生態(tài)水利工程存在的問題及思考

李丹霞

（湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司深圳分院，廣東 深圳 518100）

0 引 言

長久以來，傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)使河流連續(xù)性遭到破壞、生境破碎化、水文過程均一化，導(dǎo)致后期河漫灘濕地退化，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。21世紀(jì)，人類已經(jīng)從根本上改變了世界各地的河流。根據(jù)數(shù)據(jù)，近百年來，全世界大部分的河流上都修建了4000 個(gè)水壩，這些水壩的高度都在15m 以上，800,000 個(gè)小水壩存蓄了河水中的10,000m3，相當(dāng)于世界上河水量的5 倍。這些水利工程在保證人民群眾的正常生活和生產(chǎn)生活中起到了很大的作用，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而，大規(guī)模的水利水電開發(fā)，特別是過分的開發(fā)，使河川的水文狀況發(fā)生了明顯的變化，并對(duì)河川的生態(tài)環(huán)境造成了明顯的負(fù)面影響。因此，如何有效地預(yù)防和緩解水利建設(shè)對(duì)流域生態(tài)環(huán)境的影響，是一個(gè)不容忽視的重要問題。

2003 年開始，我國開始出現(xiàn)生態(tài)水利工程的概念，2005 年國家提出在保護(hù)生態(tài)基礎(chǔ)上有序開發(fā)水電。生態(tài)水利逐漸得到行業(yè)人士認(rèn)同，它是對(duì)傳統(tǒng)水利工程的補(bǔ)充和完善。在未來的水利建設(shè)中，既要兼顧生態(tài)環(huán)境的健康與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又要考慮到水資源的健康和可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)工程是可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，它將人類社會(huì)與自然環(huán)境相結(jié)合并使雙方受益。如今從國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，習(xí)近平總書記提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思想，統(tǒng)籌水災(zāi)害防治、水資源節(jié)約、水生態(tài)保護(hù)修復(fù)、水環(huán)境治理，更加注重尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然，更加突出節(jié)約優(yōu)先、保護(hù)優(yōu)先、生態(tài)優(yōu)先，以指引治水取得歷史性成就[1]。文章從生態(tài)水利工程入手，從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，用一個(gè)工程案例結(jié)合生態(tài)水利設(shè)計(jì)，提出了一些問題，并從生態(tài)水利設(shè)計(jì)、施工、管理方面提出了一些思路以供參考。

1 工程概況

深圳某防洪達(dá)標(biāo)工程整治起點(diǎn)位于一自然村，終點(diǎn)位于入?？谔帲こ谭篮闃?biāo)準(zhǔn)采用50a 一遇，堤防工程確定為2 級(jí)，主要建筑物為2 級(jí)，次要建筑物為3 級(jí)。要求防洪達(dá)標(biāo)整治工程在完成防洪任務(wù)的同時(shí)，要達(dá)到“一河兩岸、一山一海、景點(diǎn)延伸、提高人民福祉的目標(biāo)”。工程通過清淤疏浚、河道拓寬、堤岸加高、阻水橋涵拆除重建等措施，對(duì)河道進(jìn)行防洪達(dá)標(biāo)整治。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的條件，河道斷面分別采用梯形斷面、矩形斷面及復(fù)式梯形斷面等多種斷面型式；河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)采用三維土工網(wǎng)植草護(hù)坡、格賓擋墻、連鎖式水工砌塊護(hù)岸等多種結(jié)構(gòu)型式。

2 生態(tài)方案

在項(xiàng)目方案中，其主要的技術(shù)難題如下：增加河道的水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和多樣性、提高河道水景觀文化觀賞性。尊重自然框架、改善游客體驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。這就要求綜合技術(shù)手段建設(shè)生態(tài)護(hù)岸和堤防。在紅樹林生態(tài)保護(hù)以及消落區(qū)生態(tài)融合（紅樹、半紅樹）的具體的設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過對(duì)河道地?cái)嗝媲闆r的調(diào)研、分析后，擬定了如下措施：①對(duì)于沿河樹木植被良好、紅樹林集中生長的河段的臨河側(cè)岸坡要盡可能保留自然駁岸、河灘濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)，僅對(duì)坡腳采用進(jìn)行加固，比如采用斷面型式為仿松木樁+干砌石、生態(tài)種植槽護(hù)腳+植被混凝土邊坡；②堤頂高程未達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)的在植被外側(cè)進(jìn)行加高、培厚，堤頂設(shè)巡河路以及綠帶；局部樹木阻礙行洪的，可以進(jìn)行移植；③沿河地形狹窄、房屋較多或有基本農(nóng)田分布的河段，為緩解工程占地的矛盾，針對(duì)條件允許的區(qū)域可采用綠化效果好的生態(tài)砌塊擋墻，堤身采用加筋土結(jié)構(gòu)分層填筑；針對(duì)條件不允許的可采用混凝土直立擋土墻，墻頂設(shè)花池，種植垂釣植物對(duì)墻面進(jìn)行綠化，墻后設(shè)巡河道；針對(duì)局部低洼地區(qū)的鐵皮房進(jìn)行搬遷。

3 材料對(duì)比

根據(jù)深圳已建工程經(jīng)驗(yàn)，從防洪實(shí)施效益、投資等綜合分析比較，本工程選擇沿河兩岸的用地、空間、建筑物型式，分段選擇護(hù)坡護(hù)砌材料。坡式護(hù)岸包括上部護(hù)坡與下部護(hù)腳，上部護(hù)坡的結(jié)構(gòu)型式主要有植物、土工合成材料、生態(tài)網(wǎng)格、綠化混凝土、干砌石、漿砌石、混凝土等。下部護(hù)腳部分的結(jié)構(gòu)型式主要采用拋石、石籠等，護(hù)岸材料對(duì)比表見表1。

為試驗(yàn)不同結(jié)構(gòu)生態(tài)混凝土護(hù)坡，在濱海咸潮河流岸坡生態(tài)修復(fù)中的適應(yīng)性及效果。本次根據(jù)河道實(shí)際岸坡地質(zhì)、植被、水流條件按四種護(hù)坡類型分布如下。

A 型格賓擋墻+草皮護(hù)坡、B 型生物基質(zhì)混凝土護(hù)坡并播撒草種+混凝土預(yù)制槽、C 型保留原有岸坡及植被，采用仿木樁和干砌石進(jìn)行護(hù)腳、 D 型生態(tài)砌塊擋墻。

4 植被混凝土施工技術(shù)流程及注意事項(xiàng)

施工技術(shù)流程如下：①清理坡面→②掛網(wǎng)錨固→③植被混凝土生態(tài)基材配備→④拌合干粉物料→⑤植被混凝土噴植→⑥無紡布覆蓋→⑦養(yǎng)護(hù)管理

施工時(shí)注意事項(xiàng)如下：

1）為保證植被混凝土與邊坡基面的連接緊密度和自身強(qiáng)度，植被混凝土施工應(yīng)采用干噴施工工藝,噴播由空壓機(jī)送風(fēng)。從坡面由上至下進(jìn)行噴植，先基層后面層，每次噴植單寬、高度合適后，基層與面層的噴植應(yīng)間隔幾個(gè)小時(shí)。

在噴漿之前首先檢查坡面上的浮土、草皮、樹根及其它雜物是否已經(jīng)清理，確認(rèn)后用水對(duì)坡面噴淋，以增強(qiáng)噴射植被混凝土基材與基面連接緊密，再進(jìn)行試噴試驗(yàn)，調(diào)節(jié)水灰比，然后進(jìn)行噴漿施工；基層最好噴護(hù)厚度10cm 左右；噴射打開之前，應(yīng)先送風(fēng)、后開機(jī)最后給料，噴射結(jié)束時(shí)應(yīng)待噴射料噴完再關(guān)風(fēng)。

2）控制措施：基層噴射混凝土可一次噴至設(shè)計(jì)厚度，不需分層噴植；噴射過程中，噴嘴距坡面控制距離，保證噴射速度適宜，以利于植被混凝土的壓實(shí)；噴嘴與受噴面間保持適當(dāng)距離，噴射角度盡量獲得最大的壓實(shí)力和最小的回彈；噴植中，噴射頭輸出壓力不能低于0.1MPa； 噴射采用從上而下，先噴凹陷部分，再噴凸出部分；噴射移動(dòng)最好采用“S”形或螺旋形移動(dòng)前進(jìn)。同時(shí)及時(shí)清除受噴面上的砂囊或下垂的植被混凝土，以便重新噴射。

3）面層噴植：基層施工結(jié)束后對(duì)面層噴植，一般控制在3 ～4h 內(nèi)；表層噴植厚度為2~3cm；表層在噴護(hù)之前需坡面上噴一次透水，確?；鶎雍捅韺拥恼辰Y(jié)；采用近距離實(shí)施噴播，以保證草籽播撒的均勻性；噴播采用從上而下的方式，單塊寬度要做好控制。

噴植結(jié)束以后兩天內(nèi)，在基材表面需加蓋無紡布，無紡布的主要作用是起到保墑、控溫，提高植物種子出芽速度，同時(shí)防止植物種子被風(fēng)吹走和被飛禽啄食，大大提高植物種子出芽率和成活率。如若有移栽灌木，此部位無需覆蓋。無紡布應(yīng)緊貼坡面并固定好、防止風(fēng)吹。

養(yǎng)護(hù)管理主要內(nèi)容是噴灌灑水、病蟲害防治和局部修復(fù)；水份補(bǔ)充采取微噴灌方式進(jìn)行，幼苗生長期禁止出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)病蟲害，及時(shí)防治，因施工、養(yǎng)護(hù)等其他原因造成的小部分班禿現(xiàn)象，及時(shí)修復(fù)。養(yǎng)護(hù)期間需要注意植物種子的出芽均勻度和出芽率，在局部出芽不齊和沒有出芽的坡面位置要進(jìn)行補(bǔ)植。養(yǎng)護(hù)管理分為苗期養(yǎng)護(hù)與生長期養(yǎng)護(hù)兩個(gè)階段。苗期養(yǎng)護(hù)為施工結(jié)束后的第0-90d，生長期養(yǎng)護(hù)一般為坡面噴射施工結(jié)束后的第91-365d。

5 項(xiàng)目實(shí)施前后對(duì)比

其整治前生態(tài)環(huán)境參見圖1。

根據(jù)不同區(qū)段進(jìn)行設(shè)計(jì)，與周邊環(huán)境及規(guī)劃理念相協(xié)調(diào)，同時(shí)結(jié)合河道及周邊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過構(gòu)建河道景觀節(jié)點(diǎn)，改善河道水環(huán)境及景觀，整治后其生態(tài)環(huán)境見圖2。

圖2 整治后生態(tài)環(huán)境

6 生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)、施工、管理方面的一些思考

1）生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性設(shè)計(jì)規(guī)范缺乏。首先，我國區(qū)域差異較大，所以在實(shí)施生態(tài)水利工程時(shí)必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。針對(duì)不同地域的不同，要實(shí)現(xiàn)生態(tài)工程的建造，就必須遵循生態(tài)工程的基本原理。在進(jìn)行河川地貌與地域規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮特定的規(guī)范與互用性。既要確保工程的經(jīng)濟(jì)性、安全性，又要兼顧區(qū)域河段的動(dòng)態(tài)變化，并不斷總結(jié)出行之有效的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與方法，以維持河道的生態(tài)修復(fù)能力。其次，由于我國幅員遼闊，各區(qū)域之間存在著很大的區(qū)域差異，所以，必須對(duì)各區(qū)域的地理特征進(jìn)行合理的分析，以流域?yàn)榛A(chǔ)單元，并將其與當(dāng)?shù)氐乃?、地質(zhì)條件相結(jié)合。但目前，國內(nèi)有關(guān)生態(tài)水利建設(shè)的法規(guī)體系尚不健全，多數(shù)規(guī)范僅適用于傳統(tǒng)的水利建設(shè)。

2）生態(tài)水利工程過程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水利工程的缺乏協(xié)調(diào)。在進(jìn)行生態(tài)水利項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的生態(tài)運(yùn)行分析，以達(dá)到將其與傳統(tǒng)水利工程相結(jié)合的目的。生態(tài)水利建設(shè)與傳統(tǒng)水利建設(shè)相比，仍有許多不同之處，在目前的水利建設(shè)基礎(chǔ)上必須將其與傳統(tǒng)的水利工程有機(jī)地結(jié)合起來，強(qiáng)化兩者的協(xié)同運(yùn)作，強(qiáng)化生態(tài)理念的融合。我國目前的生態(tài)水利項(xiàng)目建設(shè)中，許多設(shè)計(jì)者對(duì)生態(tài)環(huán)境的控制工作認(rèn)識(shí)不足。在對(duì)河流的改造設(shè)計(jì)中，就必須要進(jìn)行全面的規(guī)劃，準(zhǔn)確把握河流自然本底特征、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求和生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，堅(jiān)持“一盤棋”，處理好上下游、左右岸、干支流的關(guān)系，通過前瞻性思考、全局性謀劃、戰(zhàn)略性布局、制定相應(yīng)的方案，制定相應(yīng)的對(duì)策，整體性推進(jìn)，來滿足目前的生態(tài)水利建設(shè)的需求。在具體的設(shè)計(jì)中，必須要將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與現(xiàn)代的技術(shù)相結(jié)合，要解決河道改造中的水生動(dòng)物和動(dòng)植物的問題，布置好相應(yīng)的植被，將地方原本的生態(tài)規(guī)律摸清楚，然后再進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞，同時(shí)避免對(duì)經(jīng)濟(jì)造成的損失。因此，在對(duì)河流的改造設(shè)計(jì)中，就必須要進(jìn)行全面的規(guī)劃，并且根據(jù)這一點(diǎn)來制定相應(yīng)的方案，制定相應(yīng)的對(duì)策，來滿足目前的生態(tài)水利建設(shè)的需求。

3）加強(qiáng)設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變。21 世紀(jì)初，國家啟動(dòng)以“三大河流”綜合治理為標(biāo)志的生態(tài)修復(fù)工程，取得顯著成效：黃河連續(xù)23a 功能性不斷流，黑河尾閭居延海再現(xiàn)濕地景觀，塔里木河下游生態(tài)輸水復(fù)流至臺(tái)特馬湖，樹立了人類促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的經(jīng)典成功范例。水利建設(shè)是建立在生態(tài)基礎(chǔ)之上的，要考慮到各個(gè)方面的因素，不能因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的增長而破壞生態(tài)。要把生態(tài)環(huán)境中的各個(gè)因素進(jìn)行合理組合，進(jìn)行治理和建設(shè)。首先就要引入生態(tài)化的理念到設(shè)計(jì)方案，將生態(tài)化的技術(shù)應(yīng)用到工程中。

4）加強(qiáng)對(duì)工作人員的培養(yǎng)力度。首先，各有關(guān)部門應(yīng)積極引入教育思想，以培養(yǎng)生態(tài)水利工程人才，提升相關(guān)人員的專業(yè)素質(zhì)。同時(shí)，要借助現(xiàn)代信息技術(shù)，搭建一個(gè)國際交流平臺(tái)，為從事生態(tài)水利建設(shè)的專業(yè)人員提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。其次，要加強(qiáng)有關(guān)工作人員的思想教育，以激發(fā)有關(guān)人才參與水利項(xiàng)目建設(shè)的積極性，防止人才流失。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)主管部門要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人才的環(huán)保知識(shí)的培訓(xùn)、環(huán)保觀念的培養(yǎng)，促使設(shè)計(jì)人才的環(huán)保設(shè)計(jì)觀念發(fā)生變化，從而為生態(tài)水利工程的發(fā)展提供思路導(dǎo)向。只有如此，才能提高生態(tài)水利的設(shè)計(jì)水平，加速我國的生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)。

5）生態(tài)水利的管理和持續(xù)性發(fā)展。生態(tài)水利工程的施工建設(shè)完成,正式投入使用后,需要根據(jù)生態(tài)規(guī)律做好水資源的調(diào)節(jié)與控制,避免出現(xiàn)強(qiáng)制破壞區(qū)域生態(tài)規(guī)律的情況。通過引進(jìn)河湖長制度，以各級(jí)黨政領(lǐng)導(dǎo)同志為主體的河湖管理與保護(hù)的體制創(chuàng)新，落實(shí)健全責(zé)任明確、協(xié)調(diào)有序、監(jiān)管嚴(yán)格、保護(hù)有力的江海治理體系，為河湖生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展、生態(tài)功能的可持續(xù)利用提供了制度保障。河湖長制實(shí)行以來，成效顯著。長江七大流域，黃河，淮河，海河，珠江七大流域，通過實(shí)行“流域治理+省級(jí)河長制”，20 多個(gè)省份建立了跨省界的河湖聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制，不斷探索建立橫向生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，設(shè)立了聯(lián)合河長湖長，持續(xù)開展聯(lián)合河長湖長，堅(jiān)持開展聯(lián)合巡查執(zhí)法，從而形成了河湖管理保護(hù)強(qiáng)大合力。各地各部門要以此為突破口，從系統(tǒng)的角度對(duì)其進(jìn)行治理，以不斷改善河湖水質(zhì)，生態(tài)管理提供持續(xù)性發(fā)展。

7 結(jié) 語

黨的十八大以來，黨中央作出大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略決策，并將生態(tài)文明建設(shè)寫入黨章。生態(tài)水利工程在生態(tài)文明建設(shè)中占據(jù)重要位置，全面提升生態(tài)環(huán)境治理現(xiàn)代化水平，堅(jiān)持系統(tǒng)思路，不斷加強(qiáng)投入生態(tài)保護(hù)修復(fù)，著力提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性，對(duì)推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展方面有積極意義。