綠色生態(tài)堤防建設(shè)體系的構(gòu)建

錢敏浩

（上海市堤防泵閘建設(shè)運(yùn)行中心，上海市 200080）

0 引言

隨著城市的發(fā)展，人民群眾對(duì)于公共空間，尤其是濱水公共空間的需求越來越強(qiáng)烈。近年來黃浦江和蘇州河兩岸濱水空間的開放，特別是中心城區(qū)浦江兩岸45 km 濱江貫通的實(shí)現(xiàn)，獲得了人民群眾的廣泛好評(píng)。

上海市堤防處作為防洪工程建設(shè)和設(shè)施管理單位，對(duì)黃浦江和蘇州河堤防采用統(tǒng)一直接管理的方式，在堤防的巡查和養(yǎng)護(hù)方面已實(shí)現(xiàn)了全覆蓋和不間斷。目前，黃浦江和蘇州河正處在堤防建設(shè)和管理水平全面提升的階段，堤防處每年持續(xù)實(shí)施堤防專項(xiàng)維修項(xiàng)目，逐段消除放防汛安全隱患[1]，并與沿岸碼頭建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，綜合考慮堤防建設(shè)的最優(yōu)方案。為貫徹國(guó)家對(duì)生態(tài)及環(huán)保的需求，打造城市“綠色生態(tài)堤防”[2]，在筑牢城市安全防線的同時(shí)，兼顧堤防景觀、空間形態(tài)等方面布局建設(shè)[3]，建設(shè)高質(zhì)量的濱江公共開放空間，確保規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)管理質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)滿意度提高，是堤防建設(shè)管理工作者現(xiàn)階段的一大課題。

綠色生態(tài)堤防建設(shè)應(yīng)主要從三個(gè)方面進(jìn)行研究，包括建設(shè)目標(biāo)、提升策略、安全保障（見圖1）。其中建設(shè)目標(biāo)是前提，提升策略是路徑，安全保障是支撐，三者缺一不可。本文綜合考慮了上海市河道、堤防及兩岸公共空間的各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范、管理技術(shù)規(guī)定等，結(jié)合堤防建設(shè)、管理和維修方面的經(jīng)驗(yàn)，明確了由綠色堤防的建設(shè)目標(biāo)、提升策略和安全保障三個(gè)方面構(gòu)成的質(zhì)量環(huán)，提出了現(xiàn)階段綠色堤防建設(shè)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)性內(nèi)容，以此為參考以供水務(wù)工作者參考。

圖1 綠色生態(tài)堤防建設(shè)

1 綠色生態(tài)堤防建設(shè)目標(biāo)

1.1 貫通

綠色生態(tài)堤防應(yīng)建設(shè)整體、開放的濱水公共空間體系，實(shí)現(xiàn)濱水貫通，保證慢行系統(tǒng)的連續(xù)性、連通性，最大限度實(shí)現(xiàn)濱江空間開放，滿足市民、游客親水近水等多種活動(dòng)的體驗(yàn)需求。

1.2 安全

綠色生態(tài)堤防的安全性包含防汛墻和岸段的結(jié)構(gòu)安全、堤防保護(hù)管理安全和游客體驗(yàn)安全等多方面內(nèi)容。不斷提高堤防工程設(shè)計(jì)管理水平，形成健全的防汛安全體系和保護(hù)管理機(jī)制，完善安全防護(hù)、安全預(yù)警、應(yīng)急救援和疏散避難等相關(guān)的設(shè)施保障，營(yíng)造活動(dòng)安全，放心可靠的濱江空間。

1.3 功能

綠色生態(tài)堤防應(yīng)在防汛安全的前提下，統(tǒng)籌考慮景觀堤防、生態(tài)堤防、文化堤防等功能的順利發(fā)揮，同步解決通航河道的通航安全問題、墻后場(chǎng)地的貫通排水問題、跨穿沿河構(gòu)筑物的問題、其它設(shè)施的近遠(yuǎn)期結(jié)合問題等問題，避免重復(fù)建設(shè)。

1.4 生態(tài)

綠色生態(tài)堤防是打造生態(tài)化城市的重要組成部分，應(yīng)堅(jiān)持生態(tài)為先、功能為先，嚴(yán)格保護(hù)生態(tài)資源，尊重自然本底現(xiàn)狀，改善動(dòng)植物生境，連通生態(tài)廊道，提升生物多樣性。景觀必須服從生態(tài)和功能，營(yíng)造出豐富多樣的濱水綠化環(huán)境。

2 綠色堤防提升策略

2.1 親水提升策略

親水提升的目標(biāo)是增加親水空間可達(dá)性、提升親水體驗(yàn)、弱化堤防的隔絕作用。親水空間可達(dá)性通常是采用親水平臺(tái)或多級(jí)防汛墻的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)，隨著新材料新技術(shù)的發(fā)展，如組合式防汛墻、裝配式防汛墻等，依靠其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，逐步成為增益結(jié)構(gòu)投入使用。各設(shè)施的設(shè)計(jì)提升策略如下所述[4]。

2.1.1 親水平臺(tái)

親水平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)從陸地到水域的延伸，便于市民一覽江景風(fēng)光。為滿足防洪、除澇、通航等要求，親水平臺(tái)的設(shè)置不得侵占河道水域，在通航河道凹岸不得超過碼頭控制前沿線。因此，設(shè)計(jì)河口線在條件允許的情況下可按河道藍(lán)線退界實(shí)施，或在征得水行政主管部門的同意下，親水平臺(tái)可采用外挑結(jié)構(gòu)。同時(shí)對(duì)于已有廢棄碼頭，可利用改造為親水平臺(tái)，既利用原有結(jié)構(gòu)，又節(jié)省投資，見圖2、圖3。

圖2 高樁梁板親水棧道斷面示意圖

圖3 高樁墩臺(tái)親水棧道斷面示意圖

2.1.2 多級(jí)防汛墻

防汛墻墻后腹地用地條件允許時(shí)，宜采用多級(jí)防汛墻，打造多層次的視覺空間，提升濱水空間的可達(dá)性，提升濱水體驗(yàn)。為弱化堤防的隔絕作用，高差處理的做法有緩坡形式、橫向臺(tái)階形式、縱向臺(tái)階形式等形式，可根據(jù)用地條件和景觀布置方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，見圖4。

圖4 二級(jí)防汛墻典型結(jié)構(gòu)型式

2.1.3 組合式防汛墻

在確保防汛安全的前提下，如何提升親水性，避免臨河不見河的問題，新型護(hù)岸日趨備受重視。經(jīng)專項(xiàng)論證后，在保證防汛安全的前提下，在濱河景觀段，安全超高水位以上可采用組合式防汛墻，便于拆卸及組裝，見圖5、圖6。

圖5 組合式防汛墻典型斷面（合建式）

圖6 組合式防汛墻典型斷面（分離式）

2.2 生態(tài)提升策略

2.2.1 生態(tài)化提升護(hù)岸

防汛墻在確保結(jié)構(gòu)安全的前提下，應(yīng)優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)的生態(tài)性，采用水土保持功能良好的植生土坡及生態(tài)材料建設(shè)的護(hù)坡或擋墻，可實(shí)現(xiàn)水陸橫向連通，可為水生動(dòng)植物提供良好生境條件等功能；還應(yīng)具備使河水與土壤相互滲透，增強(qiáng)河道的自凈能力。采用較多的生態(tài)結(jié)構(gòu)有生態(tài)框和自嵌式擋墻、石籠、水土保護(hù)毯、生態(tài)袋以及生態(tài)混凝土等，宜根據(jù)各結(jié)構(gòu)的適用條件進(jìn)行選擇，見圖7、圖8。

圖7 生態(tài)護(hù)坡+ 生態(tài)混凝土擋墻斷面示意圖

圖8 生態(tài)護(hù)坡+ 石籠擋墻斷面示意圖

2.2.2 海綿理念的運(yùn)用

海綿城市的建設(shè)理念，以防洪排澇體系為支撐，充分發(fā)揮綠地、土壤、河湖水系等對(duì)雨水徑流的自然積存、滲透、凈化和緩釋作用，實(shí)現(xiàn)城市雨水徑流源頭減排、分散蓄滯、緩釋慢排和合理利用，共同構(gòu)建蓄泄合理、排用結(jié)合的城市良性水循環(huán)系統(tǒng)。

陸域緩沖帶中防汛通道、游步道、慢行道、休憩平臺(tái)等采用的透水鋪裝、人工濕地、生物滯留設(shè)施、植草溝等低影響的開發(fā)設(shè)施。

陸域緩沖帶應(yīng)盡量保留和利用原有濱岸帶的植物群落，地被植物宜選擇覆蓋率高、攔截吸附性能好的物種。

河道斷面應(yīng)結(jié)合周邊地塊的開發(fā)利用情況、水體的水文特征、可利用空間及景觀需求等，采用多樣化的斷面形式，合理選擇生態(tài)駁岸材料。

2.3 安全提升策略

綠色生態(tài)堤防的建設(shè)不可避免的改變?cè)械谭澜Y(jié)構(gòu)的受力及抗?jié)B情況。在親水及生態(tài)提升的同時(shí)須做好安全提升。

2.3.1 堤防自身結(jié)構(gòu)安全

結(jié)構(gòu)安全應(yīng)滿足設(shè)防標(biāo)高達(dá)標(biāo)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)[4]和滲流安全性達(dá)標(biāo)三方面的內(nèi)容。

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)主要細(xì)分為整體穩(wěn)定不達(dá)標(biāo)、抗滑移穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)和基底應(yīng)力比不滿足要求三類。

生態(tài)綠色堤防的建設(shè)為了使岸線更加親水富于變化及趣味性，一般會(huì)在防汛墻后設(shè)置景觀堆坡或一些景觀小品，相當(dāng)于增加了堤防墻后的荷載值。

按照荷載距離墻后6 m、7 m、8 m、10 m、20 m、30 m，按照墻后5 kN/m2、10 kN/m2、15 kN/m2、20 kN/m2、25 kN/m2、30 kN/m2的荷載建立模型進(jìn)行計(jì)算整體穩(wěn)定值，見圖9～圖12。

圖9 防汛墻整體穩(wěn)定計(jì)算模型示意圖

圖10 荷載作用在墻后6 m 外，不同荷載作用下防汛墻整體穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值

圖11 荷載作用在墻后7 m 外，不同荷載作用下防汛墻整體穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值

圖12 荷載作用在墻后8 m 外，不同荷載作用下防汛墻整體穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算值

根據(jù)模型穩(wěn)定計(jì)算，墻后堆載距離防汛墻較近時(shí)隨著荷載的增加對(duì)防汛墻的安全影響趨于增大，而在墻后8 m 之外，墻后荷載值的增加對(duì)防汛墻穩(wěn)定性影響趨于穩(wěn)定[5]。因此建議在生態(tài)化提升改造時(shí)應(yīng)在墻后保持一定的安全距離，可以減少對(duì)防汛墻自身結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而減少改造的堤防結(jié)構(gòu)的投資。根據(jù)不同堤防結(jié)構(gòu)以及不同地質(zhì)情況，墻后荷載安全距離應(yīng)以實(shí)際計(jì)算為準(zhǔn)。

結(jié)構(gòu)滲透穩(wěn)定分為本身滲漏和基礎(chǔ)滲漏，處理的基本原則是“以堵為主，輔以疏導(dǎo)”，在制定處理措施時(shí)，要根據(jù)滲漏發(fā)生的原因、部位和危害程度以及修復(fù)條件等實(shí)際情況而定，滲透穩(wěn)定處理應(yīng)與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定同步考慮。

結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性滿足要求，僅為設(shè)防標(biāo)高不達(dá)標(biāo)的情況下，常規(guī)做法是進(jìn)行防汛墻接高處理節(jié)約工程投資，見圖13。堤防結(jié)構(gòu)位于墻后地坪以上的部分在不影響結(jié)構(gòu)安全的前提下可以適當(dāng)進(jìn)行墻體美化，如涂鴉等。

圖13 防汛墻接高處理示意圖

2.3.2 堤防附屬結(jié)構(gòu)安全

堤防附屬結(jié)構(gòu)的安全與游客的安全息息相關(guān)，是堤防安全的重要組成部分，應(yīng)給予足夠的重視。用電設(shè)備、信息管線等配套設(shè)施應(yīng)在方案設(shè)計(jì)階段同步考慮。欄桿、座凳等應(yīng)滿足規(guī)范要求，型式上考慮老人兒童的需求，減少可能發(fā)生的安全隱患，并嚴(yán)格把控安裝質(zhì)量。設(shè)置標(biāo)志牌、警示牌、以及監(jiān)控信息系統(tǒng)等便于日常安全管理。

2.4 統(tǒng)籌建設(shè)

在防汛安全的前提下，宜同步解決墻后場(chǎng)地的排水問題，根據(jù)墻后場(chǎng)地標(biāo)高條件考慮直排河道，或利用現(xiàn)狀排放口、在墻后范圍修建閘門井、增設(shè)排水口的控制環(huán)節(jié)等措施。針對(duì)跨穿沿河構(gòu)筑物問題，在建設(shè)主體確定的前提下，明確各自的工程范圍和邊界，預(yù)留銜接節(jié)點(diǎn)；在建設(shè)主體不確定的前提下，應(yīng)預(yù)留相應(yīng)跨穿河結(jié)構(gòu)實(shí)施位置。對(duì)于沿河構(gòu)筑物需考慮后側(cè)可能存在的附加荷載；對(duì)于跨河構(gòu)筑物，需優(yōu)化樁基布置和底板尺寸，為跨河構(gòu)筑物預(yù)留樁位。

針對(duì)二級(jí)擋墻近遠(yuǎn)期處理的問題，在無法將堤防的二級(jí)擋墻一次性實(shí)施到位的前提下，可考慮組合裝配式二級(jí)擋墻結(jié)構(gòu)型式，實(shí)現(xiàn)近期防汛墻的快速防汛封閉，后期吊裝預(yù)制裝配式二級(jí)擋墻至墻后腹地范圍，實(shí)現(xiàn)二級(jí)擋墻的重復(fù)利用，減少?gòu)U棄工程。

3 綠色堤防安全保障

3.1 防汛安全保障

綠色堤防防汛墻設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斷面應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家、行業(yè)、地方標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的安全性要求，防汛墻銜接設(shè)計(jì)應(yīng)處理好上下游、近遠(yuǎn)期的關(guān)系，做到防汛封閉防線的閉合。防汛搶險(xiǎn)通道應(yīng)保持暢通連續(xù)。當(dāng)采用兩級(jí)擋墻式防汛墻時(shí)，應(yīng)分別設(shè)置防汛搶險(xiǎn)通道。

3.2 管理安全保障

綠色堤防設(shè)施的維修養(yǎng)護(hù)責(zé)任單位應(yīng)當(dāng)落實(shí)堤防設(shè)施的巡查制度，按照規(guī)定要求進(jìn)行巡查，及時(shí)處理存在安全隱患的岸段，充分發(fā)揮堤防設(shè)施防汛功能效益。若防汛墻被景觀綠化覆蓋，應(yīng)在墻頂做好標(biāo)志標(biāo)識(shí)工作，便于后期日常巡查維護(hù)[6]。

濱水公共空間的開放，應(yīng)為市民、游客在濱江開展各種活動(dòng)提供安全防護(hù)、安全預(yù)警、應(yīng)急救援和疏散避難等安全保障，嚴(yán)控公共安全風(fēng)險(xiǎn)，保證公共活動(dòng)安全。安全警示設(shè)施包括安全防護(hù)欄桿、落水救生設(shè)備、安全警示標(biāo)志等。人流防護(hù)區(qū)域應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿、一定的落水救生設(shè)備；針對(duì)需要安全警示的岸段，在顯目位置設(shè)置安全警示標(biāo)志。

在運(yùn)行管理方面，應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)控人流密集區(qū)的人員狀態(tài)，及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件[7]；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)防汛墻的變形情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)防汛墻的安全隱患。應(yīng)編制應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案，配備一定的應(yīng)急搶險(xiǎn)設(shè)備，落實(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)急搶險(xiǎn)人員，提升應(yīng)急搶險(xiǎn)能力。

4 結(jié)論

本文明確了由綠色生態(tài)堤防的建設(shè)目標(biāo)、提升策略和安全保障三個(gè)方面構(gòu)成的質(zhì)量環(huán)，既是對(duì)堤防工程管理工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，也為后續(xù)建設(shè)及維護(hù)提供指導(dǎo)思路，仍需待后續(xù)工程的實(shí)踐對(duì)以上內(nèi)容加以補(bǔ)充完善。