图1 河岸带

在提倡人与自然和谐相处的今天，河流生态问题备受关注， 然而在传统河流整治工程中：1）比较 片面强调防洪、排水 ；2）人工河道的建设以 直线或折线 居多 ；3）为便于计算，增强输水能力和易于施工等，将河流 横断面几何规则化 （如梯形、矩形等）；4）为减少渗漏、提高岸坡抗冲性、抗侵蚀性及耐久性等， 材料的特点以硬质化和糙率小为主 （如光洁的水泥护岸、砌石等硬质材料）。这些工程措施改变了河流自然状态下的主流、浅滩和急流相间的格局，可能使栖息于河流中的 水生动植物丧失生存条件 ，破坏生物多样性，损坏河流与河岸生态系统的健康。

图2 被直线化且用护岸固定的河流

20世纪末，许多发达国家如瑞士、德国、日本、韩国、美国等已经相继开展了河流生态修复的研究，而河流护岸作为水陆交错的过渡地带，是河流生态系统的重要组成部分，因此也成为了重点研究领域。生态护岸的建设将使河岸生态系统具备 保持水土 、 调节径流 、 涵养水源 、 净化水体 、 提供生物栖息地 等多重功能，这不仅涉及水利工程学，还融合了环境科学、生物科学、生态学、美学等多个学科，生态护岸的建设是我国生态环境治理中不可或缺的一环。 

二、生态护岸设计要遵循哪些原则？

生态护岸基本设计原则主要有六个：1） 安全稳定 性原则：生态护岸应能够承受住洪水冲刷、风雨侵蚀、冰冻干旱等自然力的荷载, 有效地发挥其防洪固岸的作用；2） 经济有效 性原则：护岸型式和材料的选择应遵循风险最小、效益最大的原则, 多方位考虑经济、环保和有效等因素，如充分利用河流生态系统的自我修复规律，可以大幅增强经济有效性；3） 生态持续 性原则：在规划设计过程中，应进行相关水文分析，了解当地流量、水量和水位的周期和随机变化, 确定水位变幅范围, 针对不同的环境选择不同的植物种类，在材料选择上, 也应该选择多孔、透水的材料, 不能隔绝水体、土体和生物之间的相互联系, 保证生态的可持续性；4） 因地制宜 性原则：结合当地的自然地理环境、风土人情等设计出和谐的护岸，如种植当地已有的植物、优选当地天然建材等；5） 空间异质 性原则：由于生物群落多样性与非生物环境的空间异质性存在正相关关系，而河流的渠道化和非连续化会使河流生态退化，所以空间异质化的适当提高，如允许平面曲折蜿蜒，横断面采用自然断面等，有助于提高河流生态水平；6） 景观亲水 性原则：建筑物的布置应考虑人们的休闲、娱乐和亲水需求，营造人水和谐的自然空间，将河道景观与周围景观融为一体, 在结构设计上可设置台阶、亲水平台等。

三、生态护岸的主要类型有哪些？

传统护岸工程主要采用砌石、钢筋混凝土等硬质材料，而生态型护岸则采用天然石材、植物、木材、多孔性混凝土等材料。根据护岸材料中天然材料占的比重，可将生态型护岸分为 自然原型护岸 、 自然型护岸 和 多自然型护岸 三大类。

自然原型护岸： 在河岸上直接种植适宜的植物 ，仅靠植被固土护坡。如水生植物护岸、植草护岸、防护林护岸、植物纤维垫护岸等。

自然型护岸： 在种植植被的同时，在坡脚利用木材、石材等天然材料进行护底 ，以增强岸坡的稳定性。主要护岸形式包括栅栏护岸、生态坝护岸、砌石护岸、石笼护岸等。

多自然型护岸： 采用钢筋混凝土、金属格笼等人工材料 进一步增强植被护岸的抗冲刷能力，注重安全性能，防护效果好，软硬景观结合，具备一定的亲水和景观功能，但景观性较自然原型和自然型护岸稍差，工程量大且投资较高，可用于冲刷较大的河段。常见的形式有三维植被网护岸、框架覆土复合型护岸、生态混凝土护岸、生态型挡土墙、土工复合材料护岸、联锁混凝土块护岸等。

表1 三种类型护岸的对比

四、生态护岸技术有哪些？

实际工程中，为了兼顾生态护岸的安全稳定和生态景观等功能，通常需要在植被固坡的基础上，与其他工程技术措施结合，按照工程措施的不同，主要有3 类:  传统护岸技术 、 土工材料复合种植技术 、 新型植被生长基质 。

传统护岸技术：1） 植草护坡技术 ：利用植物根系的加筋作用，有效提高迎水坡面的抗侵蚀性，减少土壤流失，改善土壤结构，维护岸坡的生态功能。2） 河岸防护林技术 ：沿河岸种植树木或竹子，形成河岸防护林。树体对水流的阻滞作用，可以减轻河岸的侵蚀和冲刷，减少土壤流失，树木发达的根系，对土壤具有改良作用，增加了有机质的含量，增强了土壤的持水性。3） 木桩植被复合护岸 ：沿河岸向岸坡底部打入圆木桩，抵挡水流对河岸的冲刷，在上部土坡种植适宜的植被，可很好的满足防洪及生态的要求，适用于自然原型河道的生态修复工程。4） 预制混凝土连锁块体结构 ：连锁块体结构抗冲刷能力强，块体空心处有腐殖土可供植被生长，结构整体性好，可用于冲刷严重的河岸。5） 网石笼结构护岸 ：利用铁丝网笼装碎石、肥料和种植土组成复合种植基，表面可植草绿化，通常做成砌体的挡土墙形式或台阶状护岸，抗冲刷性能好且应用灵活，可用于流速较大的河段。

图3 木桩植被复合护岸

图4 预制混凝土连锁块体结构

土工材料复合种植技术：1） 生态袋护岸技术 ：在袋中装入腐殖土等适宜植物生长的基质，在坡脚利用石笼进行防冲加固，形成稳定的柔性生态护岸。生态袋具有良好的透水性，对坡面变形具有很好的适应性，可用于地形坡度变化较大的河道。2） 土工格室生态护岸技术 ：在岸坡上铺设土工格室，并填充腐殖土、碎石、草种等混合材料，在格室内植草或扦插活枝条形成植被覆盖层。3） 三维植被网技术 ：在岸坡表面覆盖土工合成材料，三维植被网与土壤组成的立体网垫结构，植物根系从中穿过并与网格和土壤牢固结合，形成具有自身生长能力的岸坡防护系统，具有很好的稳定性和抗冲刷性。

新型植被生长基质的开发：1） 生态混凝土 ：生态混凝土主要由多孔混凝土、表层土、保水性材料等构成，具有较好的透水透气性能，表面可种植植被，弥补了普通混凝土护岸在生态景观方面的缺陷，同时抗压抗冲刷性较强。2） 水泥生态种植基 ：主要由土壤、水泥、河砂、肥料、有机质等组成，并加入稻草秸秆等形成多孔性材料，构建的三相结构体可提供良好的植被生长环境。3） 土壤固化剂技术 ：在土壤中加入特殊的固化剂，经过物理化学反应，形成三维网状结构，提高了土体的强度及密实度，既能保证岸坡植被的生长又可以提高岸坡稳定性。

五、生态护岸有哪些应用呢？

日本在上世纪90年代开展了创造多自然河力计划, 并推出了植被型生态混凝土护岸技术；美国曾采用可降解生物纤维编织袋装土构建成台阶岸坡并种植植被, 实践表明这种工程技术具有可靠的抗洪水能力；英国采用了近自然河道设计技术, 拆除以往护岸工程上使用的硬质材料, 建设生态型护岸工程。

我国许多省市在城市河道生态修复的研究上也积累了一定的技术手段以及工程实践经验。例如北京转河的生态改造工程、成都府南河望江公园自然型护岸工程、中山岐江公园亲水护岸工程。在广州, 城市河道护岸建设多采用无砂混凝土植草皮、多边形预制混凝土块网格草皮以及三维土工网垫植草皮护坡等方式作为护岸。 这些工程实践在遵从我国特定国情的基础上, 借鉴了各国“多自然型河流治理法”的有益经验, 在满足护岸工程稳定性、安全性的基础上获得了良好的景观及生态效果 。

六、生态护岸技术发展存在什么问题？

就当前的技术而言, 生态护岸技术在 应用上仍然存在一些局限性 , 不能完全取代硬质护岸, 对于河水冲刷强度高、水势多变的地段, 硬质护岸防洪固坡的作用是不容否定的。因此在不得已使用硬质护岸的情况下, 一般可在原有护岸的基础上按生态护岸方法进行一定程度的生态修复。

生态护岸的生态系统服务功能研究仍然有待推进 ：国内外关于生态护岸的研究成果多集中在护岸建造方法、结构学及工程安全性方面的研究, 而从生态系统层次上对其截留降解污染物、提高河流自净能力、生物多样性维护、增氧、改善小气候、防治水土流失、岸坡植被的演替等生态学内容的研究仍需深入。

生态护岸的景观建设与可持续利用管理仍需加强 ：河岸生态系统与周边的林地、农田、城镇在更大的景观尺度上构成了一个完整的生态系统，其中包括了生物、水文和人造工程设施等因素，应当在空间上将生态护岸工程建设从某条特定河流、特定河段向地域、流域扩展，时间上需要进行长期的时间监测, 并通过对比工程实施前后河段地貌、生态、水文等各项特征数据进行评估以检验其有效性。同时后续的配套管理及维护措施应当跟上, 保证工程的运行稳定。

生态护岸材料以及植被品种的选择仍需研究 ：研制兼顾高强度、高渗透性的生态护岸材料以及护岸结构形式, 在防洪固堤、生态效益和景观效果之间找到一个合适平衡点将是今后研究的一个方向。此外，植物材料是生态护岸成功运行的关键生态要素, 因此选取适宜在当地生长的植物类群是构建生态护岸的一个重要环节。然而目前对于护岸植物根系材料力学特性和根土复合体形成及作用机制方面的研究成果远滞后于工程的应用需求，因此今后需进一步加强对植被根系与岸坡土体或其载体之间相互作用关系以及构建模式的研究。

生态护岸综合评价标准的研究仍需深入 ：虽然目前针对生态护岸已有不少的评价指标和参数，但缺乏兼顾护岸安全和生态系统健康的综合指标。因此有必要提出合理而全面的综合评价指标体系, 构建可操作的综合评价模型, 对其生态效益、经济效益和社会效益以及灾害风险等进行全面评估, 进而为生态护岸的建设、管理和决策提供科学依据。