試析水利水電工程生態(tài)堤防的建設(shè)

趙心宇

摘要：水利水電工程發(fā)展速度快，防洪與灌溉都會產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益。在水利工程發(fā)展過程中，逐漸出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題，因此通過建設(shè)生態(tài)堤防的方式，處理好各類環(huán)境問題，保證生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟能夠共同發(fā)展。此次研究主要是介紹生態(tài)堤防的建設(shè)問題，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;生態(tài)堤防;經(jīng)濟效益

長期以來，在建設(shè)水利工程堤防時，多關(guān)注河流保障航道通暢、防洪度汛等效益，因此在設(shè)計與建設(shè)階段僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)安全與工程經(jīng)濟性等問題。采用人工方式加固河流堤岸，開展河流截彎取直、堤防修筑等措施，會造成河流周邊的生態(tài)環(huán)境與生態(tài)平衡的各類問題。在堤防設(shè)計與建設(shè)時，應(yīng)用大量非環(huán)保型建筑材料，例如鋼筋混凝土和大塊石等，嚴重影響河流與河岸的泥沙土壤的自然交換。此外，建設(shè)堤防大多會造成了河流兩岸的植被、砂石、河灘等自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞，影響河道生態(tài)平衡，河道生態(tài)功能作用遭到削弱，生態(tài)鏈亦會受到干預(yù)而變得脆弱。所以河道工程建設(shè)中必須注重堤防設(shè)計的生態(tài)性，建設(shè)生態(tài)堤防來維護河流周邊植被與生態(tài)的平衡，產(chǎn)生工程的生態(tài)效益。

1、水利水電工程對生態(tài)造成的影響

1.1? 對水質(zhì)的影響

以水庫為例，在完成工程建設(shè)后，水庫蓄水使庫區(qū)內(nèi)水位上漲，過水斷面增大，庫區(qū)內(nèi)河道水流流速下降。而流速降低會產(chǎn)生水溫分層的現(xiàn)象，一方面會降低水氣界面交換速率，影響水體的復(fù)氧能力，另一方面會使污染物在水體中聚集，擴散遷移受到一定限制。因為這兩方面原因?qū)е铝怂w自凈能力受到影響。

1.2? 對水生生物的影響

因修筑河道堤防、水庫等水利水電工程，改變了河流的河岸、水流狀況，會對河流的水生生物有各種影響。例如采用鋼筋混凝土或者漿砌塊石結(jié)構(gòu)的河道堤防，往往會占用原有的河灘地，在水位消落范圍內(nèi)由原來的柔性河岸變?yōu)橛操|(zhì)河岸，對魚類、螺螄等各類生物的繁殖有一定影響。而修建水庫則會阻斷魚類洄游，改變下游水溫也會使原來的河道生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)變化。

1.3? 對陸地生態(tài)的影響

水利水電工程建設(shè)期間，會破壞區(qū)域內(nèi)水土，不僅會影響土地的質(zhì)量與營養(yǎng)成分，引發(fā)水土流失災(zāi)害，還會影響區(qū)域內(nèi)水質(zhì)量，極易產(chǎn)生水污染問題。正是存在此種現(xiàn)狀，陸地生物的生存環(huán)境遭到破壞。部分水利水電工程建設(shè)需要遷移當?shù)氐奈锓N，動植物離開長期生存環(huán)境，會明顯降低生活質(zhì)量，還會對遷移目的地的生態(tài)環(huán)境造成影響，出現(xiàn)嚴重的生態(tài)失衡問題。

2、生態(tài)堤防的設(shè)計與建設(shè)

2.1? 堤線與堤型選擇

為了確保堤防周邊生物物種多樣化，必須合理布設(shè)堤線和堤型，確保河流形態(tài)的多樣化。在布置堤線時，注意維持河流湖泊的自然形態(tài)，保留或恢復(fù)濕地、淺灘。部分區(qū)域可以使堤線后退，這樣既可保證行洪斷面的充足性，維護堤身穩(wěn)固性，又可以營造河道的天然形態(tài)，保護岸坡植被。堤型選擇也會影響周邊生態(tài)，因此在選擇堤型時，應(yīng)當充分考慮到環(huán)境與場地因素，采用多種方案比較法，選擇最佳方案。不僅要確保工程滲流安全與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，還應(yīng)當采用生態(tài)恢復(fù)與保護技術(shù)，選擇新型柔性護岸材料，為營造良好的生物生長環(huán)境。

2.2? 岸坡防護

（1）???? 注重保留岸坡原有形態(tài)，避免破壞岸坡植被。局部需要采用工程措施進行加固處理的岸坡，應(yīng)避免大面積削坡，避免斷面型式單調(diào)統(tǒng)一。

（2）???? 減少硬質(zhì)護岸結(jié)構(gòu)型式，例如混凝土、漿砌塊石等結(jié)構(gòu)，多應(yīng)用柔性護坡方式，例如應(yīng)用挺水植物種植在常水位消落區(qū)域，常水位以上種植草皮、灌木、喬木等，以此固定坡岸。

2.3? 優(yōu)化設(shè)計生態(tài)護坡

第一，土工格室護坡。此種護坡方式是將網(wǎng)格均勻鋪設(shè)并填充土壤，通過三維土工格室結(jié)構(gòu)固定土壤，并噴播草籽等生態(tài)基材。格室結(jié)構(gòu)可使松散的土壤結(jié)構(gòu)變?yōu)檎w，加強整體結(jié)構(gòu)的抗拉強度，增加土壤的抗沖刷能力，降低水流對護坡土壤的侵蝕。噴播生態(tài)基材在網(wǎng)格內(nèi)，形成植被后可以進一步抵消坡面沖刷，保護坡面土體，減少土壤流失量，以此降低坡面的水侵蝕影響。

第二，植草聯(lián)鎖塊護坡。聯(lián)鎖塊結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)特點能較好地適應(yīng)護坡一定程度上的變形，且能在結(jié)構(gòu)孔洞中種植護坡植物，為生物提供棲息場所，同時具有較好的防沖性能。該類護坡技術(shù)的特點在于減少水流沖刷時，同時可以有效保護生態(tài)環(huán)境，起到環(huán)境美化作用。

第三，石籠填石型護坡。此種技術(shù)是通過鐵絲網(wǎng)組成箱籠，將在箱籠內(nèi)填充塊石材料。選用鋼絲作為方格網(wǎng)的防護材料，確保鐵絲的空隙度，填充部分材料，以此加強變形能力。當坡體地基發(fā)生沉降時，材料會存在于箱籠內(nèi)，通過自我調(diào)整措施確保平衡性。石籠型護坡適用于流速較快的河道，同時因為結(jié)構(gòu)中有較大的孔隙，透水性能好，體形較小的生物能從中通過，橫向通過性好。

第四，生態(tài)袋型護坡。生態(tài)袋采用聚丙烯制作無紡布，經(jīng)過燒結(jié)處理后可以形成袋子。通過應(yīng)用該類生態(tài)袋，可以基本防止水土流失。制作生態(tài)袋時混合草籽、肥料、保水劑，使用濾網(wǎng)進行包裹后填充至袋中。按照護坡實際需求，將其制作為護坡。該類護坡技術(shù)的抗老化能力、透水性、抗紫外線能力均比較強，且施工操作技術(shù)比較簡單，無需使用大型機械，施工成本比較低。施工完成后，生態(tài)袋中的草籽可通過袋面孔洞生長，具有一定的生態(tài)性。

第五，護坡土壤固化劑。這是一種在土壤中添加固化劑，通過化學(xué)反應(yīng)，改變土壤性質(zhì)護坡處理形式。這種化學(xué)反應(yīng)會使土壤中的水分子產(chǎn)生強大的吸附力，利用這種添加劑，吸附土質(zhì)層的水分進而達到固化土壤的作用。這種固化劑最大的優(yōu)點在于可以疏松河道內(nèi)部的土壤，保護水生動植物的生存環(huán)境，又能固化表層土壤，防止表面水分流失。這樣的護坡結(jié)構(gòu)，可以在優(yōu)化生態(tài)環(huán)境和保持水土方面達到共贏。

第六，生態(tài)基材。此種技術(shù)的材料包括精細熱致木纖維、互鎖的人造纖維、高分子聚合物和保水基、微孔顆粒、生長促進劑等，與種子混合后利用液力噴播方式施工，能在坡面形成一層均勻包裹種子的纖維植生毯。此種護坡型式適合平時水位較低，行洪時河道水位暴漲的河道邊坡，具有較好的綠化效果同時有一定的抗沖刷性能。

3、結(jié)束語

綜上所述，通過大量實踐分析，可以提升水利水電工程的正確性認知，不斷加強實踐應(yīng)用水平。對于水利工程設(shè)計人員來說，應(yīng)當持續(xù)加強設(shè)計與建設(shè)能力，這樣才可以聯(lián)合實際需求，全面維護生態(tài)堤防的設(shè)計與建設(shè)質(zhì)量，從根本上促進水利水電工程的建設(shè)發(fā)展。

參考文獻：

[1]?? 歐徽彬.生態(tài)堤防設(shè)計在水利工程中的應(yīng)用探討[J].工程技術(shù)研究，2020，5（06）：235-236.

[2]?? 李淑珍.基于生態(tài)景觀理念的河道治理與城市防洪工程設(shè)計——以額敏縣城市防洪景觀工程為例[J].水利水電技術(shù)，2019，50（S2）：133-137.

[3]?? 段紅東，李發(fā)鵬，王建平，劉登偉.青島大沽河生態(tài)堤防工程建設(shè)經(jīng)驗挖掘分析[J].水利經(jīng)濟，2019，37（06）：41-45+79+86-87.

[4]?? 鐘鳴輝，范穗興，楊沂，黃凌超.生態(tài)設(shè)計理念在飛來峽水利樞紐社崗堤加固工程中的運用[J].廣東水利水電，2019，28（05）：1-4+21.

[5]?? 何麗.紫坪鋪水庫調(diào)度下的金馬河防洪與生態(tài)堤防建設(shè)建議[J].中國水利，2017，25（09）：35-36+52.

[6]?? 胡鳳霞.水利工程對生態(tài)環(huán)境的影響及解決措施[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2011（11）：258-258.

趙心宇

摘要：水利水電工程發(fā)展速度快，防洪與灌溉都會產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益。在水利工程發(fā)展過程中，逐漸出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題，因此通過建設(shè)生態(tài)堤防的方式，處理好各類環(huán)境問題，保證生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟能夠共同發(fā)展。此次研究主要是介紹生態(tài)堤防的建設(shè)問題，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;生態(tài)堤防;經(jīng)濟效益

長期以來，在建設(shè)水利工程堤防時，多關(guān)注河流保障航道通暢、防洪度汛等效益，因此在設(shè)計與建設(shè)階段僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)安全與工程經(jīng)濟性等問題。采用人工方式加固河流堤岸，開展河流截彎取直、堤防修筑等措施，會造成河流周邊的生態(tài)環(huán)境與生態(tài)平衡的各類問題。在堤防設(shè)計與建設(shè)時，應(yīng)用大量非環(huán)保型建筑材料，例如鋼筋混凝土和大塊石等，嚴重影響河流與河岸的泥沙土壤的自然交換。此外，建設(shè)堤防大多會造成了河流兩岸的植被、砂石、河灘等自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞，影響河道生態(tài)平衡，河道生態(tài)功能作用遭到削弱，生態(tài)鏈亦會受到干預(yù)而變得脆弱。所以河道工程建設(shè)中必須注重堤防設(shè)計的生態(tài)性，建設(shè)生態(tài)堤防來維護河流周邊植被與生態(tài)的平衡，產(chǎn)生工程的生態(tài)效益。

1、水利水電工程對生態(tài)造成的影響

1.1? 對水質(zhì)的影響

以水庫為例，在完成工程建設(shè)后，水庫蓄水使庫區(qū)內(nèi)水位上漲，過水斷面增大，庫區(qū)內(nèi)河道水流流速下降。而流速降低會產(chǎn)生水溫分層的現(xiàn)象，一方面會降低水氣界面交換速率，影響水體的復(fù)氧能力，另一方面會使污染物在水體中聚集，擴散遷移受到一定限制。因為這兩方面原因?qū)е铝怂w自凈能力受到影響。

1.2? 對水生生物的影響

因修筑河道堤防、水庫等水利水電工程，改變了河流的河岸、水流狀況，會對河流的水生生物有各種影響。例如采用鋼筋混凝土或者漿砌塊石結(jié)構(gòu)的河道堤防，往往會占用原有的河灘地，在水位消落范圍內(nèi)由原來的柔性河岸變?yōu)橛操|(zhì)河岸，對魚類、螺螄等各類生物的繁殖有一定影響。而修建水庫則會阻斷魚類洄游，改變下游水溫也會使原來的河道生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)變化。

1.3? 對陸地生態(tài)的影響

水利水電工程建設(shè)期間，會破壞區(qū)域內(nèi)水土，不僅會影響土地的質(zhì)量與營養(yǎng)成分，引發(fā)水土流失災(zāi)害，還會影響區(qū)域內(nèi)水質(zhì)量，極易產(chǎn)生水污染問題。正是存在此種現(xiàn)狀，陸地生物的生存環(huán)境遭到破壞。部分水利水電工程建設(shè)需要遷移當?shù)氐奈锓N，動植物離開長期生存環(huán)境，會明顯降低生活質(zhì)量，還會對遷移目的地的生態(tài)環(huán)境造成影響，出現(xiàn)嚴重的生態(tài)失衡問題。

2、生態(tài)堤防的設(shè)計與建設(shè)

2.1? 堤線與堤型選擇

為了確保堤防周邊生物物種多樣化，必須合理布設(shè)堤線和堤型，確保河流形態(tài)的多樣化。在布置堤線時，注意維持河流湖泊的自然形態(tài)，保留或恢復(fù)濕地、淺灘。部分區(qū)域可以使堤線后退，這樣既可保證行洪斷面的充足性，維護堤身穩(wěn)固性，又可以營造河道的天然形態(tài)，保護岸坡植被。堤型選擇也會影響周邊生態(tài)，因此在選擇堤型時，應(yīng)當充分考慮到環(huán)境與場地因素，采用多種方案比較法，選擇最佳方案。不僅要確保工程滲流安全與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，還應(yīng)當采用生態(tài)恢復(fù)與保護技術(shù)，選擇新型柔性護岸材料，為營造良好的生物生長環(huán)境。

2.2? 岸坡防護

（1）???? 注重保留岸坡原有形態(tài)，避免破壞岸坡植被。局部需要采用工程措施進行加固處理的岸坡，應(yīng)避免大面積削坡，避免斷面型式單調(diào)統(tǒng)一。

（2）???? 減少硬質(zhì)護岸結(jié)構(gòu)型式，例如混凝土、漿砌塊石等結(jié)構(gòu)，多應(yīng)用柔性護坡方式，例如應(yīng)用挺水植物種植在常水位消落區(qū)域，常水位以上種植草皮、灌木、喬木等，以此固定坡岸。

2.3? 優(yōu)化設(shè)計生態(tài)護坡

第一，土工格室護坡。此種護坡方式是將網(wǎng)格均勻鋪設(shè)并填充土壤，通過三維土工格室結(jié)構(gòu)固定土壤，并噴播草籽等生態(tài)基材。格室結(jié)構(gòu)可使松散的土壤結(jié)構(gòu)變?yōu)檎w，加強整體結(jié)構(gòu)的抗拉強度，增加土壤的抗沖刷能力，降低水流對護坡土壤的侵蝕。噴播生態(tài)基材在網(wǎng)格內(nèi)，形成植被后可以進一步抵消坡面沖刷，保護坡面土體，減少土壤流失量，以此降低坡面的水侵蝕影響。

第二，植草聯(lián)鎖塊護坡。聯(lián)鎖塊結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)特點能較好地適應(yīng)護坡一定程度上的變形，且能在結(jié)構(gòu)孔洞中種植護坡植物，為生物提供棲息場所，同時具有較好的防沖性能。該類護坡技術(shù)的特點在于減少水流沖刷時，同時可以有效保護生態(tài)環(huán)境，起到環(huán)境美化作用。

第三，石籠填石型護坡。此種技術(shù)是通過鐵絲網(wǎng)組成箱籠，將在箱籠內(nèi)填充塊石材料。選用鋼絲作為方格網(wǎng)的防護材料，確保鐵絲的空隙度，填充部分材料，以此加強變形能力。當坡體地基發(fā)生沉降時，材料會存在于箱籠內(nèi)，通過自我調(diào)整措施確保平衡性。石籠型護坡適用于流速較快的河道，同時因為結(jié)構(gòu)中有較大的孔隙，透水性能好，體形較小的生物能從中通過，橫向通過性好。

第四，生態(tài)袋型護坡。生態(tài)袋采用聚丙烯制作無紡布，經(jīng)過燒結(jié)處理后可以形成袋子。通過應(yīng)用該類生態(tài)袋，可以基本防止水土流失。制作生態(tài)袋時混合草籽、肥料、保水劑，使用濾網(wǎng)進行包裹后填充至袋中。按照護坡實際需求，將其制作為護坡。該類護坡技術(shù)的抗老化能力、透水性、抗紫外線能力均比較強，且施工操作技術(shù)比較簡單，無需使用大型機械，施工成本比較低。施工完成后，生態(tài)袋中的草籽可通過袋面孔洞生長，具有一定的生態(tài)性。

第五，護坡土壤固化劑。這是一種在土壤中添加固化劑，通過化學(xué)反應(yīng)，改變土壤性質(zhì)護坡處理形式。這種化學(xué)反應(yīng)會使土壤中的水分子產(chǎn)生強大的吸附力，利用這種添加劑，吸附土質(zhì)層的水分進而達到固化土壤的作用。這種固化劑最大的優(yōu)點在于可以疏松河道內(nèi)部的土壤，保護水生動植物的生存環(huán)境，又能固化表層土壤，防止表面水分流失。這樣的護坡結(jié)構(gòu)，可以在優(yōu)化生態(tài)環(huán)境和保持水土方面達到共贏。

第六，生態(tài)基材。此種技術(shù)的材料包括精細熱致木纖維、互鎖的人造纖維、高分子聚合物和保水基、微孔顆粒、生長促進劑等，與種子混合后利用液力噴播方式施工，能在坡面形成一層均勻包裹種子的纖維植生毯。此種護坡型式適合平時水位較低，行洪時河道水位暴漲的河道邊坡，具有較好的綠化效果同時有一定的抗沖刷性能。

3、結(jié)束語

綜上所述，通過大量實踐分析，可以提升水利水電工程的正確性認知，不斷加強實踐應(yīng)用水平。對于水利工程設(shè)計人員來說，應(yīng)當持續(xù)加強設(shè)計與建設(shè)能力，這樣才可以聯(lián)合實際需求，全面維護生態(tài)堤防的設(shè)計與建設(shè)質(zhì)量，從根本上促進水利水電工程的建設(shè)發(fā)展。

參考文獻：

[1]?? 歐徽彬.生態(tài)堤防設(shè)計在水利工程中的應(yīng)用探討[J].工程技術(shù)研究，2020，5（06）：235-236.

[2]?? 李淑珍.基于生態(tài)景觀理念的河道治理與城市防洪工程設(shè)計——以額敏縣城市防洪景觀工程為例[J].水利水電技術(shù)，2019，50（S2）：133-137.

[3]?? 段紅東，李發(fā)鵬，王建平，劉登偉.青島大沽河生態(tài)堤防工程建設(shè)經(jīng)驗挖掘分析[J].水利經(jīng)濟，2019，37（06）：41-45+79+86-87.

[4]?? 鐘鳴輝，范穗興，楊沂，黃凌超.生態(tài)設(shè)計理念在飛來峽水利樞紐社崗堤加固工程中的運用[J].廣東水利水電，2019，28（05）：1-4+21.

[5]?? 何麗.紫坪鋪水庫調(diào)度下的金馬河防洪與生態(tài)堤防建設(shè)建議[J].中國水利，2017，25（09）：35-36+52.

[6]?? 胡鳳霞.水利工程對生態(tài)環(huán)境的影響及解決措施[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2011（11）：258-258.