水利工程建設中生態堤防設計探析

曹洋 南京市水利規劃設計院股份有限公司

陳國存 鹽城市水利信息與宣傳教育中心

嚴嘉華 南京市水利規劃設計院股份有限公司

1.生態堤防的概念概述

所謂生態堤防，主要是指基于原本的堤防設計要求增加一項生態要求。生態堤防施工，重點在于對河岸的修復與堤防的加固，這樣能夠進一步提升堤防的防洪防澇能力。為了做好生態堤防使用，在針對河岸進行修復與加固的過程中，技術要點在于對自然資源的最大化利用。即是說購入材料應當以天然材料為第一選擇，如果現場有可利用的資源，更要做到最大程度利用，這樣不但能夠滿足生態化施工的需求，體現生態化特色，減少對周遭環境的影響，保證周遭生態平衡，同時也能夠減少施工過程中的成本耗費，得到更理想的施工收益。一言蔽之，生態河堤建設的主要目標是在滿足堤壩基本護岸功能需求的基礎上減少對于周遭生態的影響，包括周遭生物的棲息環境的影響。一般來說，生態堤防設計主要包括三種類型，其一是自然原型護岸河堤。即是為了保護河堤將水楊、白楊、蘆葦等喜水的植物種植在河岸周遭。這樣的生態化堤防，更加適用于腹地較大或是坡緩的河段。而最主要的不足是對于洪水并不具備充分的抵抗能力。其二是自然型護岸河堤，主要是指為了防護河堤而在河岸處種植植被，并且鋪設石材、木材等天然材料。這樣能夠形成更加穩固的防護結構，這一類型的生態堤防設計一般常適用于較陡的坡岸亦或是受到一定程度沖蝕的區段。其三是人工建造的自然型護岸河堤。這類河堤的防洪要求更高，主要適用于腹地范圍較小的河段。這類護岸主要基于自然型護岸建設，通過使用鋼筋及混凝土等材料去進行隔擋，這樣的河堤具有更強的抗洪能力。

2.水利工程生態堤防規劃建設的意義

傳統的水利工程對于社會需求更加重視，但是卻往往會忽視人類的可持續發展需求，這會使得因此工程施工過程中出現諸多隱患，一旦引發嚴重的安全問題，后果是無法預估的。長此以往，水源質量下降、供給量不足，人類的生存也會受到威脅。因此必須要重視對于生態水利工程的規劃，要深入分析水利工程堤防規劃的重要意義。傳統水利工程學普遍以湖泊、河流等水文系統的構成部分作為主要研究對象。而生態水利工程學的研究方向則往往是具備生命特征的、動態性的河流生態系統整體，即是說各個部分都包含在研究范圍當中。生態水利工程的技術主要可以從以下幾個方面進行概括。其一是新工程的建設要以實現可持續發展為目標，進而排除河流生態系統存在的威脅。而對于需要人工改造的河流，則應當利用專業的河流健康評估技術以及生態系統修復規劃去進行管理，做好污染水體的生態修復。

3.水利工程建設中生態堤防的設計思路

3.1 堤線布設及堤型選擇

為了保證生態特征得以體現，在水利工程建設過程當中，堤型的選擇與堤線的布設是技術重點，要考慮到自然環境的特點。所謂自然環境特點，即是河流形態的特點。一般來說河流的形態特點是多種多樣的，所以做好堤型的選擇以及堤線的布置，有利于達成生態化的堤防設計目標。從堤線布置的角度出發，原則上應當在不破壞江河湖泊自然形態的基礎上去進行設計與設置，對于河道的原有資源應當盡可能達成最大化利用，而不是將能夠保留的資源也一并剔除。而在堤型選擇階段，則要考量以下兩項要求。其一是要確保滑動穩定與滲透穩定。其二是要實現生態保護目標。而且為了避免生態保護出現矛盾，對于堤防間距也必須要做好控制，也有一定的要求，盡可能放寬堤防間距。

3.2 河流斷面設計

河流斷面的設計決定著河流整體的防洪能力，是生態化堤防設計的思想重點。為了真正達成生態化設計的目標，應當依據河道斷面的多樣化特征去采取針對性的處理措施。在堤防的設計與實際施工階段，都要考量以下幾個要點去進行管控。其一是要考慮到河道的主導功能去開展設計與施工。其二是要盡可能提升土地的利用率。其三是要考慮到河岸的實際生態發展需求，通過嚴格的計算去得出可靠的結論。通過這樣的設計手段，最終能夠營造出更加豐富多樣化的生態景觀，同時為動物提供棲息空間，形成更加多樣化的生物群落，迎合親水原則。為了達成實際的設計目標，在當前的生態堤防設計與施工過程中一般會選擇復式的斷面，這樣的斷面不但不會影響生物群落的繁衍，同時也滿足了洪水時期的泄洪需求。

3.3 岸坡防護水陸交接地帶設計

水陸交接地帶是河岸防護結構的關鍵部分，也是河流治理的重點，是影響河岸生態系統的關鍵因素。有許多水陸兩棲生物在水路交接地帶生長繁衍，有許多動物在此覓食、避難。因此必須要保護好水路交接地帶，應當遵循人與景觀和諧共存的基本原則，以可持續發展為基礎目標，進而保證水陸交接地帶的設計更加合理，保證河岸環境質量得以提升。要以維護工程安全為基礎，結合河岸生態的復雜性、多樣性特征，保護生態景觀。盡可能避免使用硬質不透水的材料去開展河岸防護施工，而是要盡可能使用自然材質、利用柔性結構或是滲透性強的多孔混凝土結構去保證河岸的自然狀態不被破壞，確保交接地帶的環境得到優化。

3.4 周圍景觀建設

周遭景觀的建設是環在水利工程的生態堤防系統建設過程中很容易被忽視的一點，因為有部分人員認為景觀的建設并不會影響工程質量。但實質上景觀的營造不僅決定著工程整體的美觀度，也決定著工程的使用壽命。水利工程主體是基于江河湖泊環境去建設的，對于周遭原本自然的景觀進行預留與優化，能夠形成更加美觀的景觀，能夠保證水利設施與周遭畫境的和諧性更強。例如可以將生物棲息地等不可破壞的區域保留下來，將自然環境與非人工的建筑等相結合，讓景觀質量提升的同時，也能夠保護周遭水土，保證水利設施運行的穩定性。

3.5 工程的施工與管理

工程施工過程中，施工管理是需要貫穿全過程的重要環節，其內容包括材料與設備管理、工期管理、技術管理、人力管理等等。從工期管理的角度出發，在施工工期規劃設計過程中，要確保盡可能避開河岸植物與動物的繁衍與成長高峰期，保證河岸生物體系得到完善。如果河岸周遭有瀕臨滅絕的物種，以及對于生存環境有著特殊需求的物種，在實際施工過程中，必須要針對性制定管控方案。要用專業性的管理措施滿足不同的管理需求，優化河岸環境，優化植被生長環境，做好排水設計，這樣能夠更加有效地降低施工帶來的環境影響，確保水利工程的實際價值得以體現，確保工程施工的效果更加理想，并且得到更加理想的收益。

4.結語

水利工程建設，對于當今的社會發展有著重要影響。而生態堤防設計則是迎合當前時代生態化發展趨勢的設計理念。因此以上針對生態堤防設計的要點展開了討論，包括生態堤防的概念概述、水利工程生態堤防規劃建設的意義以及水利工程建設中生態堤防的設計思路。希望通過文章探討能夠引發行業同仁的思考，共同探索未來的施工發展方向，掌握技術要點，提升施工質量。