水利工程中堤岸灘涂生態(tài)修復施工技術(shù)探討

宋泳輝，陳小馬

（中交四航局第二工程有限公司，廣州 510000）

1 工程概況

本文依托廣州本市區(qū)內(nèi)的某景觀海岸線修復工程展開專業(yè)分析。項目在南沙核心灣區(qū)水域和周邊岸線打造現(xiàn)代化的生活休閑空間、構(gòu)建獨具嶺南特色的水利工程項目，可有效改善當?shù)厮こ梯^為單一性的短板現(xiàn)狀，構(gòu)建品質(zhì)出眾的工程亮點。整個工程建設(shè)過程中嚴格參照《靈山島尖控規(guī)修編》的要求，在濱海岸線打造生態(tài)化堤岸，借助生態(tài)策略實現(xiàn)防洪消浪的效果，最大程度上提升周邊的生態(tài)環(huán)境。

2 水利工程堤岸生態(tài)修復技術(shù)

區(qū)別于常規(guī)的陸域工程，灘涂海岸線生態(tài)修復施工具備特定的施工難度，其受限于海岸線周邊水流沖刷強弱程度不一等因素，可分為低、中、高3 種堤岸類型，不同類別程度的堤岸修復需要技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場的實際情況采取相應(yīng)的措施處理，如植物法、石材混用法或木材+混凝土相結(jié)合的作業(yè)方式[1]。筆者結(jié)合自身多年實踐經(jīng)驗，就常見的灘涂堤岸生態(tài)修復方式逐一展開論述。

1）椰子纖維捆堤岸。作為從椰子外殼中提取的一種天然纖維，椰子纖維除了用于地板墊、門墊、刷子及床墊等產(chǎn)品之外，近年來也被相關(guān)專業(yè)人士進行深層次的開發(fā)及制作，廣泛運用在室內(nèi)裝潢填充、袋裝和園藝等施工項目中?；谝永w維自身不下沉、彈性佳等優(yōu)勢，在具體的灘涂堤岸生態(tài)修復作業(yè)中，施工人員可將能用的椰子纖維借助統(tǒng)一的硬質(zhì)織物予以捆綁制作成圓筒形狀，同時確保每個圓筒的直徑與長度分別控制在30 cm 與600 cm，通過釘木樁的方式將其固定在海岸線的坡腳處，為達到更好的修復效果，可使其綁定高度與水位線齊平，以實現(xiàn)過濾泥沙和保護堤岸的終極目的。

2）活樁堤岸。區(qū)別于上述方法，活樁修復是借助一定的樹木植被來實現(xiàn)堤岸修復的最終目的。采用生命力旺盛的柳樹，將其切入固定的土壤中，待其遇土壤成為一個整體后便可用于堤岸的生態(tài)修復。遇沖刷程度較弱的情況下，該活樁還可降低堤岸的滑坡與坍塌現(xiàn)象，起到一定的保護作用。

3）活枝條捆堤岸。與活樁修復方式相似，該方法是將具備一定生命力的樹枝條進行捆綁成形，并將其置身于特定的溝槽中借助木樁予以固定，隨后展開回填并壓實，增強土壤自身的土質(zhì)，減少侵蝕。

4）活樁枝條堤岸。該方法操作簡單且成本較低，多被施工人員用于深度和寬度在1.5 m 以下的坍塌地段。借助樹木原有的大旁枝條，以分層的形式在岸線周邊鋪設(shè)，隨之借助可移動的木樁予以固定，最后回填壓實。

5）灌木壓條堤岸。該方法是借助生命力旺盛的樹木枝條，順著海岸線以水平分層的形式展開布置。其應(yīng)用特點是：樹根與枝干同時移植在對應(yīng)的土壤當中，以此增強土壤自身的土質(zhì)用以減少海岸線被沖刷的侵蝕現(xiàn)象，起到過濾沉積物的作用。

6）植被土工格布堤岸。作為生態(tài)修復的一種方式，土工格布常與樹木枝條一起包裹在特定的土壤當中，類似于灌木法，施工環(huán)境必須在低水流狀態(tài)下才可完成。其用來加固坡度較陡（1∶1 以上）的堤岸，修復遭到嚴重侵蝕的堤岸，過濾沉積物，也可起到加固堤岸的效果。

7）灌木沉床堤岸。與灌木壓條和活樁枝條方式類似，該方法借助灌木成樁的優(yōu)勢來實現(xiàn)堤岸的生態(tài)修復作業(yè)。其應(yīng)用特點是：可快速保護堤岸，但強度不高；適合于坡度小于1∶1 的堤岸；發(fā)生洪澇時可過濾沉積物；可迅速恢復水系的生態(tài)系統(tǒng)。

8）原木和根墊堤岸。該方法非常適用于岸線弧度大且水流平緩的堤岸生態(tài)修復；采用不同的原木和樹根材質(zhì)，借助大塊石或?qū)Ｓ没炷疗鰤K將兩者在岸邊予以固定，為后續(xù)的自然生物打造生存環(huán)境。同時該修復技術(shù)應(yīng)與其他生態(tài)技術(shù)結(jié)合使用，以豐富原有水系生物的種類。

9）活柵欄墻堤岸。作為圍欄的一種，柵欄墻體可用竹子、鐵條、木條或其他物品做成籬笆形狀，用以穩(wěn)固和增強所在地的土壤情況。此次堤岸修復中，施工人員選用的活柵欄墻原料為木條的骨架，并在下面擱置一定量的土壤予以壓實處理，在岸邊形成一道堅實的活柵欄堤岸墻體，遇水流沖刷強度大情況時，可對岸邊起到保護作用；該方法施工復雜，造價較高。

10）固定栽植堤岸。選擇合適的植被，將其根部栽入固定的土壤中，借助塊石予以堆積并預留一定的孔位，再將其通過孔位扎入土壤中。其應(yīng)用特點是：固定栽植的植被成活后，其樹根與土壤會形成一個整體，樹根牢固的同時還可美化堤岸的生態(tài)環(huán)境，添加一定的自然屬性，引來更多的生物在岸邊棲息，有利于海岸線整體的生態(tài)建設(shè)；可以迅速修復并保護受到侵蝕的堤岸；施工簡單，可廣泛應(yīng)用。

3 工程實例探討

3.1 堤岸生態(tài)修復創(chuàng)新技術(shù)

在我國南方地區(qū)，多半城市地域處于山嶺地貌，水利堤岸項目的原始坡面也為人工堆砌的大石坡，與既有路面的垂直度較為明顯，安全性能一般且易出現(xiàn)滑坡及坍塌等災害現(xiàn)象。上文提及的廣州南沙新區(qū)明珠灣區(qū)海岸與濱海景觀帶建設(shè)項目，原堤岸坡面和周圍環(huán)境狀況如下：原先的大多數(shù)坡面均為漿砌石護坡，這樣的土質(zhì)不利于植被生長；堤岸的兩側(cè)邊坡垂直度較為明顯，部分邊坡角度＞50°；在原坡面中，污水能直接順著坡面流入河流中。

基于此，本項目結(jié)合河道岸坡所處位置和特征以及目前常見的生態(tài)修復技術(shù)，并在其基礎(chǔ)上專門研究了一種適合本地岸坡生態(tài)修復的創(chuàng)新技術(shù)。

生態(tài)修復創(chuàng)新技術(shù)制定原則：

1）應(yīng)確保生態(tài)修復完成后，河道仍具備原有的過水能力；

2）對原有的堤岸坡面進行修復，先在其表層鋪設(shè)種植材料，所選用種植材料應(yīng)具備抗沖刷性能，且保證坡面具備黏結(jié)力；

3）栽種的植被最好選擇與地質(zhì)環(huán)境相符合的類型，可達到修復優(yōu)化的終極目的；

4）在對岸坡消落帶進行修復時，重視防水浪沖擊和魚巢安設(shè)的效果，嚴格挑選種植在消落帶的植被；

5）保證生態(tài)修復后的堤岸具備消減性能，能夠在一定程度上阻擋來自堤頂上的污水。

本項目堤岸修復創(chuàng)新技術(shù)：

1）考慮到不同堤岸呈現(xiàn)的邊坡形態(tài)有所差異，將整個邊坡分成消落帶、垂直面、斜坡面三大部分進行處理。

2）修復堤岸消落帶區(qū)域時，由于岸坡覆蓋在表面的種植材料極有可能被沖刷走，同時為穩(wěn)固河道邊坡，減少水流沖刷，本項目專門設(shè)計了多孔生態(tài)混凝土瓶孔磚，瓶孔磚內(nèi)預留孔洞中填入種植土，用于培植水生植物，詳見圖1。為了提升箱體的固土效果，瓶孔磚底部開口向上形成上小下大的“梯形開口”；同時為了盡可能減少混凝土外露，適當放大箱體頂部的開口大小，令梯形孔呈“水壺”狀；底部及兩側(cè)開孔，箱體間、箱體與基底形成連接通道，以便植被的健康生長；瓶孔磚單塊質(zhì)量不小于100 kg，并經(jīng)水動力驗算。瓶孔磚安設(shè)主要施工工序：多孔生態(tài)混凝土瓶孔磚預制→場平灘涂至設(shè)計底標高→多孔生態(tài)混凝土瓶孔磚運輸及最后的吊裝、土壤回填以及種植作業(yè)。

圖1 堤岸生態(tài)修復中混凝土多孔布設(shè)實景圖

3）修復垂直面坡時，使用水泥、腐殖質(zhì)等作為施工材料，用植被混凝土護面進行施工；待噴播結(jié)束后在垂直面上種植藤本植被。

4）針對垂直度大于50°或明顯的斜坡面，施工人員要以客觀條件為基礎(chǔ)，在不破壞原有坡面結(jié)構(gòu)的情況下，展開適當?shù)拇蚩鬃鳂I(yè)，并在看見底部土層時予以停止，目的是加強土壤本身與植被之間的水分和營養(yǎng)交換，便于坡面的長久穩(wěn)定。

3.2 階段性成果及預期目標

廣州南沙新區(qū)明珠灣區(qū)海岸與濱海景觀帶建設(shè)項目在堤岸生態(tài)修復后，已取得了很好的效果（見表1），這對堤岸周邊的氣候環(huán)境、空氣指數(shù)以及生態(tài)現(xiàn)狀都有較強的改善作用。

表1 生態(tài)修復指標評價表

1）調(diào)節(jié)周圍環(huán)境氣候：被修復過后的海岸線空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了明顯變化，與之前的砌石形態(tài)相比對環(huán)境濕度和溫差的控制更為便捷。特別是在溫度較高的夏天，若使用的是原始的漿砌石堤岸，其溫度往往達到38 ℃以上，修復后測量可得坡面溫度只維持在24 ℃。

2）起到凈化空氣的效果：由于修復之后的堤岸上覆蓋了大量植被，可對周邊不同的有害氣體進行化學反應(yīng)并分解，起到一定的凈化效果，變廢為寶。

3）提高了堤岸的截污性能：修復之后的生態(tài)堤岸表面覆蓋了大量植被，能夠在很大程度上阻擋從堤頂沖擊而來的污水。

4）能夠加速水生植物的繁衍速度：雖然施工過程中并未精準計算河流中原有的水生生物種類，但如今的生態(tài)堤岸具備較高的環(huán)保效益，加之其能夠在一定程度上阻擋掉其他地方污水的涌入，為水生生物提供了健康的生存環(huán)境。不僅如此，本項目消落帶多孔生態(tài)混凝土瓶孔磚構(gòu)建的孔洞同樣能夠給魚蝦等水生生物提供棲息之處。

修復前生態(tài)指標標記為△，修復后生態(tài)指標標記為☆。可以查出河流生態(tài)修復前生物質(zhì)量、物理化學、空氣質(zhì)量3 項要素均為“差”，水文、河流地貌2 項要素均為“劣”。修復后生物質(zhì)量、物理化學、空氣質(zhì)量3 項要素均為“優(yōu)”，水文、河流地貌等2 項要素為“良”和“中”。說明廣州南沙新區(qū)明珠灣區(qū)海岸與濱海景觀帶建設(shè)項目堤岸灘涂生態(tài)修復效果較好。

4 結(jié)語

在社會經(jīng)濟不斷進步的同時，人們對良好生活品質(zhì)的追求越發(fā)強烈，因此，更需要盡快完善水利工程的各項功能，不僅需要具備防洪、排澇等功能，還要具備調(diào)整氣候、生態(tài)環(huán)保等作用，正因如此，目前水利工程堤岸生態(tài)修復技術(shù)已得到越來越多專業(yè)機構(gòu)組織的關(guān)注。廣州南沙新區(qū)明珠灣區(qū)海岸與濱海景觀帶建設(shè)項目堤岸生態(tài)修復采取的創(chuàng)新技術(shù)科學有效，且施工操作方法便捷，工程經(jīng)濟效益高，闡述的工藝及方法可為同類工程做指導。