相亲、和谐自然”的指导思想下，将部分已经填埋（地下）的转河恢复成地上的自然生态景观河道，是一个尊重自然、尊重历史、人水和谐生态河道建设的典范。

在大连、西安、天津、成都、深圳等城市进行了城镇河流生态建设，都取得了良好的美化城市、改善居住环境、提高城市品位等效果。目前，我国各地中小城镇都在广泛开展城镇河道生态建设，在生态护岸型式、选用原则和方法、设计等方面取得了一定成绩，这些为我国生态河道建设提供了宝贵经验。

2．2

2．2．1

石材护岸

干砌块石护岸

砌石护岸是一种历史悠久的治河护坡方法，一般是利用

当地河卵石、块石，采用人工干砌形成直立或具有一定坡度的护岸。这种护岸的最大特点是：结构型式简单、施工操作方便、工程造价低廉。另外，干砌石护岸具有一定抗冲刷能力，适用于流量较大但流速不大的河道；对流速较大的河道，可在干砌施工时，在石料缝隙中浆砌粘土或水泥土等，并种植草木等植物，可进一步美化堤岸。实际工程中，多在常水位以下干砌直立挡土墙，用以挡土和防水冲刷。在常年水位以上做成较缓的土坡，并种植喜水的本地草皮和树木。该护岸型式适用于城镇周边流量较大、有一定防冲要求的中小型河道。

2．2．2浆砌块石整体护岸

对于流量较大城镇河道，防止洪水冲刷保障堤防安全是

非常重要的。因此，要保证河道堤防不决口，适宜采用相对坚固的浆砌石护岸。在砌石的胶结材料选择时，可根据河道最大流速选择水泥砂浆或白灰砂浆。浆砌石护岸具有结构稳定性较好、整体性好、强度较高、抗冲能力强等特点，可用于大江大河（如长江、黄河使用较多）或流速大的堤防护岸。该护岸型式

··36水科学与工程技术侯英杰：城镇生态河道建设中护岸型式及选择

2011年第2期

适用于城镇周边流量较大、有较强防冲要求的河道。

3．2满足人类的美观性

城镇河道的建设，景观设计方面不可小视［6，8］，城镇生态

2．2．3抛石护岸（脚）

对大型河道，在河道急弯段或受水流顶冲的深槽部位，其

河道建设要结合当地具体自然景观、人文景观，考虑河道风景的整体性。在视觉上，要以透视图将设计对象空间确认为立体，要深潭、浅滩结合兼顾。河道平面上结合自然现状“宜弯则弯、宜宽则宽”。以徐缓、曲折的岸线，显示自然生动和野性，以达到河川景观的自然美的怡人效果。另外，充分考虑城镇当地居民乐水、亲水习惯，建设一些简单方便的亲水平台和较缓坡的踏步。

堤脚部位很容易造成冲刷深坑，如处理不及时，往往形成塌坑，甚至造成决堤事故。在这种部位，可采用水下抛石护岸（脚）。抛石护岸（脚）具有抛投简便、变形能力强、水力糙率高等特点。抛石体具有一定的自愈能力。该护岸型式适用于流量较大、防冲要求高的河道，并要与干砌石、浆砌石及混凝土护岸联合应用。

2．2．4铅（竹）丝石笼护岸

利用铅丝或竹条等将卵石、块石固定成较大体积的整体，

防止较大洪水冲刷。常常利用铅丝（竹条）编织成网笼装卵（块）石，码砌成坡护岸。在常水位以上，还可在石料空隙中掺入种植土及耐水植物种子，待其生长后形成生态绿色护岸。铅丝（竹）网笼的疏密可根据石料的直径确定，一般石笼直径为

3．3达到经济合理、实用性

河道生态护坡建设［9］，在满足水流、结构安全性的同时，

还要兼顾护岸工程的经济、合理性，即在风险最小的情况下要考虑工程经济效益最大化，达到既能保证堤防安全，防止洪水泛滥，又要少花钱多办事的目的。另外，设计河道生态护岸时，不能只考虑高洪水位的流动运行状态，更多应考虑正常水位时，当地居民生活需求及场景，即城镇生态河道岸坡要考虑经济适用性。在工程设计施工中，多利用当地石料、树种和草皮，做到就地取材，综合利用，降低造价。尽量防止追求美观、时尚和奢侈浪费，以达到经济适用的目的。

0．5m，具体尺寸应根据机具和施工要求确定。铅丝笼护岸抗水

流冲刷能力强、整体性好，且能满足生态型（绿化）护岸的要求。其最大特点是有利于水草、鱼类及两栖水生动物的繁殖和栖息生长。

2．3

2．3．1

人工材料护岸

现浇混凝土护岸

在城镇河道中，为防止洪水对岸坡的冲刷，常利用一定厚

4结语

城镇生态河道建设是当前各地城镇建设中一项重大而

度的现浇混凝土，在河道两岸建成直立或倾斜的混凝土挡墙。这种护坡在过去几十年中，特别是大城市的河道整治中应用最广泛。混凝土护岸常称三面光护岸。它的优点是抗冲刷能力很强，适用于大江大河及流速较大的河道和部位。其最大缺点是隔绝了水生生物、植物生长繁衍通道，堤岸不能生长绿色植物，使河道处于一种封闭状态，缺乏绿色和生机。

长远的任务，有关城市规划、城市管理、城市水利等部门必须高度重视。从长远角度出发，着眼于当前，结合河道的地形地质状况，水文气象、泥沙及冲於变化，以及当地经济发展状况和人文风俗等综合考虑，进行不同型式、不同材料的河道生态护岸的选择。城镇河道生态护岸设计时，首先要在河道防洪安全的前提下，考虑结构型式，并结合城镇美化景观、经济适用性及可持续发展的原则，合理选用当地草种、矮小树木、抛石干砌块石、生态混凝土等护岸，应尽量少用浆砌石和混凝土护岸。参考文献：

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［7］史小强，龚金国．浅谈生态河道护坡建设［J ］．上海水务，2007（2）：

2．3．2生态混凝土护岸

为改变常规现浇混凝土护坡的缺陷，人们开发了生态混

凝土护坡［7］。所谓生态混凝土，是在常规混凝土的基础上，增加能种植水生植物和使鱼类生存的功能。一般是在预制混凝土板块中间设有孔洞，在孔中种水草、栽植植物，水草生长后，形成绿色护岸景观。另外，可采用方格型或梅花型排列的多孔混凝土块体，水下部分孔洞作为鱼类和两栖动物的洞穴。该护岸型式适用于流量较大、有一定防冲要求和景观要求的河道，利于城镇生态河道建设。

3

3．1

城镇生态河道护岸型式的选择

满足防洪、排涝等安全性［6］

河道的功能是综合性的，如防洪、灌溉、供水、航运及旅游

等，生态河道整治工程也是综合性工程。因此，在条件允许的情况下，既要满足防洪、排涝、供水等生产生活要求，又要考虑生态系统健康和河道可持续性发展的需求。

首先，河道护岸必须满足水利工程的基本要求，要确保工程设施的安全稳定性、结构的耐久性。护岸工程应能承受波浪冲刷、洪水侵袭、冰冻干旱等外力作用。其次，按河流设计过水流量进行水力学计算，选用河道的纵、横断面尺寸，应充分考虑河流泥沙淤积及河流侵蚀、冲刷等现象，采用经济合理的护岸工程措施。

［3］

12－13．

［8］徐芳，岳红艳．生态型护岸及其发展前景［J ］．重庆交通学院院报，

2005（10）：148－150．

［9］邵先龙，贾仁甫．城市河道治理工程新思考［J ］．江苏水利，2005

（7）：10－11．