第2章 净水型护岸技术探讨

2.1 关于净水型护岸理念的讨论

2.1.1 净水型护岸的定义与内涵

从工程型护岸到景观型护岸，再到生态型护岸的三个发展阶段，可以看出设计者按照自身的设计意图来灵活地组织材料和设计结构，而设计意图的发展源于社会经济发展的水平以及人们在一定社会条件下形成的生活方式和价值观念。

进入21世纪后，我国经济跨上了一个新台阶，在全国范围内也掀起了建设城市滨水景观和住宅区生态水景的热潮，体现出人们对生态水体前所未有的热情，而人们接受这些生态水体的最重要的前提条件就是“水清”。随着我国城市城镇化水平的不断提高，一方面是人们对洁净的生态水体的渴望日益浓厚，另一方面却是非点源污染物对城市水体的污染日益加剧，“治污”可能在相当长一段时间内成为我国城市规划设计者进行河道治理的首要任务。所以“净水型护岸”作为一种净化径流污染的辅助措施，完全有可能成为城市水体护岸结构的第四个发展阶段，并在我国逐步得到发展普及。

从工程型护岸到景观型护岸，再到生态型护岸，各个发展阶段不是简单的替代，而是继承上一级功能基础后的进一步功能延伸，即景观型护岸首先必须是工程型护岸，然后再谈景观；生态型护岸必须是满足了工程上的需求和人的审美、亲水需求后，再考虑增加生物栖息地的多样性，进而带动生物多样性。所以，可以认为净水型护岸应该是在生态型护岸基础上的功能延伸，即净水型护岸首先必须是生态型护岸。正如只强调景观效果而忽视安全稳定的护岸结构不能长期有效使用一样，只强调净水效益而忽视生态效益的护岸设计同样是没有生命力的。

城市雨水径流污染的产生是人类活动对自然水文生态过程作用的结果，是水文生态系统的失衡过程。通过采取模拟自然的生物-生态技术，按照自然界自身规律去恢复自然界的本来面貌；通过强化自然界的自净能力去治理被污染水体，使城市水文生态达到良性循环，无疑是最佳选择。砾间接触氧化法、浮床技术、植物过滤带和湿地技术等简单易行的生物-生态方法是净水型护岸用以净化径流污染的主要措施。

净水型护岸应该是在生态型护岸基础上的功能延伸。Coppin等^［68］把生态护岸定义为“用活的植物，单独用植物或者植物与土木工程措施和非生命的植物材料相结合，以减轻坡面的不稳定性和侵蚀”。陈明曦等^［69］认为，生态护岸是现代河流治理的发展趋势，是以河流生态系统为中心，集防洪效应、生态效应、景观效应和自净效应于一体，以河流动力学为手段而修建的新型水利工程。

通过以上分析，本书将净水型护岸（water-purifying revetment）定义为：“净水型护岸是一种通过生物-生态技术来强化了净水功能的生态型护岸，即净水型护岸是以生物-生态技术为切入点，以护岸结构为载体，以强化护岸对水体尤其是径流污水净化能力为主要目的的生态型护岸。”

在我国，董哲仁^［67］于2003年提出了“生态水利工程学”（eco-hydraulic engineering）的理论框架。生态水利工程学简称为“生态水工学”，其作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康性需求的原理与技术方法的工程学。发展生态水工学的目的，是促进人类与自然相和谐，保证水资源可持续利用。生态水工学是一门交叉学科，也是一门实用的工程学，它是立足于水利工程学，吸收、融合生态学的原理和知识，用以改善水利工程的规划与设计方法的工程学。

净水型护岸作为生态型护岸的延伸，其指导思想同样是促进人类与自然相和谐，保证水资源可持续利用，从中可以看出，净水护岸理念是满足生态水工学理论的，净水护岸也很有可能成为“生态水工学”框架内的一项重要研究内容。略有不同的是，净水护岸作为一项学科交叉的研究题目，在融合水利工程学和生态学原理同时，更突出了环境工程学重要性，另一方面，由于净水护岸的研究对象侧重于城市护岸，景观美学上的考虑也是非常重要的。

发展净水护岸技术，需要水利工程学、生态学、环境工程学和景观美学等多学科的合作与融合；需要在工程示范等实践的基础上提升理念；需要在借鉴发达国家经验的基础上立足于自主创新。

发达国家在治理城市径流污染和河流生态修复方面已经积累了不少经验，我国可以借鉴发达国家的经验，但是不可能照搬。我国在城市基础设施建设和管理上与欧美等发达国家存在一定差距，同时，我国城市人口规模普遍高于欧美等发达国家，而经济条件和公民受教育程度又低于欧美等发达国家，以上状况无疑加大了消除这一差距的难度。

在发达国家，城市径流污染和城市水体污染情况要比我国轻许多，具有强化净水功能的净水型护岸研发和推广的意义可能并不大；而在我国，在今后相当长的一个时期内，污染物含量超标的城市径流雨水通过排水系统进入城市水体的情况可能仍然普遍，解决城市水体的“水清”问题，是城市规划设计者考虑的第一要务。这就决定了我国在进行净水护岸技术研发、推广和不断完善的过程中，借鉴西方先进经验和技术的同时，必须走有中国特色的创新之路。

2.1.2 净水型护岸的技术类型划分

强化护岸对径流污染物的净化效果，可以从以下两方面来着手考虑：

1.对已经入河的径流污染物进行去除

虽然单延米净水护岸结构的净水效果是有限的，但城市河道普遍偏窄，当沿河两岸的护岸长度长达百米、千米以上时，其对河水中污染物的去除量将会变得相当可观。

2.对经由岸坡入河前的径流污染物进行去除

目前在我国城市中，从径流雨水经由岸坡进入河道的方式来划分，可分为两种形式：一是汇流后由预埋在岸坡中的排水管沟进入水体；二是以漫流形式沿岸坡径流而下进入河道。从河道常水位以上的护岸断面空间来划分，则可分为护岸坡度大于45°的陡坡和小于45°的缓坡两种形式。

对应以上不同运行条件，应分别采取不同的净水型护岸类型，净水型护岸的应用类型划分如图2.1所示。

图2.1 净水型护岸技术类型 Fig.2.1 Classification of water purifying revetment