生態(tài)堤防設(shè)計(jì)在水利工程中的應(yīng)用探討

袁倩瑩

（東莞市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引言

水利工程是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施體系中的重要成員，開(kāi)展水利工程建設(shè)，是助力地方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措，再者水利工程建設(shè)與我國(guó)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和環(huán)保事業(yè)發(fā)展的關(guān)系也非常密切，所以亟須積極順應(yīng)社會(huì)和時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，不斷朝向綠色生態(tài)轉(zhuǎn)型發(fā)展，以便有效改善以往水利工程建設(shè)中造成的施工及周邊區(qū)域的大面積植被破壞及水資源污染等環(huán)境問(wèn)題，要想真正實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，水利工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與施工企業(yè)應(yīng)同時(shí)關(guān)注與重視水利工程生態(tài)堤防設(shè)計(jì)施工。

1 生態(tài)堤防概述

通過(guò)針對(duì)生態(tài)堤壩的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行規(guī)律總結(jié)，常見(jiàn)的生態(tài)堤壩主要有以下三種方案：首先，更加貼近原生態(tài)地開(kāi)展河堤護(hù)岸工作，即在兩岸栽植蘆葦、楊柳等親水植物，從而起到一定的防護(hù)作用，但由于無(wú)法有效地抵御洪水，所以適合于斜坡比較緩和的內(nèi)陸地區(qū)，其次，更加貼近自然狀態(tài)的河堤護(hù)岸活動(dòng)，其具體實(shí)施方式為：栽植綠化植物、樹(shù)木、石塊、木材等生態(tài)物質(zhì)，形成堤防系統(tǒng)。最后是人造護(hù)岸河堤，這是一種對(duì)防洪要求較高的堤壩，常用于天然護(hù)岸，采用鋼筋混凝土材料加固的天然護(hù)岸河堤[1]。

2 生態(tài)堤防設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中的作用

水利工程生態(tài)堤壩設(shè)計(jì)相比較傳統(tǒng)的堤壩設(shè)計(jì)具備更好的生態(tài)防護(hù)效果，但由于其透水性較強(qiáng)，施工隊(duì)伍必須在實(shí)際施工中使其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和透水性要求。在水利工程以及河流治理的設(shè)計(jì)與建設(shè)中，應(yīng)從生態(tài)保護(hù)的角度出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行生態(tài)保護(hù)。

當(dāng)前開(kāi)展水利工程建設(shè)的過(guò)程中，必須注重生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)過(guò)程和生態(tài)保護(hù)措施，生態(tài)堤防設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果尤為突出，而生態(tài)堤防設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果更是重中之重。保證了周?chē)纳鷳B(tài)平衡，為動(dòng)物和植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造了適宜的空間，使整個(gè)河川的生態(tài)環(huán)境得到了優(yōu)化，動(dòng)物和植物得到了更好的發(fā)展。要保證現(xiàn)代城市的安全發(fā)展，就必須提高其設(shè)計(jì)質(zhì)量和功能，以達(dá)到更好的生態(tài)效益。

3 生態(tài)堤防工程的設(shè)計(jì)原則

首先是安全性原則。安全是工程建設(shè)的基本準(zhǔn)則，在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)范，以保證人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。其次，整體原則。生態(tài)護(hù)岸是對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)的擴(kuò)展，而生態(tài)護(hù)岸是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)整體的要求非?？量蹋@就是要保證生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)與原有的生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合，從而形成一個(gè)整體的水系系統(tǒng)。再次，自然性原則。即在建筑中不破壞原有的水、環(huán)境，也就是在保護(hù)環(huán)境的前提下，充分利用建筑場(chǎng)地的自然環(huán)境，以達(dá)到節(jié)約投資、提高生態(tài)效益的目的。最后是親水原理，是指在修建堤壩時(shí)，為當(dāng)?shù)鼐用駹I(yíng)造一個(gè)天然、舒適的活動(dòng)環(huán)境，方便人們近距離觀賞和接近大自然[2]。

4 生態(tài)堤防在水利建設(shè)中的設(shè)計(jì)思想

4.1 堤線布置及堤型選取

在水利建設(shè)中，必須充分考慮大壩的自然條件，即河道的形狀特征。在自然條件下，河道的形狀差異很大，所以在進(jìn)行生態(tài)堤壩的設(shè)計(jì)時(shí)，必須注意堤線的設(shè)置和堤型的選取。在堤線的設(shè)置上，要立足于河川的天然形態(tài)，充分發(fā)揮河道曲折、分流等地貌的原有特征，以達(dá)到最大限度地保護(hù)水體生態(tài)。而堤型的選取有兩個(gè)基本條件：首先，保證滲透和滑移的穩(wěn)定性；其次，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)。其次，對(duì)河堤的間隔設(shè)計(jì)也有一定的要求，為了避免洪水行洪與生態(tài)環(huán)境的沖突，應(yīng)盡量擴(kuò)大堤壩的間距。

4.2 河道斷面的設(shè)計(jì)

由于自然條件的作用，河段的剖面形狀和寬度等在特定的形態(tài)上表現(xiàn)出無(wú)規(guī)律的變化，所以在進(jìn)行河段設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)河段的剖面形狀進(jìn)行調(diào)查，以便根據(jù)河段的多變性特征進(jìn)行施工。在具體的設(shè)計(jì)中，應(yīng)做好以下3 點(diǎn)：首先，充分發(fā)揮河道的功能，明確河道的主要功能。其次，對(duì)河道周?chē)耐恋刭Y源進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)，防止土壤環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。最后，綜合河堤生態(tài)化發(fā)展，利用先進(jìn)的技術(shù)和方法，對(duì)其發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析比較。目前河道斷面的治理方式以復(fù)式斷面為主，既能保證河道生態(tài)環(huán)境，又能滿足防洪需要[3]。

4.3 岸坡保護(hù)

在水利工程生態(tài)護(hù)岸工程中，邊坡保護(hù)是其中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在正式施工之前，必須對(duì)邊坡地的自然環(huán)境、特別是動(dòng)植物進(jìn)行全面的調(diào)查，并根據(jù)調(diào)查的結(jié)果，對(duì)邊坡的保護(hù)進(jìn)行科學(xué)的、合理的評(píng)價(jià)，以保證原有的生態(tài)環(huán)境能夠保持良好地運(yùn)行。在進(jìn)行邊坡保護(hù)時(shí)，大部分建筑單位都會(huì)選擇具有良好滲透性的混凝土，這種混凝土在實(shí)際使用時(shí)，能夠最大限度地利用其自身的優(yōu)點(diǎn)，使其不會(huì)對(duì)河流的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)還能增加水庫(kù)的蓄水量，為植物和動(dòng)物的繁殖提供良好的環(huán)境。

4.4 周?chē)h(huán)境的規(guī)劃

針對(duì)生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)與建設(shè)流程中，要明確工程項(xiàng)目的周邊景觀設(shè)計(jì)的實(shí)際作用，這種作用包含了對(duì)生態(tài)堤防如何更好地與周邊的自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有效地結(jié)合，在不破壞原有生態(tài)系統(tǒng)以及自然風(fēng)貌的前提下開(kāi)展設(shè)計(jì)和建設(shè)工作。在具體的建設(shè)過(guò)程中，要通過(guò)各種措施和手段對(duì)動(dòng)物和植物賴以生存的環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，避免破壞生態(tài)平衡以及相應(yīng)的環(huán)境污染問(wèn)題[4]。具體的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，要降低水流經(jīng)過(guò)亭臺(tái)樓閣的整體水平。除此之外，還要做好對(duì)動(dòng)植物繁衍過(guò)程的有效保護(hù)，避免施工過(guò)程影響生態(tài)環(huán)境的成長(zhǎng)，要通過(guò)與周邊生活的居民進(jìn)行溝通和交流來(lái)掌握動(dòng)植物的生存特征，并在此基礎(chǔ)上選擇正確的施工周期。如果河流周邊擁有珍惜的動(dòng)植物，則需要通過(guò)更加完善的保護(hù)方法對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。在進(jìn)行景觀布置時(shí)，要保證項(xiàng)目工程和周邊環(huán)境的有效融合，使得自然生態(tài)系統(tǒng)能夠和生態(tài)堤防得到充分的統(tǒng)一。

4.5 采用生態(tài)混凝土

在人工自然護(hù)岸河堤施工中，由于采用了大量的混凝土，其對(duì)環(huán)境的要求更高，以達(dá)到生態(tài)防護(hù)的目的，因而在工程上得到了廣泛的應(yīng)用。它的突出優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)性強(qiáng)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，具有很好的抗沖刷、抗凍、抗腐蝕等特性，因而大大提高了堤壩的穩(wěn)定性，起到了很大的保護(hù)作用。在工程建設(shè)中，應(yīng)注意以下施工要點(diǎn)。首先，在正式施工之前，必須進(jìn)行邊坡的清理，保證邊坡的整齊、平整。其次，模板的安裝要嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行，特別是對(duì)模板的安全部位和高度進(jìn)行了精確的計(jì)算，以保證在混凝土澆筑完成后，邊坡具有較好的抗水性能。而這種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式，則是由于能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化和機(jī)械化的一體化生產(chǎn)，從而大大減少了人力的勞動(dòng)強(qiáng)度。最后，空心混凝土結(jié)構(gòu)降低了物料的重量，提高了搬運(yùn)和吊裝的方便；這種材質(zhì)具有良好的耐用性和抗腐蝕性能，對(duì)環(huán)境的保護(hù)也起到了一定的作用[5]。

5 水利工程生態(tài)堤防設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

5.1 生態(tài)堤壩工程建設(shè)中的重視程度不夠

傳統(tǒng)的堤防工程已經(jīng)不能適應(yīng)目前的工程需要，目前在施工中對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的重視不夠，致使河道治理存在諸多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了工程的經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)階段，要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)項(xiàng)目的合理調(diào)整。在中下游堤防工程中，要防止對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的損害，引入生態(tài)護(hù)岸的理念，以降低傳統(tǒng)堤壩工程中出現(xiàn)的灘涂、岸坡消失等對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞，維護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定、和諧發(fā)展。設(shè)計(jì)與施工隊(duì)伍要對(duì)其思想與實(shí)際運(yùn)作進(jìn)行深入地探討，并對(duì)其整體設(shè)計(jì)思想進(jìn)行優(yōu)化，并充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件與生態(tài)特征，對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行綜合把握。在水利工程的生態(tài)堤壩設(shè)計(jì)中，其防護(hù)效果的好壞直接關(guān)系到工程的透水性和安全性。目前，在水利工程建設(shè)中，由于沒(méi)有足夠的重視生態(tài)堤壩的設(shè)計(jì)，使得水利工程的防護(hù)岸設(shè)計(jì)沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的生態(tài)效益，嚴(yán)重危害了防護(hù)岸的生命和財(cái)產(chǎn)安全，損害了河道的流暢性，造成了生態(tài)堤防的建設(shè)，嚴(yán)重地?fù)p害了生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重地危害了國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的安定[6]。施工方要采取相應(yīng)的對(duì)策，盡量降低由于施工中出現(xiàn)的問(wèn)題造成的生態(tài)環(huán)境損害，從而保證水利工程的正常運(yùn)行。

5.2 堤壩工程設(shè)計(jì)的生態(tài)保護(hù)效果不佳

在以往針對(duì)堤防工程中的系列施工流程中，常常將河道系統(tǒng)的治理工作作為整體工作的核心，之所以選擇這種工作內(nèi)容的主要目的是提升河道的平穩(wěn)程度，但是單純地追求河道系統(tǒng)的治理效果往往會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)平衡以及生物多樣性造成影響，甚至?xí)?duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，與此同時(shí)對(duì)于河道的自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)也存在重視程度不足的問(wèn)題，無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的自我恢復(fù)能力的提升和修復(fù)工作。在針對(duì)水利工程的設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中，要明確將河流的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益作為核心內(nèi)容。特別是在進(jìn)行生態(tài)堤壩設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行科學(xué)地評(píng)估和設(shè)計(jì)，使得堤壩的設(shè)計(jì)更加科學(xué)，合理。如果生態(tài)堤壩的設(shè)計(jì)存在穩(wěn)定性不足的問(wèn)題，就會(huì)影響大壩的自身穩(wěn)定性，最終會(huì)對(duì)整體工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。

6 水利工程生態(tài)堤壩的設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)化

6.1 加強(qiáng)堤壩的施工質(zhì)量與材質(zhì)規(guī)范管理

工程團(tuán)隊(duì)要不斷地優(yōu)化、調(diào)整生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)、合理地實(shí)施生態(tài)堤防工程的建造水平、提高工程質(zhì)量、生態(tài)堤防的設(shè)計(jì)質(zhì)量、實(shí)施生態(tài)堤防施工現(xiàn)場(chǎng)的信息管理工作、同時(shí)依據(jù)河流的具體情況，開(kāi)展設(shè)計(jì)方案的有效優(yōu)化和調(diào)整，提升生態(tài)堤防工程質(zhì)量、優(yōu)化生態(tài)堤防工程的工程設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。在水利工程的生態(tài)堤壩設(shè)計(jì)中，施工隊(duì)伍要對(duì)其進(jìn)行具體的分析，而在不同的設(shè)計(jì)與施工中，其周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境也存在著差異。施工隊(duì)伍應(yīng)在工程實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)河道的具體情況，對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在水利工程生態(tài)堤壩的設(shè)計(jì)中，施工隊(duì)伍要重視對(duì)其進(jìn)行技術(shù)控制與生態(tài)修復(fù)，以提高其設(shè)計(jì)質(zhì)量。在水利工程建設(shè)中，必須對(duì)生態(tài)護(hù)岸的設(shè)計(jì)和使用效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以提高其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在生態(tài)護(hù)岸工程的建設(shè)中，有關(guān)單位要加大力度，充分考慮當(dāng)?shù)氐目陀^情況以及相關(guān)的水文資料，在具體的施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)科學(xué)規(guī)劃工作，使得河道空間能夠得到有效地拓展，提升堤防之間的距離，有效地增加灘涂的總面積，推動(dòng)生態(tài)保護(hù)系統(tǒng)的平衡、和諧發(fā)展。通過(guò)修建生態(tài)堤壩，使當(dāng)?shù)氐膭?dòng)物、植物多樣性得到了保護(hù)，使生態(tài)系統(tǒng)得到了最大程度地恢復(fù)，使其功能和作用得到了最大程度的發(fā)揮。

6.2 實(shí)施生態(tài)保護(hù)措施

在生態(tài)堤壩的建設(shè)中，要注重對(duì)周?chē)h(huán)境的保護(hù)，在工程設(shè)計(jì)、施工中要注意生物多樣性，以防止由于水利設(shè)施的存在而造成周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的不平衡。有關(guān)部門(mén)在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，要充分考慮到河道周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境，防止對(duì)環(huán)境造成損害。通過(guò)對(duì)河流湖泊自身的自然狀況進(jìn)行優(yōu)化，可以在提升河流湖泊景觀的審美水準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用美學(xué)和實(shí)用元素，創(chuàng)造出更加美觀實(shí)用的自然生態(tài)景觀和人工景觀，逐步拉近人類與自然的距離。為使人與自然和諧共處，必須在修建生態(tài)堤壩時(shí)，既要保持原有的生態(tài)風(fēng)貌，又要充分考慮到當(dāng)?shù)厣锏纳婵臻g和生長(zhǎng)狀況。在堤壩設(shè)計(jì)時(shí)，要防止水流通過(guò)亭臺(tái)樓閣，為動(dòng)物和植物提供一個(gè)和諧的生態(tài)環(huán)境，防止因堤壩的工程設(shè)計(jì)而對(duì)周邊自然環(huán)境造成損害。對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)尤為重要，施工期間，施工人員必須對(duì)施工日期、區(qū)域進(jìn)行記錄，防止在生物體發(fā)情期、發(fā)育期進(jìn)行施工，并全面實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)的防護(hù)。在生態(tài)堤壩的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要注意對(duì)工程的環(huán)保、生態(tài)的保護(hù)，嚴(yán)格按要求進(jìn)行，包括嚴(yán)格執(zhí)行堤防工程的多種形式，并嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的施工和設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求和環(huán)境效益。為加強(qiáng)水利工程生態(tài)堤的設(shè)計(jì)質(zhì)量管理，必須對(duì)其進(jìn)行合理的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與建造過(guò)程中，對(duì)生態(tài)防護(hù)措施進(jìn)行有效地實(shí)施。目前。在生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì)中，堤型的設(shè)計(jì)與生態(tài)防護(hù)是整個(gè)工程的關(guān)鍵，它直接影響到生態(tài)護(hù)岸的生態(tài)防護(hù)功能和施工質(zhì)量。

7 結(jié)語(yǔ)

開(kāi)展水利工程建設(shè)可以發(fā)揮助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展，以及促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)提升等諸多積極作用，但是與此同時(shí)，由于各項(xiàng)施工作業(yè)的實(shí)施，不可避免地會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及附近區(qū)域的自然生態(tài)環(huán)境造成一定影響，因此極易引發(fā)系列性環(huán)境效應(yīng)，因此必須高度重視水利工程建設(shè)過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)，這就要求相關(guān)人員合理探索如何實(shí)現(xiàn)生態(tài)堤防設(shè)計(jì)在水利工程中的優(yōu)化應(yīng)用。