摘要：香港地少人多，市區(qū)人口密度之高，為世界之冠，超過5300人／km2。為制造出更多的平地空間，改造斜坡便成為香港市區(qū)發(fā)展的重要因素之一。早期人工斜坡的設計，多以結構體之安全性和穩(wěn)定性為考量。隨著市民環(huán)境保護意識之提高，現(xiàn)今的斜坡設計，除了須滿足一般之城市規(guī)劃要求外，更需考慮環(huán)境之美化和生態(tài)之效益。本文介紹生態(tài)工法設計在香港斜坡工程上的各種應用，以探討其優(yōu)劣處、局限性、可行性和綜合效益。

關鍵詞：人工斜坡；生態(tài)工法設計；護坡工程；香港

1引言
香港位于南中國海岸線上，屬于華南丘陵地帶的一部分，地體的主干是一系列東北-西南走向的山脈，加上全新世海水進夷淹沒了地勢較低的地方，形成香港高山多、低地少的地形特征。據(jù)統(tǒng)計，香港大部分地區(qū)都是由1:5至1:3的山坡地所組成，而坡度高達1:2的地方也不少，地勢較平坦而坡度低于1:5的地方只屬小部分。由于可供使用的平地面積極之有限，未能滿足人口增長和工商業(yè)發(fā)展的需要，所以政府除了在海港兩岸積極填海造地外，更大力改造市區(qū)內(nèi)和附近的山坡，以制造出更多平面空間以供發(fā)展使用，而人工斜坡已成為香港市區(qū)的特色景觀之一。另一方面，香港具有典型的亞熱帶季風氣候，雨量充裕，年降雨量平均約2200mm，最高可高達3000mm以上。大部分降雨集中在5~9月的雨季，占全年雨量的80%以上。在雨季期間發(fā)生的暴雨，24h和1h的降雨量可以高達500mm和100mm以上。有研究指出，若24h的降雨量超過100mm，而15d內(nèi)的總降雨量又超過350mm的話，較大型的滑坡便有可能發(fā)生。由于以上特殊地理條件，香港的滑坡和泥石流的災害問題十分突出。1945~1997年間，大小不同的滑坡和泥石流共發(fā)生超過27000次之多。一直以來，結構體之安全性和穩(wěn)定性都是斜坡工程的首要考慮因素。隨著香港市民對環(huán)境的要求日漸提高，現(xiàn)期的人工斜坡不單要合乎安全標準，亦要滿足環(huán)境美化和生態(tài)保育的要求。近年提倡的“綠色斜坡”（greenslope），就是將生態(tài)工法設計運用在斜坡工程上。本文會首先介紹各種普遍在香港使用的傳統(tǒng)護坡方法，找出這些方法所引起的各種環(huán)境和生態(tài)的影響，然后介紹生態(tài)工法設計在香港斜坡工程上的各種應用，以探討其優(yōu)劣處、局限性、可行性和綜合效益。
2斜坡工程
在香港，滑坡和泥石流一直以來是被理解為由不穩(wěn)定斜坡所引發(fā)的地質(zhì)災害。巖土是否穩(wěn)定既被定義為一種力學問題，在處理斜坡問題的時候很自然運用工程的方法入手。對于不同斜坡的護坡工程，香港有嚴格準則規(guī)定護坡工程的細則和要求。本文在此只簡單介紹一些在香港較普遍使用的斜坡方法?；\統(tǒng)地說，香港的護坡工程分4大部分，分別是：坡面保護（surfaceprotection）、排水管道系統(tǒng)（drainagesystem）、坡形改造（trimming）和加固結構（reinforcementstructures）。2.1坡面保護坡面保護是在山坡的表面鋪設一層相對堅固而又不透水的人工材料。堅固的表面能抵受雨點濺蝕和片蝕沖刷，有效地保護坡面，減低坡面崩壞的可能性，其不透水的特性能防止大量的雨水入滲土層，大大減少因雨水入滲斜坡而形成的剪切力（shearstress）。常見的坡面保護方法有：（1）噴射混凝土砂漿坡面（sprayedconcrete）。噴射混凝土砂漿的好處是工程簡單，技術要求低、造價平、應用范圍廣泛，無論是陡峭或平緩的斜坡都適用。因此，香港到處都可以看到混凝土砂漿的斜坡。（2）砌石坡面（stonepitching）。在一些要求美觀或有堅固表面的山坡，可以使用砌石護坡的方法，但造價卻較昂貴。（3）植被坡面。在一些要求較自然的山坡，可以在坡面上植樹或種草以穩(wěn)固土層，但此方法并不較用于陡峭的斜坡。
2.2排水管道系統(tǒng)
斜坡的排水管道系統(tǒng)發(fā)揮著與坡面保護相輔相成的作用。坡面排水系統(tǒng)多以網(wǎng)絡的形式平均分布在斜坡上，能有效收集坡面的徑流并迅速地將它排走，大大減少徑流在斜坡停留的時間。此外，坡面排水系統(tǒng)將斜坡劃分成多個集水小區(qū)，便能減低坡面徑流所做成的片蝕沖刷。然而，即或最完美的坡面工程亦不能完全防止雨水入滲。隨著時日增加，斜坡內(nèi)仍可能累積了過量的地下水。隨著地下水位升高，土層體積會膨脹而變形。地下水流動亦會做成滲透潛蝕，最終會影響到斜坡的結構。因此，斜坡上每隔一定的距離便須安裝傾斜排水管（rakingdrain）或降壓排水管（reliefdrain），將斜坡內(nèi)多余的水量排走。

2.3坡形改造
在絕大部分的情況下，斜坡必先改造成適當?shù)钠滦?，以配合發(fā)展計劃的需要和滿足工程力學的要求，然后才進行其它種類的斜坡工程。例如：如果風化層太厚，便須將部分的風化物挖走，以增加斜坡的穩(wěn)定性；若山坡的坡度太大或坡面起伏不定，通常是將山坡切削成坡度較平緩的斜坡。當然也可以在山坡上堆土然后進行壓實，以塑造成適合的斜坡型態(tài)。
2.4加固結構
存在于斜坡上不牢固的物料，若不能將它移走，就需要安裝加固結構，以防它從山坡上剝落或下滑。針對不同的情況，不同的加固結構便派上用場：（1）土釘（soilnail）將土層牢固于斜坡上，減低土層下滑的可能性；（2）巖石錨桿（rockanchorag
e）、巖石抗滑樁（rockdowel）用以預防不穩(wěn)固的巖石松脫；（3）滾石保護網(wǎng)格（wireprotectionmesh）、滾石欄柵（boulderfence）用以阻擋滾石從斜坡頂部滾落到山坡腳下；（4）擋土墻（retainingwall）建于土坡腳下，能為斜土提供額外的支撐力，減少斜坡土層崩塌的可能性；（5）支撐墻（buttress）用以支撐凸出斜坡外的懸垂部份。
3人工斜坡之環(huán)境影響
一直以來，香港比較注重人工斜坡的功能，較少有其它方面的考量。無可否認，斜坡工程若不能發(fā)揮護坡保土的作用，會直接對附近居民的生命和財產(chǎn)構成危害。然而，單從功能角度出發(fā)去建造的人工斜坡，卻引伸出4方面的環(huán)境影響。
3.1生態(tài)影響
人工斜坡無論在型態(tài)和結構上都有別于天然山坡。一般來說，人工斜坡為滿足工程力學和排水的要求，坡面筆直單一，缺乏層次。不透水的坡面表層更像絕緣體一樣，將斜坡的土層隔絕于外面世界，中斷了物質(zhì)和能量流動。用混凝土或砌石造成的坡面一般都是光禿禿沒有植物，全無生氣。雖然有個別的人工斜坡鋪設表層固土植被，但亦只限于以草或灌叢的植物為主，生態(tài)結構極度簡單。反觀天然山坡，坡面崎嶇起伏有變化，物質(zhì)和能量能在斜坡系統(tǒng)內(nèi)自由流動轉(zhuǎn)化。不同水土條件組合便形成不同的微環(huán)境，因而締造出多樣化的生態(tài)環(huán)境。具較好水土條件的地方，能長出高大的喬木；具水土條件較差的地方，也能生長出灌叢或野草等植物。亳無疑問，將天然山坡改造成為人工斜坡，從生態(tài)學的角度來說，是一種生態(tài)的退化。
3.2水文影響
人工斜坡的坡面是刻意使用不透水的人工物料合成，雖然能有效地減低雨水的入滲量，但這樣亦改變了斜坡內(nèi)外水的收支平衡。人工斜坡的水文特征與天然斜坡有很大的差異，相反它的水文特征卻較象城市地區(qū)。首先，因為雨水下滲量減少，地下水量亦會減少，可能會引致附近河流缺乏地下水補充，對附近河流的生態(tài)有負面影響。更重要者，是在人工斜坡上產(chǎn)生的大量地面徑流，若處理不善，無論在坡面上或山地腳下都做成侵蝕、水土流失等問題。在香港，有很多人工斜坡的損耗率是十分高，坡面每隔數(shù)年便須番新一次，正好反映侵蝕問題的嚴重性。此外，因為人工斜坡坡面筆直，又有較完善的排水系統(tǒng)，能將有效收集大量的徑流迅速往坡底方向輸送。斜坡外的排水渠道或下游的河流若沒有對等的排水能力，便可能會出現(xiàn)洪峰，引發(fā)洪澇問題。
3.3視覺影響
香港地少人多，現(xiàn)今超過600萬的人口，大部分集中于海港兩岸的地方。市區(qū)人口密度之高，為世界之冠，超過5300人／km2。天然土地稀少，土地應用十分緊張，要做好城市綠化并不容易。事實上，香港的城市綠化程度遠比世界上很多先進的大城市為低，有人甚至謔稱香港是一個混凝土森林。斜坡的改造其實可以提供很多綠化的機會，但是香港一直以來都沿用工程學的思考模式去處理，多喜用混凝土作為人工斜坡的主體，斜坡綠化和景觀的問題并未被受到充分的注視。從景觀的角度來說，以混凝土為主體的人工斜坡，型式單調(diào)，顏色暗淡，缺乏層次感和生氣，斧鑿的痕跡十分明顯，與其說它是天然山坡的延伸，它更像是人為的建筑物，未能在城市景觀中發(fā)揮點綴和美化作用。
3.4安全問題
斜坡工程的最重要目的是改善斜坡的穩(wěn)定性，但諷刺的是，在香港約有60%的滑坡和泥石流是發(fā)生在人工的土坡或土巖坡上。這似乎是件不可思議的事：為什么斜坡完成護坡工程后，滑坡和泥石流卻好象更容易發(fā)生？原來香港很多斜坡工程都是為配合大型的發(fā)展計劃而設，而大型的發(fā)展計劃因為要求有足夠的平面空間作發(fā)展之用，便須改變當?shù)氐牡匦翁卣?，將斜坡切削成階梯狀便是其中最普遍的例子。很多時候，經(jīng)切削后山坡的坡度都會高出天然的平衡坡度，因此便須要進行斜坡工程以增加斜坡的穩(wěn)定性達到安全的水平。然而，護坡的工程設施有可能會隨著時日而老化，斜坡的穩(wěn)定性便因而降低，所以市民若以為斜坡工程完成后便安枕無憂，便是大錯特錯。工程完成后的斜坡仍須進行定期的巡查和維修，以確保安全。

4.3土壤固化劑（soilstabilizer）

土壤固化劑的應用在歐美國家已有30多年的歷史，成功應用于興建道路、土木建筑、環(huán)境保護、農(nóng)田水利、固化處理各種污泥等課題上。在香港，土壤固化劑是在最近幾年才開始使用。固化劑的作用機理主要通過固化分子交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結構，使泥土的表面變得堅硬，具有與混凝土相似的特性，從而提高土壤表面的抗壓、抗?jié)B、抗折等性能。而水調(diào)節(jié)分子能與土壤中的水分形成化學鍵，借著形成微晶核和通過晶核配位，在土壤的孔隙中生成針狀晶體，以增強土壤顆粒的凝聚力。土壤固化劑的好處是使用簡單，固化后的土壤并不影響植被的根系生長，但其應只限于一些坡度較平緩的斜坡。
4.4斜坡美工
在一些結構較差或坡度陡峭的山坡，需要堅固的護坡工程，便不得不使用支撐力較強的混凝土砂漿或砌石方法。為了減少混凝土和石材所做成的冰冷感，使景觀變得柔和容易接受，可以在斜坡的腳下位置加上種植基座（toeplanter），根據(jù)不同的情況和須要種植花卉、樹木或攀附植物。此外，砌石護坡可以利用不同石材的顏色或質(zhì)感上差別，砌出富有藝術氣息的幾何圖案；也可以運用不同大小的石塊，砌出美麗的浮雕坡面。
5生態(tài)護坡之限制與展望
在香港，滑坡和泥石流防治一直以來是斜坡工程的最終目的。斜坡結構的穩(wěn)定性是首要考慮的因素，生態(tài)和環(huán)境只是相對次要的考量。在沒有犧牲結構穩(wěn)定性的大前提下，生態(tài)工法設計不失為斜坡工程的另類選擇。然而，現(xiàn)時生態(tài)工法在香港的應用仍然處于起步階段，很多技術問題仍未完全解決，以致應用上仍存在很大的限制。首先，生態(tài)設計在維持斜坡的穩(wěn)定性上，并不能取代傳統(tǒng)的混凝土或砌石護坡，只可以發(fā)揮輔助的作用。其次，現(xiàn)時的生態(tài)工法設計的應用仍然多集中于美化環(huán)境的層次，并未真正改善了斜坡的生態(tài)功能。所以嚴格來說，現(xiàn)時的生態(tài)工法設計仍然未達到生態(tài)護坡的真正目的。生態(tài)工法設計若要進一步發(fā)展，必須由美化環(huán)境的層次往生態(tài)功能的層次過渡。此外，財政亦是重要的考慮因素。無可否認，生態(tài)工法設計能彌補傳統(tǒng)斜坡工程不足的地方，但使用生態(tài)設計的成本亦較簡單的傳統(tǒng)方法為高。當然，若要達到保護人命安全的目的，成本是否高低不應是決定因素。但在一般的情況下，多花金錢去建造較美觀和較合乎生態(tài)的斜坡，對決策者而言，未必是一個合乎成本效益的方案。筆者相信，隨著新材料、新技術的引進，生態(tài)工法的造價將很快會降至一個較容易接受的水平，加上香港市民要求有更高質(zhì)量的社區(qū)環(huán)境，生態(tài)護坡在香港的應用將愈來愈普遍，并為香港的可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻。