关键词植物护岸;消浪;应用
河道堤坝侵蚀是水利工程常见的实际问题。传统的护坡结构往往只强调河道的防洪、引水、排涝、蓄水和航运等功能，护坡结构多数采用浆砌块石或混凝土等刚性硬质材料，使河流的环境条件模式化，并使生物种类单一化，工程造价较高，而且也影响河道原有的生态功能。近年来，在水利工程建设中，人们不仅考虑工程的经济、安全，同时也越来越重视生态建设和环境保护。在水利工程的建设和管理中注入了环境水利的理念，如依靠植被良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力，即植物护坡。它主要依靠坡面植物地下根系的力学效应、茎叶的水文效应及植物的蒸腾排水效应，来提高坡面表层土的抗剪强度，抑制径流冲刷和削弱股流对坡体的影响[1-4]。这种护坡造价低，能够改善生态环境、改变传统工程护坡的灰色效应，并有提升环境景观功能和价值的特殊功效。
1植物护岸工程的应用
1.1国外研究应用
国外在护岸技术对环境和生态影响方面研究较早，认为混凝土护岸会引起生态与环境的退化。瑞士、德国和日本等国技术人员均提出了一些生态护岸技术。美国以及欧洲一些国家常用的是土壤生物护岸，主要是利用植物对气候、水文、土壤等的作用来保持岸坡稳定，通过植物对坡面的有效覆盖，根系降低土壤孔隙水压来加固土层和提高抗滑能力，有时与工程技术结合进行综合保护，提高防护使用年限，主要包括植草、植树等生物方式。国外植物护岸应用研究比较多，主要考虑植物根部对土壤加固作用，对利用植物树干枝叶护岸消浪促淤的研究较少。
1.2国内研究应用
1.2.1水库植物护岸应用。北大港水库位于天津市东南部地区，水库设计库容5.0亿m3，围堤长54.511 km，坝型为均质土坝，堤坝外坡设计无防护措施。由于筑堤土料为盐碱土，造成水库围堤坝坡几乎寸草不生，坝坡受雨水冲刷作用水土流失严重，沟壑遍布，有的雨林沟深达70 cm，直接威胁到水库围堤的安全。因此，堤坝维护一直是困扰水库管理部门的难题。1999年北大港水库深入开展了高盐碱堤坝护坡植物的筛选和应用工作。对本地植物进行调查，选择具有潜在护坡实用价值的植物进行科学筛选，然后进行室内和野外的栽植试验，研究其固坡效果和生态效应。经试验筛选出西伯利亚白刺作为一种较为实用的护坡植物，进行了推广应用研究，结果表明该物种的固坡效果良好，适合进一步推广。2009年进一步开展试验研究，筛选出大滨菊、碱蓬、马蔺、金娃娃萱草和狗牙根等5种草本植物以及紫穗槐、柽柳和罗布麻等多年生灌木在水库坝坡进行种植试验，从效果来看，长势良好，适合在水库大面积种植。这种方式可有效地保护坝坡，大大减少工程维修量，节省人力、物力、财力，降低工程维护成本，还可使坝坡绿化，美化环境，其经济效益和社会效益显著。
1.2.2河道植物护岸应用研究。20世纪80年代初，珠江三角洲新会、斗门在堤外滩地上种植落羽松、水松等适生防护林防风消浪，固滩护岸，已经过历年台风暴潮的考验。8908 号台风加暴潮袭击斗门县时，境内最大风力10级，全县289 km堤围，缺口449个，缺口长度达40 km。灾后检查发现，凡是堤外滩种植了以水松为主的固堤防浪林的堤围都是安全的;没有栽植的防浪林的堤围，即使堤外砌石防浪，也免不了堤围缺口。由此可见，防浪林有效地保护了堤围的安全。据观测，10行以上的林带可以把堤外河槽 7 级的大浪削减为3级，3～5行间距为1 m左右的林带即可有效地防浪护堤。
在河岸带种植树木形成河岸防护林，其作用主要体现在:一是洪水经过河岸防护林时在防护林的阻滞作用下，流速大为减慢，减小了水流对土表面的冲刷，增加了淤泥沉积量，主干、枝叶消减了波浪对岸堤的冲刷破坏作用;二是植物的根系发达，增加了土壤抗侵蚀的机械强度，减少了河岸的崩塌和冲刷;三是根、茎、叶的生长对土壤有改良作用，增加了土壤的有机质的含量，改善了土壤的结构，增强了土壤的含水性，从而增强土壤的抗侵蚀能力。 免费论文下载中心 2植物护岸消浪研究
2.1河道植物护岸的消浪研究
利用防浪林固滩护岸的实际应用不少，但对消浪效果及消浪机理的研究却不是很多。浙江海塘沿线生长的鸡干草，湖南洞庭湖临湖堤前的垂柳和鸡婆柳，江苏洪泽湖大堤堤坡上的防浪林台等，都在当地起到了良好的消浪护堤的作用。通过试验认为，林带消浪机理主要是波浪通过林带时，受到树干、枝条表面积的阻力，造成水体局部间的紊流，达到消能和降低浪高的效果[5]。消浪的效果主要取决于林带的排数、林木的长势及林木水下体积等因素。研究表明:防浪林消浪效果与防浪林的排数成正比，消浪与林分纵剖面盖度紧密相关，当排数一定时，林分纵剖面盖度愈大，浪蚀愈小。
2.2近海岸滩植物消浪研究及应用
我国海岸线绵长，近岸带的防护建筑物或天然海岸经常受到波浪的侵蚀，技术人员对这个问题的认识也比较早，利用生物消浪护岸的历史也比较长，福建省沿海一带的红树林，上海市滩涂上的大片芦苇滩，浙江沿海的互花米草、大米草护岸工程，都是利用生物方法消浪促淤、保护海岸，效果明显[6]。试验认为，以往林木的枝叶在波浪的打击下随波摇摆会对消波不利的结论，忽略了林木枝叶对波浪分子运动摩擦损耗有利于消波的一面;防浪林的最大消波性能可达80%左右。若要达到100%的消波性能除非使林带的宽度无限大。
3结语
植物护岸技术主要利用植物保护河道岸坡、堤围及岸滩，与传统的护岸工程相比较，除了具有增强岸坡的稳定性、防止水土流失、防风消浪等功能外，还有成本低、工程量小、环境协调性好等优点。在坡面不稳定时还可以调整自身的状况来适应坡面的变化，维持较高的抗侵蚀能力。但防浪林消浪的机理还未达到一个统一的认识:植物的枝叶究竟是对消波有利还是减小了植物的消波作用，还有待于进一步的研究和探索。目前，利用植物消浪护岸实际应用的比较多，对其防风消浪、固滩护岸的作用已有了定性的认识，但是缺乏系统的研究、定量的分析、科学的种植和统筹规划。植物护岸工程是生物治河的措施之一。滩地、河岸是河流生态系统的重要组成部分，是河流生态系统与陆地生态系统之间的过渡区。在调节气候、保持水土、防洪等方面有重要的功能。在河岸、堤围、岸滩的保护中不仅需要考虑岸坡结构稳定性，还应从生态的角度分析工程对种群等生态因子的影响，应保持生态的动态稳定、可持续性及景观的协调性。这是生态平衡的需要，也是护岸工程日益发展的趋势。
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参考文献
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[3] 龚崇准，陈美发，朱宪伟，等.桩式离岸堤岸滩促淤工程消浪效果试验研究[J].海洋工程，2001，19(4):72-76.
[4] 夏继红，严忠民.国内外河道生态型护岸研究现状及发展趋势[J].中国水土保持，2004(3):20-21.
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[6] 颜学恭，曾祥培，徐德新.长江中游防浪林效能效益分析与研究[J].武汉水利电力大学学报，1997，30(3):51-53.
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