第1章　绪论

1.1　河道生态护坡的产生背景

随着人口增长、社会经济发展和城镇建设步伐的加快，土地利用需求快速增加，河流流域亦受到过度开发。围垦河流洪泛区、河滩和湖泊消落区等重要湿地，严重削弱了河流生态系统自然调节洪水的能力。传统河流整治工程措施也极大地破坏了河流生态系统，传统的护坡工程将整个河岸表面封闭起来，隔绝了土壤与水体之间的物质交换，原本生长在岸坡上的生物不能继续生存，生态系统的食物链断开，使土壤和水体中的生物失去了赖以生存的环境。传统混凝土河道护坡对生态的影响主要有：①在两岸由水泥石料修葺的河道中，具有净水功能的水生生物生长非常困难，河水自净能力将大为降低，水质恶化；②混凝土砌成的大面积刚性护砌面，由于缺乏透气性、透水性，对温度、湿度的调节性能差，不利于维持水中生态平衡，边坡上寸草不生，一片荒芜，特别夏季太阳的直接暴晒，在边坡周边所形成的“热岛效应”，导致了局部气候的恶化，还容易使传染病菌孳生；③传统边坡忽略了河道与岸上生态系统的有机联系，使得岸上植物难以生长，鱼类及两栖类动物失去了栖息和繁殖的条件，使水中生物减少，岸上又缺乏天然植物，直接影响沿河野生生物种类生存。据统计，河道衬砌后，沿河生物种类减少了70%以上，而水生物也只相当于原来的50%。此外，传统的混凝土护坡在施工中均不同程度地使用了一些添加剂，如早强剂、抗冻剂、膨胀剂等，这些添加剂在水中发生反应，对水质和水环境产生不利的影响。岸坡没有天然植物作为屏障，会使岸边的垃圾轻易入水，造成污染。这些虽然不是水质恶化的主要原因，但它们对水质的恶化起到了促进作用。同时，没有绿色的传统护坡使河道失去了原有的生机，这与现代人们追求回归自然的要求不相一致，与建立优美环境相违背，更与人文景观不相和谐。

河道是生态环境的主要载体，因此护坡工程是河道生态治理的重要措施之一，对于防止水土流失、保护堤防免受冲蚀具有重要作用；同时护坡工程应该考虑与周围环境的和谐，生物的多样性，为两栖、水生生物创造栖息繁衍环境，因此构建生态河流系统也引起了越来越多学者的关注[1-6]。陶思明[3]提出建立河流系统类保护区，让自然保护区来惠及河流生态系统，并就建设和管理河流类自然保护区提出了建议。四川大学高速水力学国家重点实验室姜跃良等提出建立网络生态水库实现城市河流的可持续发展，并将生态水力学的思想应用于城市河流的保护和修复中，采用多学科综合的手段，深入地探讨了人类活动对城市河流生态系统的影响。中国水利水电科学研究院董哲仁在分析原有水利工程的存在问题及其对河流生态系统影响的基础上，提出了“生态水工学”的理论框架，并指出未来的水利工程应既能实现人们期望的开发利用水的功能价值，又能兼顾建设一个健全和健康的河流湖泊生态系统。

河流生态系统自身内部具有一套完整的物质、信息、能量循环机制，同时它也不是独立于周围环境的，而是与其他生态系统之间也存在着物流、能流以及信息流交换。在目前河渠整治设计中，非渠化、回归自然已经逐渐被设计者所接受，正在成为河道整治理念设计的主体。基本设计思想是在确保有防洪功能的同时、河岸工程还具有防止河岸侵蚀结构、并能安全稳定运行的前提条件下，以恢复河岸生态环境及其景观为目的，转变以往水利工程设计思路，将生态工程学原理、自然美学原理有机的融于水利工程建设设计中，通过有针对性地对河渠护坡工程生态设计与干预，采用生态环境自我恢复为主，人工维护为辅的工程技术手段，让受损的河岸生态环境基本恢复到未受干扰的自然状态及其景观格局，河岸生态系统内部的关系变得协调，结构更加合理，系统运行更为高效。