1.生態護坡的含義與作用機理
生態護坡是河流生態治理的壹項重要措施，是結合水利工程與生態環境保護而興起的壹種新型護坡技術。它集現代水利工程學、生物科學、環境學、生態學、景觀學、美學等學科為壹體，打破了傳統護岸水泥三面襯砌、整齊劃壹的格局，同時不再僅僅強調護岸的抗沖刷能力等，而要求穩定性、景觀性和生態性的完美結合。因此，生態護坡技術可描述為“通過使用植物或植物與土木工程相結合的方式，減輕水流、風浪、雨水等各類侵蝕的程度，提高坡面及坡腳的穩定性，實現河岸生態群落向頂級群落演變的水利工程技術”。
生態護坡技術是利用植被涵水固土的原理穩定巖土邊坡同時美化環境的新技術，是涉及巖土工程學、水土保持學、環境保護學、生態學植物學、園林學、土壤肥料等多學科於壹體的綜合工程技術。
根據以上概念，生態護坡模式應具有以下特點：
1）從概念與方法看，強調兩個標準的協調，不僅需要根據當地自然和社會經濟發展狀況提出河道的防護體系標準，而且需要了解河道本身的自然生態體系，使得工程實施後能盡快恢復河道系統的生態平衡。涉及的領域更寬，技術手段更多，方法更復雜。
2）豐富了原有護坡模式，不僅包括傳統的防護綠化型，而且還包括灘地的人工濕地系統，高爾夫球場、種植養殖等開發型模式。
3）材料的選擇多樣化，包括土、石、混凝土、生態型混凝土制品、土工合成材料、適宜的植物等。只要滿足生態防護的要求，不排斥采用混凝土進行防護。
4）與傳統的綠化美化不同，生態護坡強調盡量利用自然的力量達到植被系統的生態平衡和自然修復，恢復自然的四季景觀。經驗表明，不能自然生態平衡的系統需要人工進行維持，因而管理維護費用高。
生態護坡作用方式主要是通過坡面植物的地下根系和地上莖葉，地下廣布的根系縱橫交織，大大增加了土體的固著和結持力，地上部分的莖葉可減少或防止降雨對地的直接撞擊濺蝕。從上述角度出發，其護坡機理應當從以下兩個方面考慮：①植被系統控制侵蝕的力學機制（力學效應）；②植被系統控制侵蝕的水文機制（水文效應），在這方面周錫九、張俊雲、王文生等人做了大量的研究工作，歸納起來生態護坡的機理如圖10-1所示。
圖10-1 生態護坡機理
圖10-1中深根錨固作用與蒸騰排水效應的主要功能是加固邊坡，淺根加筋作用與莖葉水文效應的主要功能是坡面防護。
植被的力學效應。植物分為草本類植物和木本類植物兩大類，由於這兩大類植物生物學特性不同，造成其根系形態也不盡相同，因此其作用機理也不同。根據根的形態特征，植物根系可分為草本類植物根系和木本類植物水平根系、垂直根系三種類型，從力學角度表現為淺根加筋、深根錨固兩種作用類型。其機理如下：①淺根的加筋作用。植草的根系在土中錯綜盤結，使邊坡土體在其延伸範圍內成為土與草根的復合材料，草根叫視為帶預應力的三維加筋材料。②深根的錨固作用。木本植物的垂直根系的主根粗壯，紮入土層較深。垂直深根穿過邊坡的軟弱層或滑動面，以錨固與樁側阻的方式對邊坡起到加固作用，其作用類似於錨桿或抗滑樁。
植被的水文效應。植被地上部分的莖葉及枯枝落葉可減少或防止降雨對地面的直接撞擊濺蝕，植物尤其是草本植物具有控制土壤侵蝕的能力，通過其降雨截留、徑流延滯、土壤增滲、土層固結等作用，改善坡面小氣候，減緩了土表侵蝕。①降低坡體孔隙水壓力，提高土體抗剪強度。降雨是誘發滑坡的重要因素之壹，邊坡的失穩與坡體水壓力的大小有著密切關系。植物通過吸收和蒸騰坡體內水分，降低土體的孔隙水壓力，增加土體吸力，提高土體的抗剪強度，有利於邊坡體穩定。②降雨截留，削弱濺蝕。壹部分降雨在到達坡面之前就被植被截留，重新蒸發到大氣或下落到坡面。下落的雨滴在打擊坡面時，把動量傳遞給土體，產生的分裂力使土體顆粒分離飛濺，在滴濺過程中，雨滴動量越大，撞擊分裂力越大，被濺出的土粒數量也越多，植被能攔截高速下落的雨滴，減少雨滴數量、滴濺能量及飛濺的土粒。③抑制徑流沖刷。地表徑流帶走己被滴濺分離的土粒，進壹步引起片蝕、溝蝕，植被能夠抑制地表徑流並削弱滴、濺蝕，從而能控制土粒流失。通常情況下，土的流失量隨植被覆蓋率的增加呈指數關系降低。
2.生態護坡相對於傳統護坡的優勢
傳統的城鎮河道整治，壹般采用單純的工程措施護坡，主要有漿砌或幹砌塊石護坡、現澆混凝土護坡、預制混凝土塊體護坡等，護砌形式多為梯形或矩形斷面，有些甚至是全斷面襯砌。這些結構形式的傳統護坡，在保持坡岸的結構穩定、防止水土流失以及防洪排澇等方面，起到了壹定的作用，但卻對景觀、環境和生態產生了不同程度的負面影響。而目前采用的生態型護坡壹般是采用植物護坡或植物與工程措施相結合的復合護坡。因為植被的存在，恢復了護坡應具備的生態學功能，相對於傳統護坡有了較大改善。
（1）改善水質及水體的自凈能力
光潔、硬質的傳統護坡，岸坡沒有植物作為屏障，會使岸邊的垃圾以及地表徑流帶來的汙染物輕易進入水體，加速水體水質的惡化，造成汙染。而生態護坡因為植被能夠滯納垃圾和顆粒物質，過濾來自高地以及地表徑流中的汙染物，起到保護河道水體的作用。蔡婧等的研究發現土壤生物工程柴籠、灌叢墊和傳統的植草護坡對懸浮固體和營養鹽的截留率達到80%以上。另外，寸草不生的傳統硬質護岸，破壞了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環體系，不利於具有凈水功能的水生生物的生長，削弱了水體的自凈能力。生態護坡所采用的植被以及新型材料加強了護坡的透水性和透氣性，在壹定程度上保持了水體—土壤—生物之間的物質和能量循環，保護了水體的自凈能力。
（2）調節水溫變化，維持水生生態系統的平衡
傳統護坡增強了對光照的吸收，導致水體溫度變化過大，不利於維持水中生態平衡。水溫的變化過大，不利於對溫度敏感物種的生存；對魚類產卵產生較大的負面影響，因為魚類的正常繁殖對溫度的反應非常敏感；在高溫季節，還會孳生傳染病菌。而引入植被、灌木或森林的生態護坡在調節光照吸收和防止水溫變化過大方面起到了壹定的作用。因此，從這個層面上說，生態護坡在壹定程度上改善了水生生態系統的平衡。
（3）保護河道系統的生態多樣性
混凝土和砂石修葺的傳統護坡在壹定程度上加快了水體的流速，加大了水流沖刷力度，水中壹些生物會被水流沖走，使水中生物減少，岸上又缺乏天然植物，直接影響沿河野生物種，如水鳥等的生存。據統計，目前河道襯砌後，沿河生物種類減少了70%以上，而水生生物也只相當於原來的50%，加之河道的裁彎取直、橫斷面的幾何規則化，使自然河流系統中河床的異質性不復存在，許多水生生物無法安身，不能形成多種多樣的生境組合。生態護坡的透水性有利於維持河道水體的原有流速，同時也為各種生物的生長、昆蟲和鳥類的棲息、魚類的繁殖提供了有利的水邊環境，保護了河道系統的生物多樣性。
（4）恢復護坡的綠色景觀
過去沒有綠色的傳統護坡，使河道失去了原有的生機。而增加了綠色的生態護坡，恢復了護坡的綠色景觀，滿足了現代人回歸自然的追求。生態型護坡是在傳統型護坡基礎上的改進，不單純局限於新型環保材料或技術的應用，同樣重視發掘傳統人工材料和技術的生態功能以及改進傳統的護坡方法，在設計和施工中更多地顧及環境和生物的需求。因此，生態型護坡既源於傳統型護坡，又有別於傳統型護坡，是護坡工程發展的嶄新階段。