淺析水利工程建設中生態堤防設計

高 建

(喀左縣凌河保護區管理局，遼寧 朝陽 122300)

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淺析水利工程建設中生態堤防設計

高 建

(喀左縣凌河保護區管理局，遼寧 朝陽 122300)

水利工程建設的目的是整治河流。現如今，隨著新技術和新材料在水利工程建設工程中的應用逐漸增多，人們更加注重水利工程建設中的生態堤防設計。在一些加強河流的生態建設中，已經可見一些生態型護坡技術、生物棲息地建設、 河流自然形態恢復、堤防綠化等融合了先進理念的技術和措施。這些均為我國生態堤防建設的發展起到了表率作用。文章從水利工程建設中生態堤防設計原則出發，提出了水利工程建設中生態堤防設計思路，為協調好人類與自然界的關系做出努力。

水利工程建設；生態堤防；設計；施工與管理

一直以來，河道堤防設計的目的都是通過加固堤岸、裁彎取直等工程滿足人們對于防洪、發電或航運等多種經濟要求[1]。而現今在可持續發展思路的推動下，建設生態河道已經成為我國河道建設的一個大的方向。在河流生態治理中，生態堤防建設是恢復河流健康的重要舉措。同時，生態堤防建設有利于實現河流自然生態、水生動植物的生存繁殖、拓寬城市空間等綜合功能。當前各級河道的生態堤防設計還處于探索階段，還需要不斷的實踐貫徹生態堤防設計理念。

1 生態堤防的概述及其基本原則

1.1 生態堤防的概述

生態堤防，實質上，就是在原有堤防設計要求的基礎上，增加一項要求。堤防修筑，最根本的要求是對河岸實施修復以及加固，達到防洪防澇的目的[2]。而生態堤防，就是在對河岸實施修復以及加固時，盡量運用自然因素實施修筑。在此狀況下，生態堤防建設的結構就需要改變，且生態堤防建設的施工材料就需要尋求天然材料?？傊?，生態河堤建設，其最終是建設出適合生物棲息，兼顧滿足抗洪強度要求的護岸。通常，生態堤防設計有3種類型，①自然原型護岸河堤。在河岸周圍種植具有喜水特性的植物(譬如柳樹、水楊、白楊、榛樹以及蘆葦、菖蒲等)保護河堤。這種生態堤防適合建于坡緩或腹地大的河段。缺陷是抵抗洪水的能力較弱。②自然型護岸河堤。將種植植被和石材、 木材等天然材料結合在一起應用，實現防洪護堤。該類型的生態堤防設計常常被用于較陡的坡岸或沖蝕較嚴重的地段。③人工自然型護岸河堤。在防洪要求較高、 腹地較小的河段中，常常采用此設計。此設計是在自然型護岸基礎上加用混凝土、 鋼筋混凝土等材料設置的隔擋進行建設的。人工自然型護岸河堤最大的優勢是抗洪能力較強[3]。

1.2 生態堤防設計的基本原則

生態堤防設計要摒棄重經濟發展輕綠色發展的錯誤思路，要牢固貫徹綠色發展、 科學發展、 平衡發展的現代發展理念[4]。因此，生態堤防設計，在筑堤過程中，必須遵循以下5項原則，才可確保其實用性。①安全原則。在生態堤防建設中，首項要求就是在滿足高堤防建設水平和建設標準的前提下，確保水域周邊居民的人身安全。因此，防洪安全是生態防洪建設的根本要求。②整體性原則。生態堤防嚴格意義上來講，是河流水生態系統空間的延伸。作為河岸景觀的一部分，生態堤防設計要考慮河流堤岸的整體性，并展示其特色[5]。③自然原則。所謂“自然原則”，就是在構筑堤防時，盡量不破壞水域自然環境特征。在河道景觀規劃建設中，將自然元素充分利用，最大程度的提升生態價值。④生態原則。生態堤防設計，之所以稱之為“生態堤防”，目的就是堅持“生態治水”，形成“人水共融”的良好環境。其根本是滿足人類防洪除澇的要求基礎上，也同樣滿足生物的生存需要。簡而言之，即不能因人類一方的需求而破壞水生動植物生息、繁衍空間。⑤親水原則。通過建設堤防，給當地居民提供一個人性化的活動和休憩場所，在保證居民安全的前提下給人們欣賞水景、接近水面的一個場所。

2 提倡生態堤防建設的意義

從傳統堤防建設的角度來思考，堤防建設屬于基礎設施建設工程，其建設的價值在于它所取得的強大的社會效益以及一些附屬經濟效益。堤防建設的社會效益，即保護河流兩岸居民的生存安全；堤防建設的經濟效益，即保障航道暢通。就其實現的社會效益和經濟效益而言，堤防設計更多的偏向于實現這兩項價值，以至于忽略了河流周邊的自然生態環境以及河岸、河流之間的生態平衡問題。加之建筑堤防時，使用的建筑材料(大量塊石建筑材料、鋼筋混凝土、非綠色環保建筑材料等)不環保，最終促使修筑好的堤防周圍生態平衡被破壞[6]。這種堤防建設很大程度上減弱了河流的生態功能，也極大的破壞了自然河流的生態平衡。提倡生態堤防建設，最為突出的2點表現為：①規則的斜坡設計。在建設堤防之前，原有河道的生態平衡可以繼續維系。但是，一旦進行堤防修筑，河道兩岸自然景觀在一定程度上會遭到破壞，且為了最大限度上阻擋洪水的沖擊，一切設計均以堅固程度和防洪為目的。但是，生態堤防建設可以規避此類問題，兼顧兩邊，既能夠最大化的阻擋洪水，又能夠嚴防破壞生物的棲息地。②堤防建設，除了考慮其最終的實現功能之外，還需要考慮泄洪速度和降低施工成本。

3 水利工程建設中生態堤防的設計思路

3.1 堤線布置及堤型選擇

在水利工程建設中，會考慮到堤防構筑的自然環境特點。而自然環境特點，就是河流形態的特點。一般而言，河流形態特點多樣，因此，生態堤防的設計，應該注重堤線布置及堤型選擇。堤線布置，原則上依照江河湖泊的自然形態設置，即對河道的蜿蜒、分汊原貌，盡量利用，如此，便能夠保護水域生態系統。堤型選擇時，符合兩項要求，①保證滲透穩定和滑動穩定；②能夠實現生態保護，并有利于生態恢復。另外，對于堤防間距也有一定的要求。為了避免洪水行洪和生態保護之間出現矛盾，堤防間距盡量放寬。

3.2 河流斷面設計

河流的自然狀態下，其斷面形狀呈現不規則變化，寬窄很隨意。同時，河流的淺灘與深灘并沒有相對固定的位置。因此，從河流斷面上來看，其特征以多樣化為主。因此，在水利工程建設中生態堤防的設計中，要根據河道斷面的多樣性變化構筑堤防。更具體一些來講，就是在設計、建設堤防時，要充分考慮以下3點：①考慮河道的主導功能；②考慮土地利用情況；③考慮河岸生態發展需求(嚴格通過計算機軟件和水力學計算方法得出確切的結論)。這樣所設計出來的堤防才能產生多樣化的生態景觀，形成多樣化的生物群落。同時，也符合親水原則。目前，生態堤防建設中，常常選用復式斷面，以此達到上述幾項要求，既不會阻隔生物群落的繁殖，又滿足了洪水位時泄洪的要求。

3.3 岸坡防護

在進行水利工程建設中生態堤防的設計時，河岸防護不可忽視。在河流系統周圍建設生態堤防，最關鍵的部分就是水陸交接的河岸防護結構。為了避免水利工程建設造成整體生態系統的破壞，以至促使原有的動植物種類、數量、灘涂類型等都發生根本性的改變，在岸坡防護系統的建設過程中，要謹慎。要根據實地的自然條件選用最恰當的岸坡防護形式，用以保留原有河岸風貌。通常，水利工程建設會選用透水性較強的混凝土結構構筑生態堤防。透水性較強的混凝土結構的優勢在于：①給浮游生物、植物、魚類、鳥類的生長和覓食、繁衍提供了生存空間；②河岸防護系統的儲水功能得以加強。與此同時，為了不影響河流側向聯通性能，會因地選材，選用緩坡結構完成堤防設計。

3.4 周圍景觀建設

在水利工程的生態堤防系統建設中，被建設的江河湖泊周邊具有一定的自然景觀，這些景觀形成了特定的自然環境，也體現了天然的美學價值。因此，生態堤防建設會將人工建設景觀和自然生態景觀很好的融合在一起。譬如，將生物棲息地等自然環境和亭臺樓閣等人工環境相結合，建立水生態公園、河流小型博物館等。

3.5 水利工程生態堤防施工與管理

水利工程的生態堤防系統建設，其施工具有一定的繁復性。工期越長，可能對堤防工程周圍的自然環境會造成負面影響。同時，人員方面，不注重對生物棲息地保護，也會對生物系統產生破壞。為此，嚴格管理水利工程生態堤防施工過程極為必要。為了嚴格管理水利工程生態堤防施工過程，需要做好以下4項工作：①選擇恰當的施工時期。在生物發育期間，盡量不要安排施工。如若安排施工，需提前做好相應的保護措施，為周圍物種的自然生存和發展提供保障。②休整利用過后的料場區域。避免料場地形受損，影響周圍環境的協調性。③合理設置排水，用以改善周圍植被的生長條件。④注重前期養護和后期管理。

4 結 語

綜上所述，從當前我國各地區堤防的實際情況來看，建設生態堤防還處于初級階段，還需要著力解決眾多矛盾。水利工程建設中生態堤防設計，需要符合其基本原則，并為推動堤防系統向著生態化、 合理化、 科學化、 長遠化的方向發展做出不懈的努力。加強水利工程生態堤防建設，是一項系統性的工作，也是一項循序漸進的工作。水利工程建設中生態堤防的設計，需要在堤線布置及堤型選擇，河流斷面設計，岸坡防護，周圍景觀建設以及施工與管理方面多加控制，才能既滿足城市防洪抗澇、 防災減災，又能更好地維持水利生態系統的完整性。

[1]安忠偉,常志武.小型水庫輸水洞消險設計概述[J].黑龍江水利科技,2012(10):171-172.

[2]楊志新,趙延生.小型水庫除險加固問題探討[J].黑龍江科技信息,2010(07):216.

[3]杜江,王藤.小型水庫的輸水洞消險設計[J].科技創新與應用,2013(13):160.

[4]林耀輝.小型水庫輸水涵洞除險加固設計[J].黑龍江水利科技,2013(08):146-147.

[5]馬建華,邱錦輝,孫萍萍.中小型水庫設計與完建后管理應注意的問題[J].黑龍江水利科技,2014(12):249-250.

[6]徐麗娜.淺談小型水庫除險加固設計注意事項[J].價值工程,2011(05):85-86.

1007-7596(2017)04-0107-02

2017-03-10

高建(1982-)，女，遼寧遼陽人，工程師，從事河道工程質量監督工作。

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