河道护岸是水体与陆地的过渡带,承担着固定岸坡、为生物栖息提供场所的功能。由于人们对河道防洪排涝功能的片面认识,硬质护岸被广泛应用在城市各级河道中,导致了水体自净能力削弱及河流生态环境退化等问题。护岸生态化改造技术对河流水环境改善具有重要意义。多孔混凝土和泡沫陶瓷这两种轻质材料因价格便宜、制备工艺简单在河道护岸生态化改造方面具有广阔的应用前景。目前多孔混凝土和泡沫陶瓷的应用还局限于新建护坡或土坡改造,在直立式硬质护岸生态改造方面有应用潜力。通过材料强度、植生特性和净水效果的对比试验,得到泡沫陶瓷和多孔混凝土的最佳孔隙率与配合比。多孔混凝土试块最佳孔隙率为30%,最佳配合比为粒径10-20mm,水灰比0.3;泡沫陶瓷试块最佳孔隙率为40%,最佳配合比为孔隙直径1-2mm,造孔剂比0.25。在最佳孔隙率和配合比条件下进行护岸改造模拟实验,考察不同季节和不同流速条件下两种材料的表面生物膜结构和对水质的净化效果。结果表明:在水流流速为V=0.03 m/s时,生物膜形成波浪状结构和丝状结构,生物膜厚度和微生物菌落总数为776μm和3.42×10⁸ CFU·mL^-1,生物膜中的好氧、厌氧和缺氧细菌都发育良好,水中COD、NH₃-N、NO₃-N、TN和TP去除率为64.0%、67.7%、60.3%、65.1%和46.9%。春季时由于蓝藻的抑制作用,材料表面生物膜发育程度较低,生物膜厚度和微生物菌落总数分别为242μm和1.35×10⁸ CFU·mL^-1,水质改善效果差,COD、NH₃-N、NO₃-N、TN和TP去除率分别为35.6%、-6.5%、38.7%、1.2%和39.1%;夏季时生物膜生长情况优于春季,达到547μm和2.02×10⁸ CFU·mL^-1;秋季时材料表面微生物数量和群落多样性达到顶峰,为776μm和3.18×10⁸ CFU·mL^-1,水质改善效果达到一年四季中最佳,去除率分别为52.6%、60.4%、52.0%、58.3%和56.9%;冬季时气候寒冷,生物膜较厚但活性微生物减少,为974μm和1.94×10⁸ CFU·mL^-1。通过优化多孔混凝土挂板结构和筛选挂板植生植物,强化多孔混凝土挂板水质净化效能。结果表明:对比普通混凝土挂板COD、NH₃-N、TN和TP的去除率40.7%、40.3%、31.4%和43.2%,植生后的挂板水质改善效果无显著提高,去除率分别为44.8%、42.9%、34.5%和46.4%;结构优化后的植生挂板水质改善效果有显著提高,去除率到达62.9%、61.8%、59.7%和64.7%。微生物群落分析表明:结构优化多孔混凝土挂板材料,填料和植物根系为微生物的附着生长提供了良好的条件,丰富了微生物多样性,Hydrogenophaga（嗜氢菌属）、Pseudomonas（假单胞菌属）、Nitrospira（硝化螺菌属）等功能性微生物总量增加,有利于水质改善。将经过植生强化的多孔混凝土挂板应于到宜兴市社渎港硬质岸坡生态改造工程,示范工程中的多孔轻质挂板在现场模拟实验中COD、TN、TP平均削减效果达到42.1%-59.1%、37.9%-60.3%、41.2%-63.9%和40.2%-53.7%。实验室模拟实验和示范工程为在越南河道开展岸坡生态化改造工作提供了技术范例和经验积累。