生態(tài)堤防設(shè)計(jì)原則及問題分析

王震宇

(長(zhǎng)春市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 0000000)

堤防的安全穩(wěn)定是我國(guó)河流水域管理工作的主要目標(biāo)，堤防建設(shè)工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響巨大，很多生態(tài)工程將堤防建設(shè)與生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合，通過生態(tài)堤防設(shè)計(jì)有效實(shí)現(xiàn)堤防的綠色生態(tài)化，這也是未來堤防工程建設(shè)項(xiàng)目發(fā)展的重要方向。筆者就“生態(tài)堤防設(shè)計(jì)所存在的問題和設(shè)計(jì)原則”等內(nèi)容的探究及討論，希望能夠?qū)ι鷳B(tài)堤防設(shè)計(jì)人員有所幫助。

1 生態(tài)堤防建設(shè)內(nèi)涵

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)主要是指在對(duì)堤防項(xiàng)目的施工設(shè)計(jì)時(shí)，科學(xué)合理地融入水利工程、生物學(xué)科、環(huán)境學(xué)科、生態(tài)學(xué)科、美學(xué)等多方面的知識(shí)原理，在保證生態(tài)堤防設(shè)計(jì)所建設(shè)區(qū)域的河流生態(tài)處于平衡的狀態(tài)下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)秉承“因地制宜”的科學(xué)理念，建設(shè)符合河流岸堤生態(tài)平衡的堤防工程。堤防的設(shè)計(jì)和建設(shè)主要是為了能夠更好地體現(xiàn)出河流岸堤基本的生態(tài)功能，因此生態(tài)堤防設(shè)計(jì)中常常會(huì)采用大面積的水域和綠地作為基礎(chǔ)，適當(dāng)?shù)靥砑铀蚓坝^以及河流生物等設(shè)施更加體現(xiàn)出生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的核心思想，建設(shè)施工中采用的建設(shè)材料大部分都是由純天然的自然材料加工制作而成，這樣有利于生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的順利施行。除此之外，在生態(tài)堤防設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員還需要重點(diǎn)注意盡可能地維護(hù)河流原貌，在保持河流自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作，有效地實(shí)現(xiàn)生態(tài)堤防的可持續(xù)發(fā)展，這是城市生態(tài)堤防建設(shè)的內(nèi)涵所在。

2 生態(tài)堤防建設(shè)的問題

2.1 水文方面

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作中遇到的水文方面問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，當(dāng)所設(shè)計(jì)的生態(tài)堤防處于我國(guó)河流水域中第一階梯和第二階梯交匯的區(qū)域時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)河流水域的枯水期相對(duì)較長(zhǎng)，在這段時(shí)期之內(nèi)，河流水域的水位變化也非常?。坏诙?，當(dāng)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)項(xiàng)目所處的河流水域的中水期較為短暫時(shí)，其水位的變化相對(duì)來說就非常大了[1]；第三，當(dāng)生態(tài)堤防項(xiàng)目所處的河流水域的汛期多有峰值時(shí)，此河段通常會(huì)出現(xiàn)水位忽漲忽落的情況，劇烈的水位變化以及洪水的沖擊。

2.2 地質(zhì)方面

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)遇到的地質(zhì)方面問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，需要進(jìn)行生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的河流一般多為土質(zhì)岸坡，岸坡長(zhǎng)期遭受到洪水侵蝕，常常會(huì)出現(xiàn)部分岸堤崩岸的情況發(fā)生，需要堤防設(shè)計(jì)人員對(duì)庫(kù)岸進(jìn)行再造設(shè)計(jì)；第二，當(dāng)水域內(nèi)的淤泥較為嚴(yán)重時(shí)，一定程度上降低水的流速，河流的漫灘上就會(huì)堆積越來預(yù)多的淤泥，平均可達(dá)3m左右，在沖溝區(qū)域或者低洼區(qū)域中淤泥厚度可達(dá)到峰值7m左右，這些淤泥自身的結(jié)構(gòu)性非常差，大量的淤泥積壓不僅會(huì)對(duì)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)施工帶來困難，還對(duì)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)增加了一定的難度[2]。

2.3 社會(huì)及生態(tài)方面

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)中遇到的社會(huì)生態(tài)方面問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，當(dāng)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)施工建設(shè)的區(qū)域在人口較多的地方時(shí)，料場(chǎng)是整個(gè)生態(tài)堤防建設(shè)施工過程中非常重要的污染源，堤防設(shè)計(jì)人員需要將其設(shè)計(jì)在施工區(qū)域中人口較為密集區(qū)域河流的下游處或者下風(fēng)向處，減少料場(chǎng)對(duì)河流生態(tài)堤防的負(fù)面影響；第二，整個(gè)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工程應(yīng)該選擇河流中較為平緩的河段進(jìn)行施工建設(shè)，有效地降低施工人員的風(fēng)險(xiǎn)[3]；第三，所有生態(tài)堤防中建筑物的設(shè)計(jì)都應(yīng)該在保證其正常的使用功能之外還應(yīng)該盡可能地降低對(duì)周圍社會(huì)生態(tài)環(huán)境平衡的破壞。

2.4 思想認(rèn)知方面

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的思想認(rèn)知方面問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)景觀需要具有良好生態(tài)景觀價(jià)值體現(xiàn)，目前，很多生態(tài)堤防設(shè)計(jì)容易將堤防景觀建設(shè)成景觀，而缺乏其自身所存在的生態(tài)意義；第二，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)人員對(duì)于“生態(tài)平衡”這一觀念理解地不夠透徹，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)缺乏整個(gè)工程項(xiàng)目的整體性和協(xié)調(diào)性，不利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的基本戰(zhàn)略目標(biāo)[4]。

2.5 統(tǒng)一規(guī)劃問題

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)遇到的統(tǒng)一規(guī)劃方面問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，一個(gè)成功的項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要由各部門之間的統(tǒng)籌規(guī)劃共同完成，我國(guó)現(xiàn)階段有很多生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作都處于發(fā)展初期，容易脫離相關(guān)堤防工程的管理范圍，對(duì)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)結(jié)果造成不良影響；第二，很多生態(tài)堤防設(shè)計(jì)缺乏對(duì)整個(gè)工程的生態(tài)規(guī)劃，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作缺乏各部門之間的相互交流和統(tǒng)一規(guī)劃所導(dǎo)致的，這方面問題能夠引起生態(tài)堤防設(shè)計(jì)人員的重視。

2.6 資金問題

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)遇到的資金維護(hù)方面問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，生態(tài)堤防是近幾年才開始發(fā)展的建設(shè)項(xiàng)目，因此還沒有被廣泛地應(yīng)用到其他建設(shè)領(lǐng)域中，因此出現(xiàn)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)施缺乏一定的資金支持，對(duì)于設(shè)計(jì)方案中的花草樹木等生態(tài)植物無法進(jìn)行長(zhǎng)期有效地維護(hù)工作，生態(tài)物質(zhì)地平衡會(huì)逐漸被一些人為因素所破壞，無法長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)生態(tài)堤防的目標(biāo)[5]；第二，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)中，僅僅是對(duì)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際施工的方案制定，缺乏對(duì)后期生態(tài)堤防項(xiàng)目養(yǎng)護(hù)的內(nèi)容，很多建設(shè)項(xiàng)目對(duì)于生態(tài)堤防維護(hù)的責(zé)任問題沒有進(jìn)行明確地規(guī)定，很容易造成生態(tài)堤防遭到破壞，失去其生態(tài)作用。

3 生態(tài)堤防設(shè)計(jì)原則

3.1 堤線布置

3.1.1 因地制宜原則

在整個(gè)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)中，堤線的布置是重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)秉承著“因地制宜”的基本原則，盡可能地多保留河流水域最原始的自然形態(tài)，以河流初始的蜿蜒形態(tài)或者分叉散亂的形態(tài)為基礎(chǔ)，在這個(gè)基礎(chǔ)之上進(jìn)行生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)。堤防之間的間距設(shè)計(jì)也需要在一定程度上為生態(tài)系統(tǒng)中各種生物的自然生長(zhǎng)和發(fā)育提供良好的生態(tài)環(huán)境，最大程度上發(fā)揮出河流水域自身的凈化作用。堤線的布置需要根據(jù)堤型選擇，通常來說，堤型常常會(huì)根據(jù)“因地制宜”的基本原則選用當(dāng)?shù)夭牧辖ㄔO(shè)，這種方式有利于生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作的順利開展，同時(shí)也更加符合生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)[6]。

3.1.2 一致性原則

生態(tài)堤防項(xiàng)目所處的河流水域的左岸和右岸、上流與下流的生態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)秉承著“一致性”的基本原則，不僅需要設(shè)計(jì)人員在生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作中明確各部分水域內(nèi)部的堤線布置的具體位置，同時(shí)還需要結(jié)合已經(jīng)建設(shè)完成的項(xiàng)目和正在施工進(jìn)行中的項(xiàng)目等內(nèi)容，保證生態(tài)堤防設(shè)計(jì)結(jié)果與工程項(xiàng)目施工建設(shè)保持著較高的一致性，有利于生態(tài)堤防設(shè)計(jì)項(xiàng)目的順利開展。

3.1.3 整體性原則

堤線規(guī)劃需要考慮到生態(tài)系統(tǒng)的整體性，從宏觀的角度上來看，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)主要可以從時(shí)間和空間兩方面分段，時(shí)間上需要?jiǎng)討B(tài)演替，空間上需要保持活性和相互流動(dòng)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要將堤段中的局部放在整體的生態(tài)系統(tǒng)中充分地分析和考慮，以長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來看待當(dāng)前的問題，應(yīng)用先進(jìn)的生態(tài)系統(tǒng)模擬技術(shù)將所設(shè)計(jì)的河流水域內(nèi)的生物體部分、水體部分、上游部分、中游部分、下游部分以及陸地部分等內(nèi)容進(jìn)行整體性地統(tǒng)籌規(guī)劃，完成最終的生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作。

3.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1 安全性原則

河道生態(tài)堤防設(shè)計(jì)工作最重要的目的就是防洪抗汛，從這個(gè)角度上來說，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的安全性是整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的核心部分，安全性原則應(yīng)該貫穿于整個(gè)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的生命周期中，無論針對(duì)任何項(xiàng)目設(shè)計(jì)都需要設(shè)計(jì)人員將安全性原則放在所有原則中的首要位置上，并且在生態(tài)堤防設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格遵守此項(xiàng)原則。

3.2.2 完整性原則

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)過程中還有一項(xiàng)非常重要的原則就是“完整性原則”，這項(xiàng)原則主要是從河流水域中的完整性出發(fā)，對(duì)于生態(tài)堤防設(shè)計(jì)在一定期限內(nèi)的短期利益、經(jīng)濟(jì)利益、社會(huì)利益、環(huán)境利益、生態(tài)利益以及企業(yè)利益等內(nèi)容相結(jié)合，將生態(tài)堤防設(shè)計(jì)所有的影響進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和分析，充分地發(fā)揮出生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的完整性和綜合效益[7]。

3.2.3 生態(tài)保護(hù)原則

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的基本思路是通過生態(tài)的方式去治理和管理河流，并且在生態(tài)堤防設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)秉承尊重自然的基本理念，在不對(duì)河流水域中自然生物產(chǎn)生負(fù)面影響的情況下進(jìn)行生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)工作，最大程度上地保護(hù)河流水域中不同的動(dòng)植物所賴以生存的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人類與大自然和諧共處的基本戰(zhàn)略目標(biāo)，從而營(yíng)造出人水互融的生態(tài)平衡景象，這就是我們所倡導(dǎo)的“生態(tài)保護(hù)原則”的基本理念。

3.2.4 異質(zhì)性原則

堤防工程建設(shè)中較為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是需要考慮安全性問題、成本造價(jià)問題以及社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效率問題等等，現(xiàn)階段我國(guó)所提倡的生態(tài)堤防設(shè)計(jì)理念除了上述問題之外，還需要考慮生態(tài)系統(tǒng)平衡的問題。傳統(tǒng)的堤防設(shè)計(jì)常常會(huì)忽略對(duì)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)理念的考慮，在設(shè)計(jì)過程中不重視水生系統(tǒng)和陸生系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)變和過渡的連續(xù)性，設(shè)計(jì)人員通常會(huì)在河流中段設(shè)計(jì)一條攔截水流的堤防，不僅會(huì)在很大程度上造成水生系統(tǒng)和陸生系統(tǒng)之間平衡的破壞，還會(huì)造成河流水域附近濕地的大量流失，使水生的動(dòng)植物失去棲息地，同時(shí)對(duì)河流中原始的水土之間的互動(dòng)和聯(lián)系人為地形成阻礙，破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡[8]。而現(xiàn)階段我國(guó)所推行的生態(tài)堤防設(shè)計(jì)則可以有效地緩解這一堤防工程施工建設(shè)的難題，設(shè)計(jì)人員在綜合考慮和分析生態(tài)堤防設(shè)計(jì)所處河流水域的生態(tài)情況之后，對(duì)缺失的一些自然景觀進(jìn)行補(bǔ)充和完善，協(xié)調(diào)人為建設(shè)生態(tài)環(huán)境和自然的生態(tài)環(huán)境之間的良好關(guān)系，盡可能地保障河流水域中所涉及到的濕地部分和灘涂部分，通過科學(xué)合理地生態(tài)堤防設(shè)計(jì)，為堤防工程建設(shè)項(xiàng)目營(yíng)造一個(gè)水生動(dòng)植物能夠正常繁衍生息地生態(tài)環(huán)境[9]。

3.2.5 親水性原則

從客觀的角度上來說，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)需要考慮的綜合性因素中除了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益之外，還需要充分地考慮到生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的社會(huì)效益[10]。隨著我國(guó)社會(huì)地不斷發(fā)展，人類的活動(dòng)范圍和場(chǎng)所越來越廣泛，因此，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)可以將堤防建設(shè)與市政工程建設(shè)相結(jié)合，在保證生態(tài)堤防工程原有的防洪抗汛的基本功能的基礎(chǔ)上盡可能地為人類的休閑娛樂提供活動(dòng)場(chǎng)所，結(jié)合當(dāng)?shù)氐奈幕L(fēng)俗設(shè)置與水相關(guān)的自然景觀，幫助人們親近水，感受水文化和生態(tài)文化。

4 結(jié)語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的大環(huán)境下，我國(guó)生態(tài)提防建設(shè)工作者能夠?qū)⑸鷳B(tài)學(xué)原理滲入到堤防工程的項(xiàng)目建設(shè)中，真正做到造福人類。雖然現(xiàn)階段我國(guó)的生態(tài)堤防設(shè)計(jì)在實(shí)際的項(xiàng)目建設(shè)中還存在著很多的不足之處，但是在相關(guān)設(shè)計(jì)研究人員對(duì)其不斷地改進(jìn)和完善下，在不久的將來，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)一定會(huì)有著更為廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也為我國(guó)生態(tài)工程的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)，這也正是我們所期望看到的結(jié)果。