生態(tài)護岸實用教案

1、傳統(tǒng)的護岸(h n)工程 基于水力(shul)學(xué)最佳水力(shul)半徑的理論, 傳統(tǒng)的護岸工程遵循用最經(jīng)濟斷面輸送最大流量的原則, 在結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料選擇上追求斷面渠化和較小的水力(shul)糙率, 在使用功能上側(cè)重防洪固岸, 因此在一定程度上破壞了河流的自然功能。第1頁/共33頁第一頁，共33頁。傳統(tǒng)(chuntng)的護岸工程 傳統(tǒng)的護岸工程以水泥、瀝青、混凝土等硬性材料為主要(zhyo)建材, 在結(jié)構(gòu)型式上分為直立式, 斜坡式或斜坡式與直立式組合的混合型式, 斷面規(guī)則渠化, 偏重安全、經(jīng)濟的后果是極大地損害了河流的生態(tài)功能.第2頁/共33頁第二頁，共33頁。傳統(tǒng)(chuntng)護岸工程

2、的分類及適用條件 坡式護岸 壩式護岸 墻式護岸 其他防護(fngh)型式第3頁/共33頁第三頁，共33頁。坡式護岸(h n) 坡式護岸, 也稱平順護岸, 是將構(gòu)筑物、材料直接鋪設(shè)在堤或灘岸臨水坡面以防止(fngzh)水流對堤岸的侵蝕、沖刷。這種防護型式順水流方向布置, 斷面臨水面坡度緩于11, 一般采用緩于11.5 的坡度。坡式護岸對水流的影響較小, 也不影響航運, 在中、外河流修建的防護工程中廣泛應(yīng)用。第4頁/共33頁第四頁，共33頁。壩式護岸(h n) 壩式護岸, 是依托堤身、灘岸修建丁壩、順壩導(dǎo)引水流離岸, 以防止(fngzh)水流、風(fēng)浪、潮汐等直接沖刷堤岸而危及堤防安全。壩式護岸是一種

3、有重點的、間斷性的護岸型式,有調(diào)整水流的作用, 在一定條件下常應(yīng)用在一些河堤、海堤的防護工程中。第5頁/共33頁第五頁，共33頁。壩式護岸(h n) 壩式護岸按平面布置有丁壩、順壩、丁壩與順壩相結(jié)合的“ T” 字形壩、“ ” 字形壩等。壩式護岸按結(jié)構(gòu)( jigu)材料與水流、潮流流向關(guān)系可選用透水、不透水, 淹沒、非淹沒, 上挑、正挑、下挑等形式。第6頁/共33頁第六頁，共33頁。墻式護岸(h n) 墻式護岸（重力式護岸） 順堤岸布置，具有( jyu)斷面小，占地少的優(yōu)點，但對地基要求較高，適用于河道狹窄、堤外無灘、易受水流淘刷的重要塌岸堤段，以及保護對象為城鎮(zhèn)和重要工業(yè)區(qū)的重要堤段等。第7頁

4、/共33頁第七頁，共33頁。墻式護岸(h n) 墻式護岸臨水側(cè)可采用直立式、陡坡式、臺階式等；背水側(cè)可采用直立式、斜坡式、折線式、挾壁式、卸荷臺階式等。墻體結(jié)構(gòu)材料(cilio)可采用鋼筋混凝土、混凝土、漿砌石等。斷面尺寸及墻基嵌人堤岸坡腳的深度應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)條件及堤身和堤岸整體穩(wěn)定計算分析確定，一般情況下基礎(chǔ)埋深不宜小于1.0m，并按防沖要求采取護基、護腳措施。第8頁/共33頁第八頁，共33頁。其他(qt)防護型式 其他防護型式包括樁式護岸、榪槎壩、生物工程等。 樁式護岸的材料可用木樁、鋼（板） 樁、預(yù)制鋼筋混凝土（板） 樁等，構(gòu)成板樁式、樁基承臺式及樁壩式結(jié)構(gòu)等。適用于在較小地基上修建重要

5、堤岸防護工程以及重要岸邊工程。樁的長度、直徑(zhjng)、入土深度、樁距、材料、結(jié)構(gòu)等應(yīng)根據(jù)水深、流速、泥砂和具體地質(zhì)條件等通過分析計算或按工程類比確定。樁間及樁與堤腳之間可拋塊石、混凝土預(yù)制塊等，以護樁、護腳防沖。第9頁/共33頁第九頁，共33頁。其他(qt)防護型式 榪槎壩適用(shyng)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、拆除方便等優(yōu)點，可用于修建永久性或臨時性工程。 第10頁/共33頁第十頁，共33頁。河道傳統(tǒng)護岸存在(cnzi)的問題河流(hli)水生物生態(tài)系統(tǒng)示意圖對生態(tài)環(huán)境的影響-河岸襯砌硬化，面目全非，土體與水體關(guān)系相割裂，

6、隔斷了水中的生物、微生物與陸域的接觸(jich)(jich)，自然生存環(huán)境惡化。對人類生活環(huán)境的影響-堤岸護坡后，河流失去原生態(tài)功能，濱水環(huán)境改變，人們失去了自然野趣的親水、休閑和娛樂場所。對自然景觀的影響-難以找尋昔日賞心悅目的人水和諧的河流景象。 第11頁/共33頁第十一頁，共33頁。生態(tài)型護岸(h n) 生態(tài)型護岸的出現(xiàn)順應(yīng)了人與自然共生的要求, 是護岸工程建設(shè)的一大進步。生態(tài)型護岸分為(fn wi)自然原型護岸, 自然型護岸及多自然型護岸三種類型, 通過綠化護面層, 坡面多孔化、粗糙化, 近岸流態(tài)多樣化三種主要途徑, 重視發(fā)揮天然材料的性能, 能有效地改善傳統(tǒng)型護岸對河流環(huán)境及生態(tài)所帶

7、來的負面效果, 并由此對護岸的設(shè)計及施工帶來一系列有益的啟發(fā)。第12頁/共33頁第十二頁，共33頁。生態(tài)型護岸(h n) 生態(tài)型護岸以保護、創(chuàng)造生物良好的生存環(huán)境和自然景觀為前提, 在保證護岸具有一定強度、安全性和耐久性的同時, 兼顧工程的環(huán)境效應(yīng)和生物效應(yīng), 以達到一種水體和土體、水體和生物相互涵養(yǎng), 適合生物生長的仿自然狀態(tài), 它必須滿足(mnz)以下幾個方面的要求:安全性, 這是作為護岸這樣一種水利設(shè)施的基本功能, 即是否能發(fā)揮有效的防洪、固岸作用;生物性, 對本土的原生動植物沒有產(chǎn)生重大的負面影響, 盡量不擾動原有棲息地環(huán)境, 或者護岸完工后能被本土生物接受;親水性, 能讓人們比較安全

8、和便利地與水親近, 這一點只需在結(jié)構(gòu)設(shè)計細節(jié)上稍加注意, 如預(yù)留可供人們上下的臺階, 設(shè)置親水平臺等;景觀性, 護岸完工后與周圍景觀環(huán)境相協(xié)調(diào)。第13頁/共33頁第十三頁，共33頁。生態(tài)護岸與傳統(tǒng)(chuntng)護岸的區(qū)別兩者區(qū)別：兩者區(qū)別： 設(shè)計理念設(shè)計理念 河道形態(tài)河道形態(tài) 所用所用(su (su yn)yn)材料材料 設(shè)計施工設(shè)計施工 工程效果工程效果 生態(tài)護岸是治河工程學(xué)科發(fā)展到相對高級階段的產(chǎn)物，是現(xiàn)代人渴求與自然和諧相處的需要(xyo)。生態(tài)型護岸既源于傳統(tǒng)型護岸，也有別于傳統(tǒng)型護岸。隨著社會的進步，人們生態(tài)環(huán)境意識增強，傳統(tǒng)型護岸必然向生態(tài)型護岸方向發(fā)展。生態(tài)護岸的定義生態(tài)護岸

9、的定義-以治河工程學(xué)為基礎(chǔ)，融生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)、園林學(xué)和景觀學(xué)等學(xué)科為一體的新型河道護岸技術(shù)。第14頁/共33頁第十四頁，共33頁。傳統(tǒng)型護岸(h n)轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)型護岸(h n)的主要途徑：1 .護面層(min cn)綠化2 .坡面多孔化、粗糙化3 .近岸流態(tài)多樣化第15頁/共33頁第十五頁，共33頁。護面層(min cn)綠化 如果從生態(tài)環(huán)境的角度去審視傳統(tǒng)的護岸工程, 首先需要改進(gijn)的就是其枯燥灰色的護面層, 尤其是對景觀要求較高的城市河道護坡。用生機盎然的綠色植被取代單一的砌石或混凝土護面, 無論對環(huán)境而言還是對視覺效果而言都是積極的。因此綠化護面層是傳統(tǒng)型護岸向生態(tài)型護

10、岸轉(zhuǎn)變的第一條途徑。第16頁/共33頁第十六頁，共33頁。坡面多孔化、粗糙(cco)化 河岸是陸地與水域之間的過渡帶, 是多種水生生物賴以生存的棲息地, 也是水體與土壤相互涵養(yǎng)的交換地帶。傳統(tǒng)的護岸通常都用水泥或砂漿對護面進行襯砌, 或者是用完全不透土和不透水的混凝土面層進行覆蓋, 不僅對環(huán)境和生態(tài)不利, 而且這些剛性的面層結(jié)構(gòu)對河床變形的適應(yīng)能力也極其有限。在保證結(jié)構(gòu)強度的同時對坡面或墻面(qin min)進行多孔化、粗糙化處理, 是傳統(tǒng)型護岸向生態(tài)型護岸轉(zhuǎn)變的第二條途徑。第17頁/共33頁第十七頁，共33頁。近岸流態(tài)多樣化 從保證過洪能力和施工簡便的角度出發(fā)(chf), 傳統(tǒng)型護岸往往具有

11、筆直的護岸邊線, 護岸與水邊銜接過于生硬, 導(dǎo)致近岸流態(tài)呈現(xiàn)非常單一的狀況, 不僅對生物棲息不利, 也不便于人的親水。在有條件的中小河流應(yīng)當(dāng)盡力營造多樣化的近岸流態(tài), 這是傳統(tǒng)型護岸逐步向生態(tài)型護岸轉(zhuǎn)變的第三條途徑。第18頁/共33頁第十八頁，共33頁。生態(tài)護岸(h (h n)n)技術(shù)固土植物護坡網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)生態(tài)護岸土工(t n)材料復(fù)合種植枝術(shù)植被型生態(tài)混凝土護坡水泥生態(tài)種植基多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)護岸自然型護岸第19頁/共33頁第十九頁，共33頁。固土植物(zhw)護坡-利用根系(gnx)發(fā)達的植物固土護坡，既可防止水土流失，又可滿足生態(tài)環(huán)境修復(fù)需要，還可以人造景觀。第20頁/共33頁第二十頁，共33頁

12、。網(wǎng)石籠結(jié)構(gòu)生態(tài)(shngti)護岸鐵絲網(wǎng)與碎石(su sh)復(fù)合種植基 長江馬家咀河段(h dun)鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)生態(tài)護坡 可以構(gòu)造鐵絲網(wǎng)與碎石復(fù)合種植基。即由鍍鋅或噴塑鐵絲網(wǎng)籠裝碎石、肥料及種植土組成。第21頁/共33頁第二十一頁，共33頁。植被型生態(tài)(shngti)混凝土亦稱綠化(lhu)混凝土，由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土組成。 第22頁/共33頁第二十二頁，共33頁。自然(zrn)型護岸工程型式:自然原型型-只種植被，保持河流原生態(tài)特性，抵抗洪水能力較差。 自然型-除種植被外，還用石材、木材等材料，以增強護岸工程抗洪能力。 多自然型-在自然型護岸基礎(chǔ)上，巧妙地使用自然石、混凝

13、土等硬質(zhì)材料，既不改河岸(h n)自然特性，又確保護岸工程穩(wěn)定性。日本熊本縣綠川河的多自然(zrn)型河流建設(shè) 施工建成的丁壩(1994) 丁壩巳被植物覆蓋(2001)-以天然植被、原石、木材等材料替代混凝土護岸，盡量創(chuàng)造接近自然的河道。第23頁/共33頁第二十三頁，共33頁。生態(tài)護岸(h n)模式問題 1.原生態(tài)型治理模式(msh) 2.自然型治理模式(msh) 3.工程生態(tài)型治理模式(msh)第24頁/共33頁第二十四頁，共33頁。不同的生態(tài)(shngti)護岸模式 在不同的河流段，由于其地理位置、地勢、氣候、降水量等的不同，所形成的坡度和沖蝕條件是不同的。這就形成了三種適用于不同河段形式

14、(xngsh)和沖蝕條件的生態(tài)護岸模式。 1.原生態(tài)型治理模式 2.自然型治理模式 3.工程生態(tài)型治理模式第25頁/共33頁第二十五頁，共33頁。1.原生態(tài)型治理(zhl)模式 就是利用天然材料來進行護坡，通過具有喜水特性和根系發(fā)達的植物來進行草皮護坡、土壤生物工程，如：喜水特性的植物主要有白楊、柳樹、蘆葦、菖蒲等，適宜種植在水中來加固河岸。而在河道坡岸上可以種植草坪，也可以種植一些根系比較發(fā)達的植物，如沙棘(sh j)林、龍須草、刺槐等。第26頁/共33頁第二十六頁，共33頁。原生態(tài)型治理(zhl)模式特點 這種治理模式可以對堤岸形成良好的錨固作用，有效地防止水土流失(shutlish)，加

15、固土壤，保持河道的自然特性，而且施工方便、投資金額較小。但是其抗洪能力比較差。因此，原生態(tài)型治理模式適用于在坡度較緩或腹地較大、侵蝕不嚴重的河段施行。而且在這種模式的生態(tài)護岸中，很關(guān)鍵的一點是要選擇適合的植被。第27頁/共33頁第二十七頁，共33頁。2.自然型治理(zhl)模式。 不僅利用(lyng)天然植被，而且采用原石、木材等材料進行護岸，而不采用混凝土等人造材料。這種接近原生態(tài)型的治理模式在我國傳統(tǒng)的園林設(shè)計中有著很好地體現(xiàn)，例如，坡岸上以喬灌草相結(jié)合為主，水下采用石籠、木樁等。第28頁/共33頁第二十八頁，共33頁。自然型治理(zhl)模式的特點 木樁型護岸是我們在實踐中使用最為廣泛的

16、一種生態(tài)護岸方法。通過木樁在水下、坡角的設(shè)置，可以很好地起到固土護坡的作用，而且同時兼顧生態(tài)功能和景觀( jn un)功能。但是這種方法的穩(wěn)定性、安全性較差，木樁的使用年限相對較短。從整體上來說，自然型治理模式通過植被與原石、木材等材料的結(jié)合，大大提高了整個護岸的抵抗水流沖刷的能力。但是，這種治理模式的投資金額要比原生態(tài)型治理模式高，施工量比較大。在一些坡岸較陡、水流流速較大或沖蝕較嚴重河段這種模式應(yīng)用比較多。第29頁/共33頁第二十九頁，共33頁。3.工程(gngchng)生態(tài)型治理模式。 主要是將混凝土或者鋼筋混凝土加入到自然(zrn)型治理模式之中。第30頁/共33頁第三十頁，共33頁。

17、工程生態(tài)型治理模式(msh)的特點 這種方法除了具有自然型治理模式(msh)抗沖刷性高等優(yōu)勢之外，它的整體穩(wěn)定性也比較好，可以抵御更大的洪水，抗洪能力強。同樣，由于其他人工材料的應(yīng)用，造成投資金額增加，施工要求和難度加大。而且混凝土和鋼筋混凝土的使用很可能會給河道水域帶來二次污染。這種生態(tài)護岸模式(msh)比較適用于防洪要求較高且腹地較小河段。其中，植被型生態(tài)混凝土法、纖維植物袋裝土護岸法等是工程生態(tài)型治理模式(msh)常用的一些方法。例如，植被型生態(tài)混凝土法主要是利用由粗骨料、水泥等材料組成的多孔混凝土形成防護。除此之外，植被型生態(tài)混凝土還包括可以為植物提供水分的保水材料、為處于發(fā)芽初期的植被提供養(yǎng)分并減少蒸發(fā)的表層土以及緩釋肥料等。這種生態(tài)護岸方法抗沖擊能力很強，可以有效地減少凍害破壞，穩(wěn)定性強，但不可否認的是即使使用生態(tài)混