生態(tài)堤防設(shè)計(jì)在水利工程中的應(yīng)用探討

陳偉紅

濰坊市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司東營分公司 山東東營 257000

1 生態(tài)堤防的概念概述

所謂生態(tài)堤，主要是指在原有堤防設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上增加一個(gè)生態(tài)要求。生態(tài)堤防建設(shè)的重點(diǎn)是修復(fù)河岸、加固堤防，可以進(jìn)一步提高堤防的防洪防澇能力。要做好生態(tài)堤防的利用，技術(shù)關(guān)鍵是在河岸恢復(fù)加固過程中最大限度地利用自然資源。也就是說，天然材料應(yīng)該是采購材料的首選。如果現(xiàn)場(chǎng)有可用資源，則應(yīng)最大限度地利用這些資源。這樣既能滿足生態(tài)建設(shè)的需要，體現(xiàn)生態(tài)特征，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，保證周邊地區(qū)的生態(tài)平衡。同時(shí)可以降低施工過程中的成本，獲得更理想的施工收益，總之，生態(tài)堤防建設(shè)的主要目標(biāo)是減少對(duì)周邊生態(tài)的影響，包括對(duì)周邊生物棲息地環(huán)境的影響，在滿足堤防防護(hù)基本功能要求的基礎(chǔ)上。一般來說，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)有三種類型，其中一種是天然原型護(hù)岸。為了保護(hù)河岸，在河岸周圍種植楊樹、楊樹、蘆葦?shù)认菜参?。這種生態(tài)堤更適合腹地較大或坡度較緩的河段。主要的不足是沒有足夠的抗洪能力。另一種是天然護(hù)岸，主要是在河岸上種植植被，鋪設(shè)石頭、木材等天然材料，以保護(hù)河岸。這樣，就可以形成更穩(wěn)定的保護(hù)結(jié)構(gòu)。這種生態(tài)堤防設(shè)計(jì)通常適用于陡坡或受一定侵蝕的地段。三是人工天然護(hù)岸。這種堤防防洪要求較高，主要適用于腹地較小的河段。這種護(hù)岸主要是在天然護(hù)岸的基礎(chǔ)上建造的。這種堤防采用鋼筋混凝土等材料進(jìn)行封堵，具有較強(qiáng)的防洪能力。

2 水利工程堤防現(xiàn)狀

堤防隱患的主要問題是，當(dāng)水位上升且堤防破裂時(shí)，現(xiàn)有的裂縫，洞口和薄弱區(qū)域無法修復(fù)。一般來說，如果不及時(shí)處理，這種安全隱患將造成極大的危害。在這個(gè)階段，那些潛在的危害已經(jīng)發(fā)生。主要原因是在路堤施工過程中，每年均采用當(dāng)?shù)夭牧虾筒涣嫉氖┕すに噷?duì)路堤進(jìn)行平行填筑，最終導(dǎo)致路堤的壓實(shí)不牢固可靠，并導(dǎo)致許多裂縫。未來一段時(shí)間，我國水利建設(shè)將逐步完善管理模式運(yùn)行機(jī)制，各種管理方法將被超越。涵洞日常管理的方面集中在違法行為的建設(shè)，審批程序和處理方法上，檢查和維護(hù)工作后未注意。同時(shí)，中國目前在各種公共設(shè)施的視頻監(jiān)控技術(shù)方面落后，在監(jiān)控圖像方面缺乏工具，在各種信息管理方面缺乏具體措施。由于許多人對(duì)法治意識(shí)不強(qiáng)，因此堤防的建設(shè)很普遍，砍伐樹木，占用堤防甚至使用隨機(jī)的圍堰，都對(duì)堤防的使用造成了更大的影響。而且破壞路堤的懲罰還不夠強(qiáng)大，很容易引起所有人的忽視。即使是這些企業(yè)，也隨意將重工業(yè)廢物傾倒在河上，造成河段污染物和河道淤積，嚴(yán)重影響了路堤護(hù)坡[1]。

3 生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的基本原則

3.1 綜合治理原則

在進(jìn)行堤防工程設(shè)計(jì)時(shí)，從堤防整體設(shè)計(jì)和長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)利益出發(fā)，要遵守綜合治理的原則。在有效優(yōu)化河道堤防設(shè)計(jì)效果的基礎(chǔ)上，也要充分考量堤防設(shè)計(jì)整體性經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，提升堤防綜合效益、自然價(jià)值以及堤防的整體美觀度。

3.2 安全性原則

堤防的安全性對(duì)于堤防設(shè)計(jì)而言具有重要作用，相關(guān)部門在進(jìn)行堤防工程設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格遵守安全性原則，在設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)管理時(shí)都要滿足安全要求，以滿足堤防工程防洪度汛的實(shí)際應(yīng)用效果。

3.3 因地制宜原則

在堤防工程設(shè)計(jì)的過程中，要充分結(jié)合周圍環(huán)境因素，要組織專業(yè)人員進(jìn)行工程現(xiàn)場(chǎng)勘查，充分認(rèn)識(shí)到自然因素的重要性，堅(jiān)持因地制宜的原則，貫徹設(shè)計(jì)過程始終，科學(xué)合理設(shè)計(jì)堤防工程，提高設(shè)計(jì)價(jià)值。

4 水利工程建設(shè)中生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)思路

4.1 堤線布設(shè)及堤型選擇

為了保證生態(tài)特性的體現(xiàn)，在水利工程建設(shè)過程中，堤防類型的選擇和堤線的布置是技術(shù)關(guān)鍵，要考慮自然環(huán)境的特點(diǎn)。所謂自然環(huán)境特征就是河流形態(tài)特征。一般來說，河流的形態(tài)特征是多樣的，因此堤防類型的選擇和堤線的布置有利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)目標(biāo)。從堤防線布置來看，原則上在不破壞河湖自然形態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和設(shè)置。河道的原始資源應(yīng)盡可能地最大化，而不應(yīng)將可保留的資源移走。在堤防選型階段，應(yīng)考慮以下兩個(gè)要求。一是保證滑坡穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定。二是實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)目標(biāo)。另外，為了避免生態(tài)保護(hù)的矛盾，必須控制好堤防間距，并有一定要求盡量放寬堤防間距[2]。

4.2 河段設(shè)計(jì)

河道斷面設(shè)計(jì)決定著整個(gè)河道的防洪能力，是生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的思想重點(diǎn)。為了達(dá)到生態(tài)設(shè)計(jì)的目的，應(yīng)根據(jù)河段的多樣性特點(diǎn)，采取有針對(duì)性的治理措施。在堤防設(shè)計(jì)和實(shí)際施工階段，應(yīng)考慮以下要點(diǎn)進(jìn)行管理和控制。一是考慮河流的主導(dǎo)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。二是盡可能提高土地利用率。三是結(jié)合河岸實(shí)際生態(tài)發(fā)展需要，經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算得出可靠結(jié)論。通過這樣的設(shè)計(jì)方法，我們最終可以創(chuàng)造出更加豐富多樣的生態(tài)景觀，為動(dòng)物提供棲息地，形成更加多樣化的生物群落，迎合親水性的原則。為達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)目標(biāo)，在目前生態(tài)堤防設(shè)計(jì)施工過程中，一般選擇復(fù)合斷面，既不影響生物群落的繁殖，又能滿足汛期泄洪要求。

4.3 岸坡防護(hù)水陸交接地帶設(shè)計(jì)

水陸界面是河岸保護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，是河流管理的重點(diǎn)，是影響河岸生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。水運(yùn)樞紐地帶有很多兩棲動(dòng)物生長(zhǎng)繁殖，有很多動(dòng)物在這里覓食、避難。因此，必須保護(hù)好水路交匯區(qū)，遵循人與景觀和諧共處的基本原則，以可持續(xù)發(fā)展為基本目標(biāo)，確保水陸界面區(qū)設(shè)計(jì)更加合理，改善河岸環(huán)境質(zhì)量。在維護(hù)工程安全的基礎(chǔ)上，結(jié)合河岸生態(tài)的復(fù)雜性和多樣性，對(duì)生態(tài)景觀進(jìn)行保護(hù)。為了避免在河岸建設(shè)中使用多孔和不透水材料，有必要避免使用多孔材料來保護(hù)環(huán)境[3]。

4.4 周邊景觀建設(shè)

在水利工程生態(tài)堤防體系建設(shè)中，周邊景觀的建設(shè)很容易被忽視，因?yàn)橛腥苏J(rèn)為景觀建設(shè)不會(huì)影響工程質(zhì)量。但事實(shí)上，景觀的建設(shè)不僅決定著項(xiàng)目的整體美感，也決定著項(xiàng)目的使用壽命。水利工程的主體是以江河湖泊環(huán)境為基礎(chǔ)的。保留和優(yōu)化周邊原有的自然景觀，可以形成更加美麗的景觀，保證水利設(shè)施與周邊景觀的和諧。比如保護(hù)生物棲息地等非破壞性區(qū)域，將自然環(huán)境與非人工建筑相結(jié)合，提高景觀質(zhì)量，保護(hù)周邊水土，確保水利設(shè)施的穩(wěn)定。

4.5 景觀空間

堤防岸線是具有非常獨(dú)特的線形元素景觀空間，具有景觀美學(xué)價(jià)值。堤防岸線上的景觀空間設(shè)計(jì)上應(yīng)根據(jù)美學(xué)原則和自然環(huán)境規(guī)律，堤防中進(jìn)行照明、植物、鋪裝、平面縱向形態(tài)設(shè)計(jì)以及橫向斷面設(shè)計(jì)等；加強(qiáng)堤防的親水性行為的發(fā)生及相應(yīng)的濱水景觀空間設(shè)計(jì)，包括輪椅坡道和盲道的設(shè)計(jì)，從而能更好地服務(wù)于弱勢(shì)群體；保障整體堤岸水體視線的暢通性，創(chuàng)造出城市堤防岸線的自然景觀美感。堤防的岸線有筆直的，也有蜿蜒曲折的，蜿蜒曲折的堤防岸線比較能夠貼近自然的狀態(tài)，并且有著自然和人工的區(qū)別，技術(shù)與方法有效結(jié)合，目的就是提升堤防岸線的景觀視覺空間效果和人文景觀[4]。

4.6 堤身植物配置

城市堤防雖然靠近水岸，但是其生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)還是相對(duì)比較脆弱，必須遵循大自然生態(tài)基本原則進(jìn)行景觀綠化設(shè)計(jì)。景觀植物設(shè)計(jì)上應(yīng)該分為3個(gè)層次，分別是喬木、灌木、草本植物，帶狀的景觀綠化是具有高低錯(cuò)落的層次和植物的疏密以及在植物顏色上深淺上的區(qū)別，完善堤防中樹與樹之間和草與草之間的相互搭配和襯托的效果，同時(shí)還應(yīng)該注意不同樹種之間有效的合理搭配，形成堤防植物縱深感。要注意草地、灌木和大型樹木的高低配置，盡量避免樹下無草、草上無樹的情況，同時(shí)應(yīng)注意不同草的搭配。

5 結(jié)語

水利工程建設(shè)對(duì)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展具有重要影響。而生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)是順應(yīng)當(dāng)今時(shí)代生態(tài)發(fā)展趨勢(shì)的設(shè)計(jì)理念。為此，探討了生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，包括生態(tài)堤的概念概述、生態(tài)堤在水利工程中規(guī)劃建設(shè)的意義，以及生態(tài)堤在水利工程建設(shè)中的設(shè)計(jì)思路。希望本文能引起業(yè)內(nèi)同仁的思考，共同探討未來建筑發(fā)展方向，掌握技術(shù)要點(diǎn)，提高施工質(zhì)量。