基于生態水利工程的河道規劃設計研究

孟影影

（山東新匯建設集團有限公司，山東 東營 257091）

水資源作為國民經濟發展的重要基礎，自古至今一直是國家發展的重大項目［1］。傳統的水利工程雖然能夠滿足人們生活發展的要求，但只是盲目的只考慮經濟的發展增長，未能注重河流水域的生態性方面，不同程度的破壞了河流的生態系統，造成環境問題日趨嚴重。目前，我國的生態水利工程發展還處于起步探索階段，就目前的情況而言，河道的生態治理中，依舊未能全面多角度分析解決問題，沒有做到因地制宜，設計模式相對比較單一［2］。

1 生態水利工程學概述

1.1 生態水利的發展理念

1）尊重自然，河流地貌是歷經千百萬年的演化而形成的，與周圍的環境已經建立起了自然平衡的狀態。所以水利工程在建設的過程中應當遵循尊重自然的理念，盡可能不破壞原有的河流地貌形態，保持原有的生態平衡。對于已建的傳統水利工程，如若對周圍的環境造成了破壞，在保證安全的基礎上可對其重新設計和建設，修復受損的河流生態。

2）水資源共享，水資源的平衡作為生態環境穩定的根本，維系著該區域的生態系統健康發展。傳統的水利工程目前所面臨最嚴峻的問題即人類過度開發水資源，導致地下水位顯著下降，破環了原有的生態平衡。所以，合理地開發利用水資源，在保障生產生活經濟發展的前提下，更因該注重人與生物的水資源共享。

3）可持續發展的理念需要明確水資源的儲量、水資源的承載能力，結合當地的經濟、社會發展狀況，然后再對水資源進行優化配置、開發利用，把水資源合理的分配到生產生活的各個領域?？沙掷m發展的理念不僅需要做到合理的規劃和分配，更需要完善后續的監督管理。

4）生態修復，需要結合生態系統的特點以及人為治水的目的，再進行合理的機構設計。目前常用的生態修復技術包括：生物-生態修復、生物修復、環境修復等。

1.2 生態水利工程學的基本原則

基本原則主要包括五點：第一，工程安全性和經濟性原則；第二，河流形態異質性原則；第三，生態系統自設計、自恢復原則；第四，景觀尺度及整體性與微觀設計并重原則；第五，反饋調整式設計原則［3］。

2 基于生態水利工程的河道治理

2.1 傳統河道治理與生態河道治理對比

傳統的河道治理形式比較單一，堰壩與水庫隔斷了上游與下游之間的聯系，同時在建造的過程中往往只追求經濟利益，忽視生態功能，導致深潭與淺灘交替布局的現象消失，上游與下游的河流同質化。生態河道治理與傳統河道治理的區別如表 1所示［4］。

表1 生態河道治理與傳統河道治理的區別

2.2 生態河道設計內容

1）河道的平面設計，在河道規劃設計的過程中，排洪泄洪是最基本的要求，在此基礎上應該根據河道地形地貌以及層次的變化、寬窄曲直進行合理的規劃。同時在設計的過程中還要盡可能加強河流上、下游之間的連續性、減少差異；。盡可能拓寬河面，一方面能夠加強汛期河道的泄洪能力，另一方面還能擴大滲水的面積，強化對地下水的補給。

2）河道斷面設計，斷面結構決定著水流速度，影響水流形式。生態河道斷面的設計重點在于在河流經過不同位置時，水位均能滿足要求。即在高水位洪水時，對周邊的農田和居民不會產生威脅，在低水位時依舊能夠滿足農田和水生物的需求。目前復式斷面更加符合河道生態性的要求，所謂的復式斷面，將常水位以下設置為梯形或者矩形斷面，常水位以上設計緩坡或二級護岸。

3）河道河床、護岸形式，在河道的治理中，對河床的建設相對較少，一般情況僅僅是修建堰壩或者橡皮壩。目前，常用的護岸形式主要有柵格、生態砌塊等，這些防護受到的共同特點均是孔隙率較大，易于植物的生長，進而通過植物的根系增強堤岸的堅固性。對于生態護岸，最為重要的問題是選材以及構造物的形式，材料決定了護岸的效果，而構造的形式則需要根據當地的實際情況進行選擇。

4）生物利用，河道的設計除了形式上的設計之外，還應該關注生物的利用，通過借助親水性的植物以及微生物來凈化水體。同時親水性生物的引進也恢復了水體中生物的多樣性，借助微生物形成生態圈進一步改善了河道的生態環境。

3 生態河道工程的實踐應用

新型柵格結構是網格結構的一種優化，其原理網格結構相似，即在構造性結構上留有空間，孔與坡面的土質相連，通過在孔中種植植物，而形成生態護坡。但由于網格結構在空間上容易受到限制，且多適用于河道堤岸。而柵格結構進一步優化，將立式駁岸有封閉式隔水砌墻改為格柵結構，坡角變緩，大概在70度左右，同時坡面預留柵格，以便種植植物。

護城河現有的溢水結構為梯形，高低水位之間的落差較大、連續性較差，堰壩上植物生長性較差，鑒于這種情況將溢水構造優化為柵格斜面式，在空間內部填充砂石，并種植蘆葦等水生植物。當水位下降時，一部分水量會儲存在柵格結構的內部，滿足植物生長的需要，植物也不會因為缺水而枯死。

對于親水平臺的優化主要體現在將直立式的砌墻結構改為斜面柵格結構，除此之外在人行道上也預留斜面柵格。當遇到汛期水位較高時，柵格空間可以讓水向更深層處流動，確保此時不會破壞砌堤的柵格空間。原河道采用的是矩形混凝土隔水凹槽結構，四面均可以認定為隔水面，這樣設計就相當于形成了一個獨立的儲水系統，不僅加劇了泥沙的淤積，而且阻斷了河道與周圍的生態聯系。因此可以在河床底部、靠近兩岸親水平臺側修建格柵結構的箱狀構造物。從河岸到虹吸，分別設置高低不同的擋土墻，在河道內種植等水生植物，形成一個區域的生態圈，能夠自我凈化。河道橫斷面圖以及平面設計圖如圖1所示。

4 結語

本文基于生態環保的理念，歸納了生態水利主要有尊重自然、水資源共享、可持續發展、生態修復四項發展理念。揭示了傳統河道設計中存在的缺陷，并對河道的平面、斷面、河道河床、護岸以及生物的利用等方面進行了優化設計措施，最后基于生態水利工程的理念提出新型柵格結構設計方案，并將該方案應用于實際的工程中。