城市生態堤防設計探析

袁小葉

（中水珠江規劃勘測設計有限公司，廣東 廣州 510610）

0 引言

長期以來，河道堤防建設作為城市防洪的有效措施，在保護城市安全，促進城市發展上發揮著重要作用。黨的十八大以來，隨著習總書記生態文明新思想的提出，傳統水利面臨向生態水利轉型的巨大挑戰，生態堤防應運而生，成為城市建設關注的一大熱點。傳統堤防建設重在防洪保安，存在堤線平直化，堤防橫斷面規則化，岸坡固化等問題，破壞了河道自然形態和生物多樣性，嚴重影響了河流生態系統功能發揮和可持續發展。相較之下，生態堤防強調保護優先，統籌兼顧，綠色發展，推行低影響的開發方式，以降低對自然生態系統的影響。近年來我國生態堤防建設雖取得一些初步成果，但數量還是不多，仍處于探索階段，還需不斷貫徹落實相關設計理念。

1 生態堤防功能

經濟社會快速發展，人民生活水平逐漸提高，對美好生活的需求日益提高，對優質水資源，健康水生態，宜居水環境的需求也日漸迫切。生態堤防在滿足傳統堤防防洪、通航等基本功能之上，注重水生態修復、水景觀效果、水文化傳承等。其功能主要包括以下3個方面。

1.1 生態保護功能

堤防生態保護功能主要包括兩個方面：①生態調節功能，健康的河流生態系統可實現自我調節與修復，具有涵養水源，攔沙保土的作用。②生境支持功能，良好的生態環境為維護河流生物多樣性，保持河流生態系統平衡可持續提供有力支撐。

1.2 社會服務功能

以人為本是水利工程建設的出發點，為經濟社會發展提供支撐與保障是水利工程建設的最根本任務，也是其社會服務功能的具體體現，主要表現為防洪、供水、灌溉、航運、旅游等功能。堤防建設的最基礎功能是防洪保安，基礎之上再兼顧景觀、旅游等其他功能需求。

1.3 文化傳承功能

水利工程是傳承治水文化，治水思想的載體，隨著人類文明和精神文化的不斷進步，對水利工程的審美不斷提升。生態堤防作為河道景觀及城市景觀的一部分，應當具備傳承生態文明理念，彰顯地方文化特色的功能。

2 生態堤防設計要點

2.1 堤線布置與堤型選擇

生態堤防設計在堤線布置時應避免過多地裁彎取直，盡量保持河流本身的自然空間形態，確保滿足河流及城市規劃要求，保證河道行洪安全，重視生態保護和修復，合理設置堤防間距，盡量保留或恢復河灘濕地等生境，有利于保護河流生物多樣性及生態系統平衡。常見的堤型斷面包括直立式、斜坡式、多級直立式、多級斜坡式和復合式。選擇時應結合城市規劃發展需求，從地形、地質、占地、工程造價、環境景觀等多方面綜合分析考慮，因地制宜選擇最優型式。為避免斷面形式均一化，可進行分區設計，采用多種斷面相結合的方式，更好地與自然風景或景觀設計相融合。堤身斷面在確保安全穩定的基礎上，盡可能地減弱鋼筋混凝土式硬質化設計，采用如生態框或自嵌式擋墻，以實現水陸橫向連通，提高河流本身的自凈能力，為河流水生動植物良好生境提供條件。

2.2 堤頂高程優化

傳統堤防“圍城”效應為城市景觀建設帶來較大困難，為減小其不利影響，需深入貫徹綠色生態理念，堤防建設時應在保證水安全的前提下，合理優化堤頂高程，為營造城水互融，人水和諧的美好景象增效。廣州市區珠江堤防作為國內較早引入超級堤理念的案例，在設計時結合堤防功能需求及地形現狀，通過在堤外灘地種植適生防浪林進行消浪[1]，以降低波浪爬高，從而優化堤頂高程。廣州南沙區靈山島尖生態景觀超級堤對超級堤進行了升級改造，運用“寬度換高度”的理念[2]，采用多級平臺消浪技術、堤腳灘涂潮間帶生態消浪技術及新型生態護坡技術進行多級消浪以降低防浪墻頂高程，滿足濱水與生態美觀需求，同時保障防洪潮安全。此外還有廣州南沙區萬頃沙聯圍某堤段，設計者提出了生態堤防消納調蓄洪水的創新理念[3]，通過打造濕地空間，聯通堤后水系，構建生態廊道系統，以蓄滯洪水和堤防越浪量，輔之灘涂植被和拋石子堤消浪措施，有效降低堤頂高程1.0～1.5m。上述實例均為生態堤防堤頂高程優化提供了良好的借鑒意義。值得注意的是，以上優化措施在一定程度上受相關因素影響，如植被消浪受植被類型、植被帶寬度及其布置方式等影響，消浪能力需要經過大量計算論證確定。堤頂高程的降低，可提升親水可達性和景觀性，但又關系到防洪安全，需充分考量，結合水工模型試驗等嚴格論證確定。

2.3 生態護坡設計

傳統堤防常采用干砌石、漿砌石或混凝土護坡，這種硬質護坡切斷了河道水流與周邊環境的聯系通道，造成了橫向水流不連續，從而嚴重影響周邊生物生長生存，導致物種多樣性下降，甚至造成周邊生態系統失衡[4]。生態護坡是一種借助植物與工程措施相結合的護坡形式，兼顧岸坡穩定與生態性，可起到涵水固土，增強岸坡穩定，恢復自然生境，維持生態穩定等多重作用，目前已在工程建設領域內得到了較為廣泛應用。常見的生態護坡包括植草護坡、土工格柵固土種植基護坡、生態袋護坡、植被毯護坡、生態混凝土護坡等[5]，如表1所示。隨著生態護坡技術不斷發展，涌現出一些新形式，如鏤空駝峰型生態護坡[6]、多孔混凝土護坡、蜂巢格室約束系統生態護坡、“雷諾護墊+高性能基材層”護坡等[7]。在進行生態護坡設計時，應充分調研設計范圍周邊環境條件及生物類型，考慮河道現狀、功能需求、工程定位等多因素，根據不同生態護坡形式的適用范圍及特點，選擇因地制宜的生態材料、護坡植物和護坡結構，為生物繁殖、生長、棲息構建良好生境，改善堤岸生態環境。

表1 常見的生態護坡類型及特點

2.4 濱水空間及景觀設計

生態堤防應設置開放共享的綠色濱水空間，以滿足居民親水、休閑、觀景等需求。濱水空間的規劃設計應與區域規劃，慢行體系規劃相適應。現常采用構建親水平臺、親水棧橋、親水步道、濕地公園等方式營造親水空間，打造活力濱河岸線。親水平臺或步道多用于復合式斷面，創建了除堤頂外的行進和駐足空間，將人的活動空間和觀賞角度重新拉回至水面，打造了多層次的視覺空間，滿足親水需求的同時弱化了堤防高差的景觀不利影響。生態堤防周圍景觀應結合區域用地規劃，功能及定位等情況，因地制宜打造，如結合慢行系統布設植物景觀帶，整合魚塘建設濕地公園，改造農田為生態農業觀光園等，拓寬了居民休閑游憩空間，激發了城市活力；可通過文化雕塑、文化墻、景觀柱等方式展現城市文化，彰顯城市魅力，打造城市名片。

2.5 植物配置

植物景觀作為主要的軟質景觀，是生態堤防不可或缺的一部分。植物配置對水土保持，水生態改善及堤防景觀效果起著至關重要的作用。將生態堤防植物景觀進行分區，分為陸域、水陸交界帶和水域植物景觀。其中陸域植物景觀主要有生態密林、疏林草地、開敞植被和林蔭廣場4種配置模式[8]，不同配置模式描述及特點如表2所示，也可將4種模式進行組合，尋找最佳配置模式，如生態密林+疏林草地模式，可打造多層次視覺效果，提供多樣化的觀景游憩體驗。水陸交界帶植物景觀根據不同類型駁岸特點構建植物群落，以耐水濕生類為主，如表3所示。水域植物主要分為挺水、浮葉和沉水3類，可根據不同功能和水深條件進行選擇，如表4所示。植物配置應結合功能需求，綜合考慮氣候，水文，土壤等環境條件，根據色彩、質感、季相等變化，科學合理地將不同形態及特性的植物組合，以構建色彩豐富，質感多樣，層次鮮明的植物群落，為堤岸水景增色。

表2 陸域植物配置

表3 水陸交界帶植物配置

表4 水域植物配置

3 結語

生態堤防是堤防建設與生態文明理念相碰撞的結果，順應時代和社會發展需求。生態堤防以保護生態為前提，以防洪為基礎，兼顧景觀、文化等多重功能，營造了城水相融，人水相依的和諧氛圍，有利于實現經濟、社會、生態綜合效益最大化。設計時應結合建設目標對堤線、堤型、護坡及景觀等進行統籌考慮，因地制宜地規劃布置。生態堤防涉及水利工程、生態環境、建筑景觀、給排水、植物學等多學科領域，是一門綜合性較高的新興技術。目前我國生態堤防建設還處于初級階段，還需在理論和實踐中進一步探索。