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(shè)計(jì)，多以結(jié)構(gòu)體之安全性和穩(wěn)定性為考量。隨著市民環(huán)境保護(hù)意識(shí)之提高，現(xiàn)今的斜坡設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)在香港斜坡工程上的各種應(yīng)用，以探討其優(yōu)劣處、局限性、可行性和綜合效益。

關(guān)鍵詞：人工斜坡；生態(tài)工法設(shè)計(jì)；護(hù)坡工程；香港

1引言
香港位于南中國(guó)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(jìn)夷淹沒了地勢(shì)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(jì)，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(dá)1:2的地方也不少，地勢(shì)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(zhǎng)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(fēng)氣候，雨量充裕，年降雨量平均約2200mm，最高可高達(dá)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(dá)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?xiàng)l件，香港的滑坡和泥石流的災(zāi)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(jié)構(gòu)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)，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(shè)計(jì)運(yùn)用在斜坡工程上。本文會(huì)首先介紹各種普遍在香港使用的傳統(tǒng)護(hù)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(shè)計(jì)在香港斜坡工程上的各種應(yīng)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(zāi)害。巖土是否穩(wěn)定既被定義為一種力學(xué)問題，在處理斜坡問題的時(shí)候很自然運(yùn)用工程的方法入手。對(duì)于不同斜坡的護(hù)坡工程，香港有嚴(yán)格準(zhǔn)則規(guī)定護(hù)坡工程的細(xì)則和要求。本文在此只簡(jiǎn)單介紹一些在香港較普遍使用的斜坡方法。籠統(tǒng)地說，香港的護(hù)坡工程分4大部分，分別是：坡面保護(hù)（surfaceprotection）、排水管道系統(tǒng)（drainagesystem）、坡形改造（trimming）和加固結(jié)構(gòu)（reinforcementstructures）。2.1坡面保護(hù)坡面保護(hù)是在山坡的表面鋪設(shè)一層相對(duì)堅(jiān)固而又不透水的人工材料。堅(jiān)固的表面能抵受雨點(diǎn)濺蝕和片蝕沖刷，有效地保護(hù)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(hù)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(jiǎn)單，技術(shù)要求低、造價(jià)平、應(yīng)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(jiān)固表面的山坡，可以使用砌石護(hù)坡的方法，但造價(jià)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(hù)相輔相成的作用。坡面排水系統(tǒng)多以網(wǎng)絡(luò)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?gòu)搅髟谛逼峦Ａ舻臅r(shí)間。此外，坡面排水系統(tǒng)將斜坡劃分成多個(gè)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(shí)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(huì)膨脹而變形。地下水流動(dòng)亦會(huì)做成滲透潛蝕，最終會(huì)影響到斜坡的結(jié)構(gòu)。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(dāng)?shù)钠滦?，以配合發(fā)展計(jì)劃的需要和滿足工程力學(xué)的要求，然后才進(jìn)行其它種類的斜坡工程。例如：如果風(fēng)化層太厚，便須將部分的風(fēng)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(dāng)然也可以在山坡上堆土然后進(jìn)行壓實(shí)，以塑造成適合的斜坡型態(tài)。
2.4加固結(jié)構(gòu)
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(jié)構(gòu)，以防它從山坡上剝落或下滑。針對(duì)不同的情況，不同的加固結(jié)構(gòu)便派上用場(chǎng)：（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(yù)防不穩(wěn)固的巖石松脫；（3）滾石保護(hù)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(rèn)，斜坡工程若不能發(fā)揮護(hù)坡保土的作用，會(huì)直接對(duì)附近居民的生命和財(cái)產(chǎn)構(gòu)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(jié)構(gòu)上都有別于天然山坡。一般來說，人工斜坡為滿足工程力學(xué)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(dòng)。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(gè)別的人工斜坡鋪設(shè)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(jié)構(gòu)極度簡(jiǎn)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(dòng)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(zhǎng)出高大的喬木；具水土條件較差的地方，也能生長(zhǎng)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(xué)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?yàn)橛晁聺B量減少，地下水量亦會(huì)減少，可能會(huì)引致附近河流缺乏地下水補(bǔ)充，對(duì)附近河流的生態(tài)有負(fù)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(yán)重性。此外，因?yàn)槿斯ば逼缕旅婀P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(duì)等的排水能力，便可能會(huì)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(yīng)用十分緊張，要做好城市綠化并不容易。事實(shí)上，香港的城市綠化程度遠(yuǎn)比世界上很多先進(jìn)的大城市為低，有人甚至謔稱香港是一個(gè)混凝土森林。斜坡的改造其實(shí)可以提供很多綠化的機(jī)會(huì)，但是香港一直以來都沿用工程學(xué)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(diǎn)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(hù)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(jì)劃而設(shè)，而大型的發(fā)展計(jì)劃因?yàn)橐笥凶銐虻钠矫婵臻g作發(fā)展之用，便須改變當(dāng)?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(shí)候，經(jīng)切削后山坡的坡度都會(huì)高出天然的平衡坡度，因此便須要進(jìn)行斜坡工程以增加斜坡的穩(wěn)定性達(dá)到安全的水平。然而，護(hù)坡的工程設(shè)施有可能會(huì)隨著時(shí)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(cuò)特錯(cuò)。工程完成后的斜坡仍須進(jìn)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(yīng)用在歐美國(guó)家已有30多年的歷史，成功應(yīng)用于興建道路、土木建筑、環(huán)境保護(hù)、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(jī)理主要通過固化分子交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使泥土的表面變得堅(jiān)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(xué)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(qiáng)土壤顆粒的凝聚力。土壤固化劑的好處是使用簡(jiǎn)單，固化后的土壤并不影響植被的根系生長(zhǎng)，但其應(yīng)只限于一些坡度較平緩的斜坡。
4.4斜坡美工
在一些結(jié)構(gòu)較差或坡度陡峭的山坡，需要堅(jiān)固的護(hù)坡工程，便不得不使用支撐力較強(qiáng)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(hù)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(shù)氣息的幾何圖案；也可以運(yùn)用不同大小的石塊，砌出美麗的浮雕坡面。
5生態(tài)護(hù)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是首要考慮的因素，生態(tài)和環(huán)境只是相對(duì)次要的考量。在沒有犧牲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的大前提下，生態(tài)工法設(shè)計(jì)不失為斜坡工程的另類選擇。然而，現(xiàn)時(shí)生態(tài)工法在香港的應(yīng)用仍然處于起步階段，很多技術(shù)問題仍未完全解決，以致應(yīng)用上仍存在很大的限制。首先，生態(tài)設(shè)計(jì)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(hù)坡，只可以發(fā)揮輔助的作用。其次，現(xiàn)時(shí)的生態(tài)工法設(shè)計(jì)的應(yīng)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(yán)格來說，現(xiàn)時(shí)的生態(tài)工法設(shè)計(jì)仍然未達(dá)到生態(tài)護(hù)坡的真正目的。生態(tài)工法設(shè)計(jì)若要進(jìn)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(cái)政亦是重要的考慮因素。無可否認(rèn)，生態(tài)工法設(shè)計(jì)能彌補(bǔ)傳統(tǒng)斜坡工程不足的地方，但使用生態(tài)設(shè)計(jì)的成本亦較簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)方法為高。當(dāng)然，若要達(dá)到保護(hù)人命安全的目的，成本是否高低不應(yīng)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(duì)決策者而言，未必是一個(gè)合乎成本效益的方案。筆者相信，隨著新材料、新技術(shù)的引進(jìn)，生態(tài)工法的造價(jià)將很快會(huì)降至一個(gè)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(hù)坡在香港的應(yīng)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(xiàn)。