綠色生態堤防建設體系的構建

錢敏浩

（上海市堤防泵閘建設運行中心，上海市 200080）

0 引言

隨著城市的發展，人民群眾對于公共空間，尤其是濱水公共空間的需求越來越強烈。近年來黃浦江和蘇州河兩岸濱水空間的開放，特別是中心城區浦江兩岸45 km 濱江貫通的實現，獲得了人民群眾的廣泛好評。

上海市堤防處作為防洪工程建設和設施管理單位，對黃浦江和蘇州河堤防采用統一直接管理的方式，在堤防的巡查和養護方面已實現了全覆蓋和不間斷。目前，黃浦江和蘇州河正處在堤防建設和管理水平全面提升的階段，堤防處每年持續實施堤防專項維修項目，逐段消除放防汛安全隱患[1]，并與沿岸碼頭建設規劃相結合，綜合考慮堤防建設的最優方案。為貫徹國家對生態及環保的需求，打造城市“綠色生態堤防”[2]，在筑牢城市安全防線的同時，兼顧堤防景觀、空間形態等方面布局建設[3]，建設高質量的濱江公共開放空間，確保規劃設計和建設管理質量，促進社會滿意度提高，是堤防建設管理工作者現階段的一大課題。

綠色生態堤防建設應主要從三個方面進行研究，包括建設目標、提升策略、安全保障（見圖1）。其中建設目標是前提，提升策略是路徑，安全保障是支撐，三者缺一不可。本文綜合考慮了上海市河道、堤防及兩岸公共空間的各項設計規范、管理技術規定等，結合堤防建設、管理和維修方面的經驗，明確了由綠色堤防的建設目標、提升策略和安全保障三個方面構成的質量環，提出了現階段綠色堤防建設過程中各個環節的結構性內容，以此為參考以供水務工作者參考。

圖1 綠色生態堤防建設

1 綠色生態堤防建設目標

1.1 貫通

綠色生態堤防應建設整體、開放的濱水公共空間體系，實現濱水貫通，保證慢行系統的連續性、連通性，最大限度實現濱江空間開放，滿足市民、游客親水近水等多種活動的體驗需求。

1.2 安全

綠色生態堤防的安全性包含防汛墻和岸段的結構安全、堤防保護管理安全和游客體驗安全等多方面內容。不斷提高堤防工程設計管理水平，形成健全的防汛安全體系和保護管理機制，完善安全防護、安全預警、應急救援和疏散避難等相關的設施保障，營造活動安全，放心可靠的濱江空間。

1.3 功能

綠色生態堤防應在防汛安全的前提下，統籌考慮景觀堤防、生態堤防、文化堤防等功能的順利發揮，同步解決通航河道的通航安全問題、墻后場地的貫通排水問題、跨穿沿河構筑物的問題、其它設施的近遠期結合問題等問題，避免重復建設。

1.4 生態

綠色生態堤防是打造生態化城市的重要組成部分，應堅持生態為先、功能為先，嚴格保護生態資源，尊重自然本底現狀，改善動植物生境，連通生態廊道，提升生物多樣性。景觀必須服從生態和功能，營造出豐富多樣的濱水綠化環境。

2 綠色堤防提升策略

2.1 親水提升策略

親水提升的目標是增加親水空間可達性、提升親水體驗、弱化堤防的隔絕作用。親水空間可達性通常是采用親水平臺或多級防汛墻的構造來實現，隨著新材料新技術的發展，如組合式防汛墻、裝配式防汛墻等，依靠其獨特的優勢，逐步成為增益結構投入使用。各設施的設計提升策略如下所述[4]。

2.1.1 親水平臺

親水平臺能夠實現從陸地到水域的延伸，便于市民一覽江景風光。為滿足防洪、除澇、通航等要求，親水平臺的設置不得侵占河道水域，在通航河道凹岸不得超過碼頭控制前沿線。因此，設計河口線在條件允許的情況下可按河道藍線退界實施，或在征得水行政主管部門的同意下，親水平臺可采用外挑結構。同時對于已有廢棄碼頭，可利用改造為親水平臺，既利用原有結構，又節省投資，見圖2、圖3。

圖2 高樁梁板親水棧道斷面示意圖

圖3 高樁墩臺親水棧道斷面示意圖

2.1.2 多級防汛墻

防汛墻墻后腹地用地條件允許時，宜采用多級防汛墻，打造多層次的視覺空間，提升濱水空間的可達性，提升濱水體驗。為弱化堤防的隔絕作用，高差處理的做法有緩坡形式、橫向臺階形式、縱向臺階形式等形式，可根據用地條件和景觀布置方案進行設計，見圖4。

圖4 二級防汛墻典型結構型式

2.1.3 組合式防汛墻

在確保防汛安全的前提下，如何提升親水性，避免臨河不見河的問題，新型護岸日趨備受重視。經專項論證后，在保證防汛安全的前提下，在濱河景觀段，安全超高水位以上可采用組合式防汛墻，便于拆卸及組裝，見圖5、圖6。

圖5 組合式防汛墻典型斷面（合建式）

圖6 組合式防汛墻典型斷面（分離式）

2.2 生態提升策略

2.2.1 生態化提升護岸

防汛墻在確保結構安全的前提下，應優先考慮結構的生態性，采用水土保持功能良好的植生土坡及生態材料建設的護坡或擋墻，可實現水陸橫向連通，可為水生動植物提供良好生境條件等功能；還應具備使河水與土壤相互滲透，增強河道的自凈能力。采用較多的生態結構有生態框和自嵌式擋墻、石籠、水土保護毯、生態袋以及生態混凝土等，宜根據各結構的適用條件進行選擇，見圖7、圖8。

圖7 生態護坡+ 生態混凝土擋墻斷面示意圖

圖8 生態護坡+ 石籠擋墻斷面示意圖

2.2.2 海綿理念的運用

海綿城市的建設理念，以防洪排澇體系為支撐，充分發揮綠地、土壤、河湖水系等對雨水徑流的自然積存、滲透、凈化和緩釋作用，實現城市雨水徑流源頭減排、分散蓄滯、緩釋慢排和合理利用，共同構建蓄泄合理、排用結合的城市良性水循環系統。

陸域緩沖帶中防汛通道、游步道、慢行道、休憩平臺等采用的透水鋪裝、人工濕地、生物滯留設施、植草溝等低影響的開發設施。

陸域緩沖帶應盡量保留和利用原有濱岸帶的植物群落，地被植物宜選擇覆蓋率高、攔截吸附性能好的物種。

河道斷面應結合周邊地塊的開發利用情況、水體的水文特征、可利用空間及景觀需求等，采用多樣化的斷面形式，合理選擇生態駁岸材料。

2.3 安全提升策略

綠色生態堤防的建設不可避免的改變原有堤防結構的受力及抗滲情況。在親水及生態提升的同時須做好安全提升。

2.3.1 堤防自身結構安全

結構安全應滿足設防標高達標、結構穩定性達標[4]和滲流安全性達標三方面的內容。

結構穩定性不達標主要細分為整體穩定不達標、抗滑移穩定性不達標和基底應力比不滿足要求三類。

生態綠色堤防的建設為了使岸線更加親水富于變化及趣味性，一般會在防汛墻后設置景觀堆坡或一些景觀小品，相當于增加了堤防墻后的荷載值。

按照荷載距離墻后6 m、7 m、8 m、10 m、20 m、30 m，按照墻后5 kN/m2、10 kN/m2、15 kN/m2、20 kN/m2、25 kN/m2、30 kN/m2的荷載建立模型進行計算整體穩定值，見圖9～圖12。

圖9 防汛墻整體穩定計算模型示意圖

圖10 荷載作用在墻后6 m 外，不同荷載作用下防汛墻整體穩定安全系數計算值

圖11 荷載作用在墻后7 m 外，不同荷載作用下防汛墻整體穩定安全系數計算值

圖12 荷載作用在墻后8 m 外，不同荷載作用下防汛墻整體穩定安全系數計算值

根據模型穩定計算，墻后堆載距離防汛墻較近時隨著荷載的增加對防汛墻的安全影響趨于增大，而在墻后8 m 之外，墻后荷載值的增加對防汛墻穩定性影響趨于穩定[5]。因此建議在生態化提升改造時應在墻后保持一定的安全距離，可以減少對防汛墻自身結構的影響，進而減少改造的堤防結構的投資。根據不同堤防結構以及不同地質情況，墻后荷載安全距離應以實際計算為準。

結構滲透穩定分為本身滲漏和基礎滲漏，處理的基本原則是“以堵為主，輔以疏導”，在制定處理措施時，要根據滲漏發生的原因、部位和危害程度以及修復條件等實際情況而定，滲透穩定處理應與結構穩定同步考慮。

結構及穩定性滿足要求，僅為設防標高不達標的情況下，常規做法是進行防汛墻接高處理節約工程投資，見圖13。堤防結構位于墻后地坪以上的部分在不影響結構安全的前提下可以適當進行墻體美化，如涂鴉等。

圖13 防汛墻接高處理示意圖

2.3.2 堤防附屬結構安全

堤防附屬結構的安全與游客的安全息息相關，是堤防安全的重要組成部分，應給予足夠的重視。用電設備、信息管線等配套設施應在方案設計階段同步考慮。欄桿、座凳等應滿足規范要求，型式上考慮老人兒童的需求，減少可能發生的安全隱患，并嚴格把控安裝質量。設置標志牌、警示牌、以及監控信息系統等便于日常安全管理。

2.4 統籌建設

在防汛安全的前提下，宜同步解決墻后場地的排水問題，根據墻后場地標高條件考慮直排河道，或利用現狀排放口、在墻后范圍修建閘門井、增設排水口的控制環節等措施。針對跨穿沿河構筑物問題，在建設主體確定的前提下，明確各自的工程范圍和邊界，預留銜接節點；在建設主體不確定的前提下，應預留相應跨穿河結構實施位置。對于沿河構筑物需考慮后側可能存在的附加荷載；對于跨河構筑物，需優化樁基布置和底板尺寸，為跨河構筑物預留樁位。

針對二級擋墻近遠期處理的問題，在無法將堤防的二級擋墻一次性實施到位的前提下，可考慮組合裝配式二級擋墻結構型式，實現近期防汛墻的快速防汛封閉，后期吊裝預制裝配式二級擋墻至墻后腹地范圍，實現二級擋墻的重復利用，減少廢棄工程。

3 綠色堤防安全保障

3.1 防汛安全保障

綠色堤防防汛墻設計結構斷面應滿足現行國家、行業、地方標準所規定的安全性要求，防汛墻銜接設計應處理好上下游、近遠期的關系，做到防汛封閉防線的閉合。防汛搶險通道應保持暢通連續。當采用兩級擋墻式防汛墻時，應分別設置防汛搶險通道。

3.2 管理安全保障

綠色堤防設施的維修養護責任單位應當落實堤防設施的巡查制度，按照規定要求進行巡查，及時處理存在安全隱患的岸段，充分發揮堤防設施防汛功能效益。若防汛墻被景觀綠化覆蓋，應在墻頂做好標志標識工作，便于后期日常巡查維護[6]。

濱水公共空間的開放，應為市民、游客在濱江開展各種活動提供安全防護、安全預警、應急救援和疏散避難等安全保障，嚴控公共安全風險，保證公共活動安全。安全警示設施包括安全防護欄桿、落水救生設備、安全警示標志等。人流防護區域應設置防護欄桿、一定的落水救生設備；針對需要安全警示的岸段，在顯目位置設置安全警示標志。

在運行管理方面，應當實時監控人流密集區的人員狀態，及時應對突發事件[7]；實時監測防汛墻的變形情況，及時發現防汛墻的安全隱患。應編制應急搶險預案，配備一定的應急搶險設備，落實對應的應急搶險人員，提升應急搶險能力。

4 結論

本文明確了由綠色生態堤防的建設目標、提升策略和安全保障三個方面構成的質量環，既是對堤防工程管理工作經驗的總結，也為后續建設及維護提供指導思路，仍需待后續工程的實踐對以上內容加以補充完善。