水利工程建设中生态护岸技术的优化路径研究

引言

随着绿色发展理念逐渐渗透至基础设施建设的各个环节，水利工程的生态功能日益受到重视。以往以混凝土、石砌等材料构建的刚性护岸，在提升抗冲刷能力的同时，也带来了水生栖息地破坏、河道生物多样性降低和水体交换能力削弱等一系列生态问题。生态护岸作为一种将水工结构与自然要素相结合的复合型工程措施，通过引入透水性材料、植被系统与生态基质，实现了护岸安全性与生态功能的双重提升。在全国多地开展的试点工程中，生态护岸已在防洪能力、岸坡稳定与景观提升方面展现出良好效果。然而，由于不同河段的地形水文条件差异较大，生态护岸的设计与施工面临一系列复杂挑战。本文拟结合典型案例，从生态护岸的设计机制、材料结构与运维体系三方面展开分析，探索其在水利工程中的优化路径，为生态文明导向下的水利工程建设提供理论支持与实践依据。

一、水利工程生态护岸技术的应用现状与功能定位

（一）传统护岸方式的局限性剖析

在多数河道治理与城市水系建设中，传统护岸仍以浆砌石、混凝土板块、护坡砖块等刚性构造为主，其优势在于结构明确、施工简便、抗冲刷能力强。然而，这类单一硬质结构常导致岸线生硬、地表径流加剧与生态系统断裂，尤其在降雨径流集中时期，难以缓解冲刷效应与坡面塌蚀现象。更重要的是，其对水体生态循环的封闭性处理，使得水岸之间的物质与能量交换遭到严重抑制，不利于水生植物的生长与动物栖息，造成“工程安全与生态破坏并存”的矛盾局面。

（二）生态护岸的复合功能优势

相较传统方式，生态护岸强调结构稳定与生态适应性的协同。常用模式包括透水砖网格型护岸、格宾石笼+植物护坡组合、生态袋填草本灌木混播等类型。这些技术手段通过构建多孔隙空间、调节坡面渗透路径与引入原生植物群落，不仅实现了边坡稳固，还为生物提供了多样化栖息环境。同时，生态护岸具备良好的景观延展性与微气候调节功能，能够有效提升河道系统整体生态质量与人居环境友好度。部分项目实证表明，在降雨强度不变条件下，生态护岸可使岸坡面径流流速下降约 25% ，土壤失稳率下降40%以上[1]。

（三）典型生态护岸技术的实践应用模式

我国已在多个城市与水系治理项目中推广生态护岸技术。如南京外秦淮河岸段采用“草皮块+编织袋+植被带”的立体护岸结构，兼顾洪水期冲刷防护与枯水期景观绿化；杭州京杭运河段引入仿生态块与垂直绿化系统，构建了涵养水源与岸带绿化同步推进的护岸带；珠三角地区部分农田灌渠采用生态袋护坡，种植抗压耐淹植物，实现了生产功能与生态效益协同。上述案例表明，生态护岸的实际运行效果受区域水文条件、植物配置结构与维护方式等因素综合影响，需进行差异化的定制设计。

二、生态护岸关键构成要素的优化策

（一）结构体系的复合化设计路径

生态护岸的结构设计应以“柔性—刚性”相结合为原则，通过分层叠加复合材料体系，提升整体稳定性与水文适应性。在实践中，可采用格宾石笼包裹土工织物，再覆以生态基质层与植被带，形成从内到外结构明确、功能渐变的防护系统。下部结构可增强基底稳定性与抗剪强度，中部过滤层控制渗水速度，上部植物层则调节坡面微环境与表土结构。这种分层设计有利于应对不同流速与岸坡类型的需求，同时便于后期模块化维护与局部替换，提升长期运行的可持续性与经济性[2]。

（二）植物种群配置的生态适应性优化

植物作为生态护岸的重要生物因子，其配置结构直接影响护岸系统的生态功能与景观表现力。在设计中应依据当地气候带与土壤类型选择耐淹、抗剪与固土能力强的本地植物种类。一般可按水位变动带分为挺水植物（如香蒲、芦苇）、湿生植物（如水葱、水菖蒲）与陆生草灌（如假苇、金鸡菊）三层结构，实现垂直生态功能分区。此外，混播与季节交替种植策略能增强群落稳定性，防止单一物种退化。种植密度与根系结构还需结合岸坡坡度与水流速度进行适配调整，避免水动力破坏或植物成活率过低。

（三）岸坡排水与水文调节机制的嵌入

为有效控制雨水冲刷与岸坡渗透压力，应在生态护岸结构中合理嵌入排水调控单元。常见做法包括设置垂直透水管网、坡脚集水盲沟与坡面引流沟槽，形成“渗—导—排”一体的径流控制系统。同时，结合低影响开发理念（LID），引导岸线滞蓄、下渗与调蓄能力提升，如利用生态透水砖面与雨水花园结合调蓄设施，实现城市内涝与河岸冲刷双重缓解目标。这类系统设计不仅改善岸坡稳定性，也强化了护岸结构的韧性与弹性响应能力。

三、生态护岸实施过程中的问题识别与应对路径（一）地形复杂性与水文不确定性干扰结构适应

生态护岸在不同区域的水位波动、流速变化与土质结构均表现出高度不确定性，导致标准化设计方案难以全面适应。如山区河道多存在断崖式岸坡或孤石突起，平原地区则多为软基与可变滩涂，均对结构稳定性构成挑战。应通过前期水文模拟与现场勘测，构建三维河道参数数据库，依据实际剖面定制护岸断面形式。对于高风险区域，可辅以自动监测设备采集流速与含水率数据，实施预警与动态响应机制，增强工程运行的主动防控能力。

（二）植物建群期成活率低影响生态功能表达

生态护岸的生物功能建立需经历较长的植物建群与生态适应期。在部分工程中，由于栽植技术粗放、物种选择失配或气候异常，导致植物成活率偏低，甚至出现斑秃与侵蚀回流现象。对此，可借助抗逆性强的先锋植物作为先导建群群落，再逐步引入功能性 被体系， 建立“过渡—稳定—演替”三阶段生态恢复机制。同时，应配置自动滴灌系统与定期补播机制，在护岸前两年内强化管护周期，确保植物群落结构稳定建立。

（三）后期运维机制不健全制约系统效能

尽管生态护岸在初期设计与施工中已形成良好结构体系，但部分工程缺乏持续性的运维体系，导致后期维护流于形式，植被退化与结构渗漏频发。为打通“设计—施工—维护”全过程闭环，应制定科学的护岸运维制度，明确管理单位责任边界与周期性养护内容。可利用遥感影像监测技术对岸坡覆盖率与物种变化进行动态监测，结合数字化管理平台构建可视化运维体系，实现对结构完整性与生态状态的远程调控与预警响应[3]。

结语

生态护岸作为水利工程绿色化转型的核心组成，正逐步由试点推广向规模化应用阶段迈进。其通过融合多元材料结构、原生植物系统与水文调控机制，为河道治理提供了一种更为和谐、稳定与可持续的发展路径。本文从当前生态护岸的实际应用出发，系统剖析了其结构组成、关键技术与实践难点，提出了针对性的优化策略。实践表明，唯有实现设计因地制宜、结构复合弹性、植物配置多样与管理机制智能一体化，方可最大限度发挥生态护岸在稳固、防护、净化与美化方面的复合效能。未来应进一步加大生态护岸在全国水利工程中的政策支持与技术投入力度，建立标准化设计体系与长效监管机制，推动水利工程全面实现由“硬治理”向“软融合”的系统性跃升。

参考文献

[1] 王建忠. 生态护岸技术在城市河道整治中的实践[J]. 水利科技与经济, 2023, 29(4): 77-80.

[2] 陈思源. 基于复合结构的生态护岸设计研究[J]. 南方水土保持, 2024, 35(2): 61-65.

[3] 李婧. 水利工程生态护岸智能管养机制探讨[J]. 中国农村水利水电, 2023, 10(11): 45-49.