淺析水利工程建設中生態(tài)堤防設計

高 建

(喀左縣凌河保護區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122300)

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淺析水利工程建設中生態(tài)堤防設計

高 建

(喀左縣凌河保護區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122300)

水利工程建設的目的是整治河流。現(xiàn)如今，隨著新技術和新材料在水利工程建設工程中的應用逐漸增多，人們更加注重水利工程建設中的生態(tài)堤防設計。在一些加強河流的生態(tài)建設中，已經(jīng)可見一些生態(tài)型護坡技術、生物棲息地建設、 河流自然形態(tài)恢復、堤防綠化等融合了先進理念的技術和措施。這些均為我國生態(tài)堤防建設的發(fā)展起到了表率作用。文章從水利工程建設中生態(tài)堤防設計原則出發(fā)，提出了水利工程建設中生態(tài)堤防設計思路，為協(xié)調好人類與自然界的關系做出努力。

水利工程建設；生態(tài)堤防；設計；施工與管理

一直以來，河道堤防設計的目的都是通過加固堤岸、裁彎取直等工程滿足人們對于防洪、發(fā)電或航運等多種經(jīng)濟要求[1]。而現(xiàn)今在可持續(xù)發(fā)展思路的推動下，建設生態(tài)河道已經(jīng)成為我國河道建設的一個大的方向。在河流生態(tài)治理中，生態(tài)堤防建設是恢復河流健康的重要舉措。同時，生態(tài)堤防建設有利于實現(xiàn)河流自然生態(tài)、水生動植物的生存繁殖、拓寬城市空間等綜合功能。當前各級河道的生態(tài)堤防設計還處于探索階段，還需要不斷的實踐貫徹生態(tài)堤防設計理念。

1 生態(tài)堤防的概述及其基本原則

1.1 生態(tài)堤防的概述

生態(tài)堤防，實質上，就是在原有堤防設計要求的基礎上，增加一項要求。堤防修筑，最根本的要求是對河岸實施修復以及加固，達到防洪防澇的目的[2]。而生態(tài)堤防，就是在對河岸實施修復以及加固時，盡量運用自然因素實施修筑。在此狀況下，生態(tài)堤防建設的結構就需要改變，且生態(tài)堤防建設的施工材料就需要尋求天然材料?？傊?，生態(tài)河堤建設，其最終是建設出適合生物棲息，兼顧滿足抗洪強度要求的護岸。通常，生態(tài)堤防設計有3種類型，①自然原型護岸河堤。在河岸周圍種植具有喜水特性的植物(譬如柳樹、水楊、白楊、榛樹以及蘆葦、菖蒲等)保護河堤。這種生態(tài)堤防適合建于坡緩或腹地大的河段。缺陷是抵抗洪水的能力較弱。②自然型護岸河堤。將種植植被和石材、 木材等天然材料結合在一起應用，實現(xiàn)防洪護堤。該類型的生態(tài)堤防設計常常被用于較陡的坡岸或沖蝕較嚴重的地段。③人工自然型護岸河堤。在防洪要求較高、 腹地較小的河段中，常常采用此設計。此設計是在自然型護岸基礎上加用混凝土、 鋼筋混凝土等材料設置的隔擋進行建設的。人工自然型護岸河堤最大的優(yōu)勢是抗洪能力較強[3]。

1.2 生態(tài)堤防設計的基本原則

生態(tài)堤防設計要摒棄重經(jīng)濟發(fā)展輕綠色發(fā)展的錯誤思路，要牢固貫徹綠色發(fā)展、 科學發(fā)展、 平衡發(fā)展的現(xiàn)代發(fā)展理念[4]。因此，生態(tài)堤防設計，在筑堤過程中，必須遵循以下5項原則，才可確保其實用性。①安全原則。在生態(tài)堤防建設中，首項要求就是在滿足高堤防建設水平和建設標準的前提下，確保水域周邊居民的人身安全。因此，防洪安全是生態(tài)防洪建設的根本要求。②整體性原則。生態(tài)堤防嚴格意義上來講，是河流水生態(tài)系統(tǒng)空間的延伸。作為河岸景觀的一部分，生態(tài)堤防設計要考慮河流堤岸的整體性，并展示其特色[5]。③自然原則。所謂“自然原則”，就是在構筑堤防時，盡量不破壞水域自然環(huán)境特征。在河道景觀規(guī)劃建設中，將自然元素充分利用，最大程度的提升生態(tài)價值。④生態(tài)原則。生態(tài)堤防設計，之所以稱之為“生態(tài)堤防”，目的就是堅持“生態(tài)治水”，形成“人水共融”的良好環(huán)境。其根本是滿足人類防洪除澇的要求基礎上，也同樣滿足生物的生存需要。簡而言之，即不能因人類一方的需求而破壞水生動植物生息、繁衍空間。⑤親水原則。通過建設堤防，給當?shù)鼐用裉峁┮粋€人性化的活動和休憩場所，在保證居民安全的前提下給人們欣賞水景、接近水面的一個場所。

2 提倡生態(tài)堤防建設的意義

從傳統(tǒng)堤防建設的角度來思考，堤防建設屬于基礎設施建設工程，其建設的價值在于它所取得的強大的社會效益以及一些附屬經(jīng)濟效益。堤防建設的社會效益，即保護河流兩岸居民的生存安全；堤防建設的經(jīng)濟效益，即保障航道暢通。就其實現(xiàn)的社會效益和經(jīng)濟效益而言，堤防設計更多的偏向于實現(xiàn)這兩項價值，以至于忽略了河流周邊的自然生態(tài)環(huán)境以及河岸、河流之間的生態(tài)平衡問題。加之建筑堤防時，使用的建筑材料(大量塊石建筑材料、鋼筋混凝土、非綠色環(huán)保建筑材料等)不環(huán)保，最終促使修筑好的堤防周圍生態(tài)平衡被破壞[6]。這種堤防建設很大程度上減弱了河流的生態(tài)功能，也極大的破壞了自然河流的生態(tài)平衡。提倡生態(tài)堤防建設，最為突出的2點表現(xiàn)為：①規(guī)則的斜坡設計。在建設堤防之前，原有河道的生態(tài)平衡可以繼續(xù)維系。但是，一旦進行堤防修筑，河道兩岸自然景觀在一定程度上會遭到破壞，且為了最大限度上阻擋洪水的沖擊，一切設計均以堅固程度和防洪為目的。但是，生態(tài)堤防建設可以規(guī)避此類問題，兼顧兩邊，既能夠最大化的阻擋洪水，又能夠嚴防破壞生物的棲息地。②堤防建設，除了考慮其最終的實現(xiàn)功能之外，還需要考慮泄洪速度和降低施工成本。

3 水利工程建設中生態(tài)堤防的設計思路

3.1 堤線布置及堤型選擇

在水利工程建設中，會考慮到堤防構筑的自然環(huán)境特點。而自然環(huán)境特點，就是河流形態(tài)的特點。一般而言，河流形態(tài)特點多樣，因此，生態(tài)堤防的設計，應該注重堤線布置及堤型選擇。堤線布置，原則上依照江河湖泊的自然形態(tài)設置，即對河道的蜿蜒、分汊原貌，盡量利用，如此，便能夠保護水域生態(tài)系統(tǒng)。堤型選擇時，符合兩項要求，①保證滲透穩(wěn)定和滑動穩(wěn)定；②能夠實現(xiàn)生態(tài)保護，并有利于生態(tài)恢復。另外，對于堤防間距也有一定的要求。為了避免洪水行洪和生態(tài)保護之間出現(xiàn)矛盾，堤防間距盡量放寬。

3.2 河流斷面設計

河流的自然狀態(tài)下，其斷面形狀呈現(xiàn)不規(guī)則變化，寬窄很隨意。同時，河流的淺灘與深灘并沒有相對固定的位置。因此，從河流斷面上來看，其特征以多樣化為主。因此，在水利工程建設中生態(tài)堤防的設計中，要根據(jù)河道斷面的多樣性變化構筑堤防。更具體一些來講，就是在設計、建設堤防時，要充分考慮以下3點：①考慮河道的主導功能；②考慮土地利用情況；③考慮河岸生態(tài)發(fā)展需求(嚴格通過計算機軟件和水力學計算方法得出確切的結論)。這樣所設計出來的堤防才能產生多樣化的生態(tài)景觀，形成多樣化的生物群落。同時，也符合親水原則。目前，生態(tài)堤防建設中，常常選用復式斷面，以此達到上述幾項要求，既不會阻隔生物群落的繁殖，又滿足了洪水位時泄洪的要求。

3.3 岸坡防護

在進行水利工程建設中生態(tài)堤防的設計時，河岸防護不可忽視。在河流系統(tǒng)周圍建設生態(tài)堤防，最關鍵的部分就是水陸交接的河岸防護結構。為了避免水利工程建設造成整體生態(tài)系統(tǒng)的破壞，以至促使原有的動植物種類、數(shù)量、灘涂類型等都發(fā)生根本性的改變，在岸坡防護系統(tǒng)的建設過程中，要謹慎。要根據(jù)實地的自然條件選用最恰當?shù)陌镀路雷o形式，用以保留原有河岸風貌。通常，水利工程建設會選用透水性較強的混凝土結構構筑生態(tài)堤防。透水性較強的混凝土結構的優(yōu)勢在于：①給浮游生物、植物、魚類、鳥類的生長和覓食、繁衍提供了生存空間；②河岸防護系統(tǒng)的儲水功能得以加強。與此同時，為了不影響河流側向聯(lián)通性能，會因地選材，選用緩坡結構完成堤防設計。

3.4 周圍景觀建設

在水利工程的生態(tài)堤防系統(tǒng)建設中，被建設的江河湖泊周邊具有一定的自然景觀，這些景觀形成了特定的自然環(huán)境，也體現(xiàn)了天然的美學價值。因此，生態(tài)堤防建設會將人工建設景觀和自然生態(tài)景觀很好的融合在一起。譬如，將生物棲息地等自然環(huán)境和亭臺樓閣等人工環(huán)境相結合，建立水生態(tài)公園、河流小型博物館等。

3.5 水利工程生態(tài)堤防施工與管理

水利工程的生態(tài)堤防系統(tǒng)建設，其施工具有一定的繁復性。工期越長，可能對堤防工程周圍的自然環(huán)境會造成負面影響。同時，人員方面，不注重對生物棲息地保護，也會對生物系統(tǒng)產生破壞。為此，嚴格管理水利工程生態(tài)堤防施工過程極為必要。為了嚴格管理水利工程生態(tài)堤防施工過程，需要做好以下4項工作：①選擇恰當?shù)氖┕r期。在生物發(fā)育期間，盡量不要安排施工。如若安排施工，需提前做好相應的保護措施，為周圍物種的自然生存和發(fā)展提供保障。②休整利用過后的料場區(qū)域。避免料場地形受損，影響周圍環(huán)境的協(xié)調性。③合理設置排水，用以改善周圍植被的生長條件。④注重前期養(yǎng)護和后期管理。

4 結 語

綜上所述，從當前我國各地區(qū)堤防的實際情況來看，建設生態(tài)堤防還處于初級階段，還需要著力解決眾多矛盾。水利工程建設中生態(tài)堤防設計，需要符合其基本原則，并為推動堤防系統(tǒng)向著生態(tài)化、 合理化、 科學化、 長遠化的方向發(fā)展做出不懈的努力。加強水利工程生態(tài)堤防建設，是一項系統(tǒng)性的工作，也是一項循序漸進的工作。水利工程建設中生態(tài)堤防的設計，需要在堤線布置及堤型選擇，河流斷面設計，岸坡防護，周圍景觀建設以及施工與管理方面多加控制，才能既滿足城市防洪抗?jié)场?防災減災，又能更好地維持水利生態(tài)系統(tǒng)的完整性。

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[5]馬建華,邱錦輝,孫萍萍.中小型水庫設計與完建后管理應注意的問題[J].黑龍江水利科技,2014(12):249-250.

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1007-7596(2017)04-0107-02

2017-03-10

高建(1982-)，女，遼寧遼陽人，工程師，從事河道工程質量監(jiān)督工作。

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