北京圣海林生态环境科技股份有限公司是以“山水林田湖草沙生命共同体”为核心理念的水土保持生态修复综合服务商，河道生态治理、水土保持生态修复是主要业务之一。在这一领域我们有博士后带队的专业技术人员，发表了多篇相关论文和专著。近期，我们也将开设“河道生态治理水土保持技术”专栏，分享圣海林在河道生态治理水土保持方面的技术和见解。
常水位以下坡面水土保持措施（上篇）
常水位以下坡面是水陆交错区域，是受水流直接冲刷的区域，因此做好其水土流失防护工程，减缓、减小水流的冲刷，是河道常水位以下坡面防护工程的意义所在。北京市河道常水位以下坡面的防护工程主要是各类石材、木材、仿木材料、砌块以及植物的综合应用。
采用钢丝、铅丝、铁丝或聚合物编织成网格箱笼，内填装石块或砾石来修建挡土墙，实现岸坡的坡脚防护，这种护岸方式具有极好的柔性、透水性，耐用性和耐冲刷能力，多孔和粗糙的表面可为植物和水生动物提供附着生长条件和多样的栖息环境，箱笼上覆土后种植花草、灌木既能营造生态环境的多样性，又能提高坡面的稳定性，是比较广泛的常水位以下生态坡面防护形式。
北京市常用的箱笼结构有铁丝石笼、铅丝石笼、格栅石笼，土工植物石笼等，不同材料的石笼单独使用或几种材料石笼混合应用。
（1）设计原则：箱笼内填石料粒径和填充方式应符合规范要求和设计要求；箱笼挡土墙应后倾6°以上，基础应埋入深度30-50cm；箱笼内靠笼面四周应填充较大石块，用于稳固笼形，而中心部位可填充较小粒径石料或砾石石料；每退缩长度应依设计要求而定，一般50-100cm；箱笼挡土墙背面可铺设土工织物，以防止河岸土壤被淘刷；应优先选用当地的石料；箱笼网格间易挂、拦杂物，为不影响河道景观和排洪，有时需要人工清理杂物。
（2）措施设计：
图 箱笼挡土墙护岸设计图
（3）适用范围：适用于水位较高、冲蚀严重、流速较高的平原城镇、郊野及坡度较缓的山区河道；对于降雨量高、地下水位高的地区，其高渗透性有利于坡面土壤排水；坡脚土层有不均匀沉降时，可利用其柔性结构进行适当调节；其耐冻胀、融沉性好，适宜冬季温度较低地区；土壤为细沙等土壤时，不适于高速水流（流速4.5m/s以上）；箱笼挡土墙的构造体承受撞击力的能力较差，因此不适用于土石流较大的排洪河道或河床底质粒径较大的河道。
（4）典型实例：清河、坝河
图 箱笼挡土墙护岸应用实例
浆砌石挡土墙是常用的河道护岸护坡形式，具有就地取材的优势，并且具有抗冲刷能力强的特点。
（1）设计原则：土质较差时，底层基础可采用混凝土浇筑；土质一般时，可采用大块石做基础；土质较好的坡面可采取铺设级配砂石做基础；无论采用何种基础，其底部承载力应足以支撑上层结构体，防止底部发生沉陷；墙体浆砌石和干砌石比例应根据环境和地质条件而定；设计高度应和墙体宽度比例合理；墙体迎水面外观应砌筑平整、美观。
（2）措施设计：
图 浆砌石挡土墙护岸设计图
（3）适用范围：适用于暴雨、洪水频繁的山区、平原郊野河道；城镇两岸居民较多、安全性要求较高的河道采用此种形式既能节省两岸用地，又可减少移民搬迁，但应注意植被覆盖；生态环境较脆弱或生态恢复中的河道慎用此种形式。
（4）典型实例：小月河、丰草河
图 浆砌石挡土墙护岸应用实例
干砌石与浆砌石的砌筑方法相似，只是不用灰浆粘固，将其应用在河道坡脚防护具有极好的生态功能，且成本低、施工简便。由于石块间无灰浆粘固，具有极好的透水透气功能，且干砌石表面粗糙、多孔，能为植物的附着生长提供条件；砌石间的缝隙能为水生生物提供栖息环境，施工完成后不会对河道生境造成二次污染。
（1）设计要求：构造底层必须铺设碎石级配，以防止单颗砌石发生不均匀沉陷；单阶码跺高度应小于3m；底部承载力应足以支撑上部剁石结构体，防止底部发生大量沉陷；底部的干砌石应埋于河床线以下，埋入深度1m以上，以防冲蚀或掏空；坡面较缓（1.0：2.5～1.0：3.0）、受水流冲刷较轻，可采用单层或双层干砌块石护坡；坡面有涌水现象时，应在护坡层下铺设15cm以上厚度的碎石、粗砂或砂砾作为反滤层，封顶用平整块石砌护。
（2）措施设计：
图 干砌石挡土墙护岸设计图
（3）适用范围：适用于水位不高和冲刷相对较小，流速小于3m/s的平原城镇风景观赏河道和郊野对景观要求较高的中小河道；干砌石护坡的坡度，根据土体的结构性质而定，土质坚实的砌石坡度可陡些，反之则应缓些，一般坡度1:2.5～1:3，个别可为1:2；对于河床弯曲段，特别是处在弯道的顶冲部位或易发生崩岸的地方应慎用此法。
（4）典型实例：坝河
图 干砌石挡土墙护岸应用实例
浆砌石护坡是一种最为常见的河道护坡形式，抗冲刷能力强，主要材料为当地石料，施工简单，较为美观，措施施工完成后可有效降低坡面的水力侵蚀，防治水土流失。
（1）设计原则：坡面可能遭受水流冲刷，且洪水冲击力强的、坡度在1:1～1:2的防护地段，宜采用此措施，但不应大面积、全坡面护砌，应与其它柔性材料综合应用；面层铺砌厚度为25cm～35cm，单层垫层厚5cm～15cm，双层垫层厚20cm～25cm；原坡面如为砂、砾、卵石，可不设垫层；对长度较大的浆砌石护坡，应沿纵向每隔10m～15m设置一道宽约2cm的伸缩缝，并用沥青或木条填塞。
（2）适用范围：适用于水流较大，对坡面冲刷较大的河道常水位以下坡面；跨河桥梁坡面防护亦可采用此措施；坡度不宜陡于1:0.75；不能大面积、全坡面护砌。
（3）典型实例：温榆河、丰草河。
图 浆砌石护坡应用实例
05
预制混凝土块作为铺砌河道水下岸坡的主要形式，被广泛地用于河湖边岸，以抵抗水流和风浪的冲刷。预制混凝土块也被用于河道和航道的重点防护区和局部范围，例如港口和引航道上。
（1）设计原则：在坡面可能遭受强烈洪水冲刷的陡坡段，采取混凝土（或钢筋混凝土）护坡，必要时需加锚固定；边坡介于1:1～1:0.5之间的、高度小于3m的坡面，用一般混凝土砌块护坡，砌块长宽各30～50cm；边坡陡于1:0.5的，用钢筋混凝土护坡；坡面有涌水现象时，用粗砂、碎石或砂砾等设置反滤层；涌水量较大时，修筑盲沟排水。盲沟在涌水处下端水平设置，宽20～50cm，深20～40cm。
（2）适用范围：一般应用在急流且水流直冲或流速很大，使用木、石或石笼等工程不足以保护河岸，且覆土也不可能的排洪河道；坡面坡度不宜陡于1:0.75；不能大面积，全坡面护砌。
（3）典型实例：小月河、凉水河
图 预制混凝土块护坡应用实例
利用优质生态砖砌筑挡土墙，防止水流对坡脚冲刷。生态砖空隙率高、透水性好，可利用空隙植草，为水生动物提供栖息空间，既能美化环境又能改善坡面的生态环境，同时生态砖允许河道中的河水向两岸自然渗透，可滋养两岸植被，提高河道的生物多样性。
（1）设计原则：根据坡度、土壤条件、河底基质、水流速度等选择适宜尺寸的生态砖，每级高度不能超过10m；根据项目区气候、土壤及周边植被等情况选配植物种类，尽量选用乡土灌草种或乔木；根据设计坡比从下至上码放砖块，码放过程中按照不同坡度要求将上下相邻两块砖体的相应孔眼对齐，采用钢钎连接固定，直至最上层砖块铺设完成；砖内种植土土层上表面略低于砖体表面1～2cm。
（2）措施设计：
图 生态砖挡土墙护岸设计图
（3）适用范围：适用于流速小于5m/s、坡比缓于1:1的土质、土石质平原城镇、郊野河道；不能用于不稳定的坡面。
（4）典型实例：凉水河、转河
图 生态砖挡土墙护岸应用实例
鱼巢砖护坡是利用3层鱼巢砖和数层多孔植物生长砖，砖与砖之间插筋连接砌筑的坡脚防护结构。鱼巢砖是一种v字型的砖，开口朝向河内，使得鱼类有栖息的场所。而植物生长砖中间的空隙由植物种子、土壤、肥料等配合而成的填充剂填充，使植物根系得到充分的营养及水分，根系可顺利通过砖体表面扎到地下，加强护坡固土的能力。
通过调查，鱼巢砖护坡现已被广泛应用河道坡脚防护，可砌筑一层，也可砌筑多层。
（1）设计原则：根据坡度、土壤条件、河底基质、水流速度等选择适宜尺寸的鱼巢砖，根据项目区气候、土壤及周边植被等情况选配植物种类，尽量选用乡土灌草种或乔木；根据设计坡比从下至上码放砖块，码放过程中按照不同坡度要求将上下相邻两块砖体的相应孔眼对齐，采用钢钎连接固定，直至最上层砖块铺设完成；砖内种植土土层上表面略低于砖体表面1～2cm。
（2）措施设计：
图 鱼巢砖结合植物护岸设计图
（3）适用范围：适用于坡面、河底基质稳定，流速小于5m/s的平原城镇、郊野河道；适用于土质、土石质边坡，坡比缓于1:1的坡脚，每级边坡高度不超过10m；不适宜用于流速较大，水位较高的河道；不能用于坡面、河底基质不稳定的河道。
（4）典型实例：蟒牛河、永定河、北护城河。
图 鱼巢砖结合植物护岸应用实例
常水位以上坡面水土保持措施（下篇）
01
生态植被毯结合植物护坡
生态植被毯护坡是利用人工复合加工的防护毯结合灌草种子进行坡面防护和植被恢复的技术。生态植被毯利用稻草、麦秸、麻等植物纤维作为原材料，依据特定的生产工艺制成，结构分上网、植物纤维层、种子层、木浆纸层（无纺布层）、下网五层，同时在网内加入肥料、保水剂等材料，为植物种子出苗、后期生长提供了良好的基础条件，大大减少了后期的养护管理工作量。在坡面铺设生态植被毯能够固定土壤，提高地面粗糙度，减少坡面径流量，减缓径流速度，缓解雨水对坡面表土的冲刷，且生态植被毯能够生物降解、无污染，可保水保墒，建植简易、快捷，维护管理粗放，养护管理成本低廉。
（1）设计原则：依据坡面坡度、坡长、土壤条件等选择适宜长度、宽度的植被毯；依据立地条件，选择耐旱、耐寒、耐贫瘠、耐涝、根系发达的植物种子；坡长大于20m时，需进行分级处理；生态植被毯须与坡面充分接触并用U形铁钉或木桩固定。
（2）措施设计：
图 生态植被毯结合植物护坡设计图
（3）适用范围：适用于平原风景观赏、排水河道常水位以上稳定土质边坡，坡度宜在1:1，一般不超过1:1.5；在干旱、半干旱地区应用时，需保证初期养护用水的持续供给。
（4）典型实例：凉水河人民渠段
图 生态植被毯结合植物护坡应用实例
木桩枝条联排结合植物护坡是比较常见的一项水土保持坡面防护措施，北京市河道边坡也有应用。因枝条间孔隙很多，可不阻断坡面雨水、浅层地下水的流路，故可确保有效水循环。通常做法是将末端直径约9cm的桩木以0.6-1.0m间隔打下，用枝条编成栅栏，在其背后用柳条捆作竖捆并排好，再在其后面填入土、砂。
（1）设计原则：桩木尽可能选用结实的松圆木，为防止被洪水冲走，桩的埋深要充分；尽量使用易于繁殖的该河道周边生长的柳树枝做竖捆。
（2）措施设计：
图 木桩枝条联排结合植物护坡设计图
（3）适用范围：适合用在土压力不太大，不需要高强度防护的平原城镇梯形、复式断面河道常水位以上坡面；也可在水流为缓且水深不超过1.0m的常水位以下坡面的坡脚上打上2-3排使用；也可用于地下水位高或冒水的地方，利用枝条做冒水处理；桩木的耐用年限一般为2-6年，故此措施适合于将柳树作为护坡材料的地方。
（4）典型实例：北运河
图 木桩枝条联排结合植物护坡应用实例
将坡面改造成一种阶梯式种植槽，每级种植槽都与地面垂直，种植槽可用砖砌或混凝土砌筑，槽内栽植乔、灌、草、花等进行综合防护。是将坡面转换为若干水平面，从而实现整个坡面土体的稳定，并能实现坡面生态绿化的一项新型护坡技术。由于种植槽容积大、深度深，坡面土壤易于留存，更易于栽植乔、灌木，从而实现坡面土体稳定、生态绿化美化的目的。
（1）设计原则：种植槽材质依据土壤及坡面稳定性而定；每级种植槽高度应依据坡面稳定性、景观性及拟栽植的植物设计；种植槽内植物宜选择景观性较好、耐旱、根系发达的品种；槽内不宜栽植高大浅根类乔木，可选择常绿针叶类。
（2）措施设计：
图 台阶式种植槽结合植物护岸设计图
（3）适用范围：适合于用地紧张的平原复式断面河道。
（4）典型实例：清河、坝河
图 台阶式种植槽结合植物护岸应用实例
乔灌草生态护坡技术是指在河道常水位以上坡面栽植固土能力强的草本、灌木、乔木等一系列护坡植物，共同构成完善的生态护坡系统，既能有效的控制水土流失，又能美化河道景观。在河道缓坡地带种植乔、灌、草，形成稳定的生态缓冲过滤带，洪水经过缓冲过滤带时，在植被带的阻滞租用下，流速大为减慢，减少了水流对土表的冲刷，减少了土壤流失。其作用主要体现在三个方面：一是茎、叶的覆盖和栅栏作用，既避免雨滴、风力对土壤表面的直接侵蚀，又减缓了河水的流速，减少了对土壤的冲刷，增加了淤泥的沉积量；二是树木根系发达，穿扎力强，提升了土壤抗侵蚀的机械强度，减少了河岸的坍塌量和冲刷量；三是根、茎、叶的生长对土壤具有改良作用，增加了土壤有机质的含量，改善了土壤结构，增强了土壤持水性，增强了土壤抗侵蚀能力。河道生态防护植被带既可保持水土起到固土护坡的作用，又提高了河岸土壤肥力，改善了生态环境。
（1）设计原则：依据河道所处地域、功能、坡长、坡度等进行设计；植物应尽量选用乡土植物，注意种间共生关系；同时必须特别注意植物管理的可行性和管理成本；与非植物天然材料配合使用时，要注意非植物材料对植物生长的影响；对景观性要求不高的河段，可利用园林绿化美化植物与当地野生花草综合配置，但应注意其与野生植物相融性；应考虑植物生长与护坡效果的关系，使植被尽快形成地表和根系的水土保持护坡功能，若施工当年植被还未形成保护体系，易被雨冲刷形成深沟，影响护坡效果。
（2）措施设计：
图 乔灌草生态护坡设计图
（3）适用范围：适用于坡度较缓、坡面较长的城镇排水、风景观赏、郊野段对景观性要求较高的河道常水位以上坡面；河幅宽阔、自然式或近自然式断面、坡度较缓、坡面较稳定、侵蚀不严重的山区、平原郊野段河道以及水库库滨带。
（4）典型实例：清河、凉水河、西峰寺沟、妫水河、小中河。
图 乔灌草生态护坡应用实例
05
坡面径流一部分被坡面植被截留，下渗地表供植物生长利用，多余部分通过漫排的方式进入坡脚设置的汇流槽汇集，再通过坡面急流槽或出水口排入河道。
（1）设计原则：依据汇流大小设计汇流槽深度、宽度等；汇流槽不宜过宽，为不影响人行安全和防止污物进入河道，可在汇流槽上加盖雨水篦子；为美观起见，可设置成卵石铺砌的排水渗沟；汇流槽出水与其他排水设施需要衔接完善。
（2）适用范围：适用于平原复式断面河道常水位以上坡面。
（3）典型实例：清河、葆李沟
图 坡面汇排水措施应用实例
坡面汇流是地表径流排向河道的主要方式之一。出水往往具有极大的冲蚀能量，因此在坡面出水口下方设置消能设施，减少出水对坡面和河床的冲刷是河道坡面水土保持的一项重要措施。消能设施的形态、材质等不仅影响排水的效果，还对防止水流冲刷坡面产生水蚀有重要的影响。
通过调查，北京市河道出水口消能设施多为混凝土和浆砌石等材质，对有景观要求的河道多在出水口周边砌筑景石，覆土栽植植物绿化美化。
（1）设计原则：依据设计规范及出水大小、流速、冲刷能力等设计消能设施；在满足排水要求的情况下，消能设施的形式、材质等可根据景观要求调整。
（2）措施设计：
图 防冲消能措施设计图
（3）适用范围：适用于排水、排洪河道。
（4）典型实例：北运河、凉水河、小月河、房山区云居寺小流域。
图 防冲消能措施应用实例
本文选自《河道生态治理水土保持技术》，由北京圣海林生态环境科技股份有限公司董事长赵方莹、卢金忠等编著。
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