生态河堤的研究及其在山区河堤治理工程中的应用

摘要：澧水流域地处湘西北山区，其支流多流经地形复杂的县城区域，河道坡陡流急、冲刷严重，传统硬化河堤虽能短期保障防洪安全，却存在生态破坏、维护成本高等弊端。近年来，山区城镇人口聚集与极端气候叠加，对河堤治理提出了更高要求：既要满足防洪标准，又需恢复河流生态功能。生态河堤通过柔性结构与自然材料的结合，成为破解这一矛盾的有效手段。本文聚焦山区河道的特殊性，探讨生态河堤在施工技术优化、成本控制与生态效益协同中的关键问题。

关键词：生态河堤；山区河堤治理工程；应用

1.生态河堤的功能

1.1防洪安全保障功能

生态河堤通过复合型结构设计（如格宾石笼与植被护坡结合）增强抗冲刷能力，其柔性特征可缓解洪水冲击力，降低溃堤风险。以澧水支流为例，传统混凝土护岸在暴雨季节易因基础掏空导致垮塌，而生态护坡通过根系固土与抛石护底协同作用，延长工程寿命。

1.2生态修复与水土保持功能

生态河堤采用透水材料和本土植物群落，重建河道与陆地的物质交换通道。例如，浆砌石护坡间隙种植耐涝灌木，既能防止水土流失，又能为鱼类、两栖动物提供栖息空间，缓解山区河道生物多样性退化问题。

1.3社会经济效益协同功能

相较于全硬化工程，生态河堤通过就地取材（如利用河道清淤石料填充格宾网）降低建材成本，同时护坡绿化形成的滨水景观可提升沿岸土地价值，为山区城镇创造生态旅游潜力。

2.山区河道的特点及其对生态河堤建设的影响

2.1水文特征复杂性与工程适应性挑战

澧水流域山区河道的水文特征呈现显著的时空异质性，季节性降水集中导致洪水与枯水期交替剧烈[1]。汛期洪水流速快、挟沙能力强，对河床及岸坡造成强烈冲刷，而枯水期流量骤减，裸露的河床易受风化侵蚀。这种动态变化对生态河堤的设计提出双重挑战：一方面需在洪水期抵御高速水流的冲击，另一方面需在枯水期维持坡面稳定与生态功能。传统刚性护岸难以适应水位频繁涨落，易因基础掏蚀或温度应力产生裂缝，而生态河堤需通过柔性材料与透水结构的结合，实现“水涨可渗、水退可固”的弹性响应。例如，采用孔隙率可控的格宾石笼作为护基，既能通过块石间隙消散水流能量，又能在水位下降后依靠植物根系逐步加固岸坡，从而平衡防洪需求与生态恢复的长期目标。

2.2地形地质条件对施工技术的制约

澧水流域山区河道多穿行于峡谷与陡坡之间，河谷狭窄、岸坡陡峭的地形特征极大限制了施工机械的进场与作业空间。部分河段基岩裸露且风化严重，岩体裂隙发育，导致地基承载力不均，增加了挡墙或护坡结构失稳的风险。在此类区域建设生态河堤，需优先采用轻型化、模块化的施工工艺。例如，浆砌石挡墙需分解为小型预制砌块，通过人工搬运与现场拼装完成，既避免大型机械对脆弱地形的破坏，又能适应复杂岸线走向。同时，针对强风化岩层或堆积体边坡，需在护坡底部增设反滤层与排水盲沟，利用透水土工布导排渗水，防止地下水位上升引发的坡体滑移。这种“以柔克刚”的设计思路，既克服了地形限制，又通过分层排水技术缓解了地质缺陷对结构安全的影响。

2.3生态脆弱性对材料选择的特殊要求

山区河道生态系统通常具有低抗干扰性与慢恢复性的特点，澧水流域部分支流因历史上过度硬化导致水生生物栖息地萎缩，岸坡植被群落单一化。生态河堤建设若直接引入外来建材或速生植物，可能进一步加剧生态退化[2]。因此，材料选择需遵循“就地取材、生态亲和”原则：护坡骨架优先采用竹木桩、天然块石等可降解或低环境影响的材料，避免混凝土添加剂对水质的潜在污染；植被恢复则需筛选本地适生植物，如耐冲刷的芒草、固氮能力强的胡枝子等，通过模拟自然群落的层状配置（草本-灌木-乔木），重建河岸带的生物廊道功能。

3.生态河堤在山区河堤治理中的应用策略

3.1分区分段设计优化

澧水流域山区河道因地形起伏大、水流动力条件差异显著，需针对不同河段特征进行精细化设计。

在河道急流段，如支流交汇处或陡坡峡谷区域，洪水冲击力强、流速快，传统刚性结构易因局部掏蚀引发整体失稳。对此，可采用“刚柔并济”的组合式设计：下部以格宾石笼配合抛石护底形成抗冲基底，利用块石间的孔隙消减水流能量；上部则通过竹木桩与活体扦插植物构建柔性护岸，既能适应河床的动态冲刷，又可利用植物根系增强土体抗剪强度[3]。

对于河道缓坡段或弯道区域，因水流相对平缓但淤积风险较高，可采用阶梯式浆砌石护坡与生态草沟相结合的方案，护坡缝隙中嵌入耐水湿的本地灌木，如湖南本地常见的柽柳或水杨梅，既避免砌体因温度应力开裂，又能通过植物蒸腾作用调节坡体含水量，减少渗流破坏。

而在流经城镇的居民区段，则需兼顾防洪功能与景观需求，例如在挡墙顶部设置仿自然石材的生态步道，沿岸种植兼具固土与观赏价值的鸢尾、芦苇等植物，既提升滨水空间亲水性，又避免硬化工程对城市风貌的割裂。

3.2关键施工技术难点突破

山区生态河堤施工面临地形限制、材料运输困难及生态敏感性等多重挑战。以澧水某支流治理为例，狭窄的河谷导致大型机械无法进场，浆砌石挡墙施工需创新采用“模块化预制+人工精细化砌筑”模式：先在工厂预制符合河道曲率的弧形砌块，运输至现场后由工人进行错缝拼装，并在砌块间隙填充混合草籽的生态砂浆，既提高施工效率，又确保结构整体性与生态功能的同步实现[4]。针对格宾石笼在强冲刷区易变形的难题，施工中通过优化石料级配，在网箱底层填入大粒径块石作为骨架，上层填充中小卵石形成致密结构，同时采用双绞合钢丝网增强边角抗变形能力，使石笼在洪水冲击下仍能保持形态稳定。护坡绿化成活率提升是另一核心问题，尤其在澧水流域夏季高温多雨、冬季低温干旱的气候条件下，需采取“土壤改良+物种适配+保水养护”的综合策略：在坡面铺设椰纤维毯改善植生基材保水性，选择狗牙根、紫穗槐等兼具耐涝与抗旱特性的乡土植物，并采用滴灌系统进行旱季补水，从而突破传统撒播草种成活率低的瓶颈。

3.3成本控制与质量保障体系

从业主视角出发，生态河堤建设需在有限预算内实现工程效益最大化。澧水流域治理中，通过“资源就地转化”显著降低成本：例如将河道清淤产生的泥沙经筛分后作为植生基材，利用开山修路产生的碎石替代外购石料，可减少材料运输费用。在质量管理方面，建立“全过程动态监控”机制：施工前期采用三维激光扫描技术建立河道地形数字模型，精准计算材料用量；施工中通过无人机航拍与人工巡检结合，实时监测浆砌石护坡的砂浆饱满度、格宾石笼填充密实度等关键指标；竣工后引入生态健康评估体系，定期检测护坡植被覆盖度、底栖生物多样性等参数，确保工程长期效能[5]。此外，推行“以工代赈”的社区参与模式，组织当地村民参与石笼编织、苗木种植等非技术工种，既降低人工成本，又增强居民对生态河堤的维护意识，形成“建设-管护-受益”的良性循环。

结语：

综上所述，生态河堤在山区河堤治理工程中具有显著的优势和广阔的应用前景。通过发挥其防洪安全保障、生态修复与水土保持、社会经济效益协同等功能，能够有效解决山区河道面临的诸多问题。未来，在山区河堤治理工程中，应进一步推广生态河堤的应用，不断完善相关技术和管理体系，加强对生态河堤建设和运行的监测与评估，以确保其长期稳定地发挥作用，为山区的可持续发展提供坚实的水利保障。同时，也需要加强生态河堤相关技术的研究和创新，以更好地适应不同山区河道的特点和需求。

参考文献：

[1]孙新.山区河道治理工程研究[J].陕西水利，2022（6）：65-67.

[2]陈长生.生态河堤在河道治理工程中的应用[J].大科技，2022（27）：46-48.

[3]宋艳芬.基于新型生态袋式河堤的龙岗河生态治理应用研究[J].水利科技与经济，2023，29（11）：91-95.

[4]程相勤.达溪河生态河堤治理工程总体布置方案分析[J].山西水利，2023，（01）：23-25.

[5]张岸红.浅析生态水利在河道治理工程的应用[J].水利科学与寒区工程，2021，4（05）：118-120.