基于生態化防洪墻的某河道防洪治理實踐研究

摘 要：河道在自然生態系統與經濟社會系統能量交換過程中扮演重要的媒介角色，影響城市防洪排澇、生態文化等。為充分發揮河道的重要價值，切實解決河道防洪治理實際問題，以河道防洪治理作為主要研究對象，對生態化防洪墻及其特點進行簡單介紹，分析了生態化防洪墻在河道防洪治理中的重要價值。結合實際案例，從生態化防洪墻工程地質條件評價、生態化防洪墻樣式及材料選擇、穩定性分析、穩定性檢查等方面入手，探討了生態化防洪墻在河道防洪治理中的實踐應用，對基于生態化防洪墻的河道防洪治理工作進行展望，為河道防洪治理工作的進一步優化提供借鑒。

關鍵詞：生態化防洪墻；河道；防洪治理

中圖分類號：TV85 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

河道治理工作不僅與城市防洪排澇工作有密切聯系，還直接關系到河道生態屬性的恢復和防洪減災工作[1]。得益于社會經濟的高速發展，我國水利現代化建設工作高速推進，各個地區擋墻護岸、堤壩防洪工程數量逐漸增多，為防洪安全提供了有力保障。但是，以往河道防洪治理所修建的防洪墻基本局限于直立式防洪混凝土墻，雖具有一定防洪能力，但弊端也較為明顯，具體表現為透水性極差，將河道與岸邊環境的自然連接阻斷，可能會嚴重破壞河道自然生態環境，與可持續發展理念相悖。而生態化防洪墻在河道防洪治理中的應用，既可以解決防洪問題，又可以彌補傳統防洪墻弊端。因此，深入研究生態化防洪墻在河道治理工作中的實踐應用策略具有重要的現實意義。

1 生態化防洪墻及其特點

生態化防洪墻屬于一種新型防洪設施，其除了具備基本的防洪功能，還具有恢復和保護生態環境的重要作用。此類新型防洪墻的組成部分包括生態砌塊、植被、土壤等自然材料，經過科學設計，可以獲得良好的防洪效果，還能增強河道的自凈能力，實現有效改善水生態環境的目標。

生態化防洪墻主要具備生態環保、防洪效果優良、有利于生態修復、景觀效果優美等特點。此類防洪墻應用生態砌塊等自然材料，可以減輕破壞和污染環境，有效抵御洪水沖擊，為河道防洪安全提供有力保障。此外，生態化防洪墻在科學選擇和配置植被的基礎上，可以促進河道生態修復、改善水生態環境，加上其采用模塊化設計的方式，可以為后續維護和更新工作提供便利[2]。在實踐應用生態化防洪墻的過程中，可以很好地融合周邊環境，構筑優美的景觀效果。

2 生態化防洪墻在河道防洪治理中的重要價值

2.1 促進河道生態系統修復

生態化防洪墻實際應用于河道防洪治理，會充分考慮河道生態環境和生物多樣性，設計適宜的植被種類和配置方式，可以在凈化雨水徑流中污染物的基礎上，促進生態系統中生物種群的恢復，不斷改善水環境質量，并且為更多的野生動植物提供棲息地。

2.2 強化防洪治理和生態保護

修建堤壩、閘門、排水渠等傳統工程雖然可以在一定程度上減輕洪水災害，但會影響生態環境。與傳統混凝土防滲墻進行對比，生態化防洪墻不僅在耐久性和穩定性方面更具優勢，還更加有力地保護河道和周邊區域安全，起到一定的生態保護作用[3]。

2.3 降低工程成本、提高社會效益

生態防洪墻的施工成本和維護成本更低，結構相對簡單，維修也較為方便，可以良好控制長期運營成本。建設生態化防洪墻，有利于人們加強對自然環境的認識，更加關注環保和生態修復等工作。此外，生態化防洪墻建設還可以在一定程度上提供就業機會、增加經濟效益，為實現當地的可持續發展助力。

3 生態化防洪墻在河道防洪治理中的實踐應用

以某全流域面積1 600 km2的河道防洪治理工作為例，探討生態化防洪墻實踐應用要點。該河道以天然河道為主，少部分河岸建設有堡坎，但與現代化防洪要求存在較大差距，每逢暴雨易出現土方大量流失的問題，會明顯增大河道堵塞、河床抬高等危險情況的發生概率，導致周邊居民人身財產安全受到嚴重威脅。為提高當地的生活環境質量，打造更為舒適優雅的生活環境和工作空間，結合該河道水文地質條件和河道治理現狀，依據10年一遇洪水標準設計，構建生態化防洪墻。

3.1 生態化防洪墻工程地質條件評價

工程區內地形整體屬于平緩類型，實地調查發現，部分深槽段可以歸屬沖洪積覆蓋。考慮堤基沿線工程巖土性質優良性欠缺，安排人員對其清除。堤線基本為松散覆蓋層岸坡，河岸的抗沖刷能力有限，每次進入雨季，工程區內發生垮塌極為常見，但范圍較小，推薦堤基選擇適宜的基礎形式，并且應當重視護坡處理。為了保證基礎可以處于較為完整的基巖上，安排人員認真清除堤基覆蓋層和破碎巖體等。此外，治理河段的河水較深，護岸和局部基礎都處于河位以下，因此，在進行開挖工作時，應采取臨時支護的措施，確保施工過程的安全性。

3.2 生態化防洪墻樣式和材料選擇

生態防洪墻可以將護岸與周圍環境有機聯系起來，確保兩者可以自由進行水分調節，其防洪效果也極為突出。現階段使用頻率較高的生態防洪墻材料和性能具體如表1所示。

受到用地紅線的限制，該生態化防洪墻建設工程不適宜選擇坡式斷面，經過多方位考量，最終確定護岸斷面適合下直上梯復式斷面配合直立式。結合該工程用地情況，比較適合的護岸擋墻結構有重力式和懸臂式，還包括生態砌塊和扶壁式。經實地調查和反復論證后，決定斷面護岸擋墻墻身高度在5 m以下的河段，更加適合懸臂式、加筋土擋墻和格賓擋墻。

該工程擋墻高度相對較高、斷面結構大，并不適合重力式擋墻。加筋土擋墻也不適合高度較高的護岸。格賓擋墻雖然在生態環保性方面具有突出優勢，但墻體表面沉淀污物的概率相對較高，會導致管理難度明顯增加，因此，綜合考慮該工程并不適合采用這一類型的生態防洪墻。

該河道除了高度較高的護岸，其他護岸材料均選擇透水性、穩定安全性優良的材料。根據河道實際特點，該工程還應用了生態混凝土砌塊、草本、灌木等植物。該工程還在墻前設置了綠化種植帶，增強河道生態性和景觀效果。在景觀平臺上，該工程設計了蜂巢式網絡植草護坡（圖1）。之所以選擇此類護坡形式，主要是因為其受力結構合理，并可以有效分散坡面雨水徑流，減緩水流速度，為草皮生長提供一定的保護作用，兼具邊坡防護和綠化雙重功能，整體施工也較為簡單。

3.3 穩定性分析

擋墻穩定計算主要涉及的計算公式如下：

結合地質勘察結果，對不同擋墻抗滑穩定、抗傾穩定、基底應力等進行計算，發現除了扶壁擋墻2局部坐落在素填土段地基承載力與要求不符合，需要開展地基處理工作，其余河段擋墻基礎地基承載力均與要求相符合。

3.4 穩定性檢查

該工程最終選擇復式、直立式堤岸，堤身結構材料最終設計為懸臂擋墻。實際形成過程對堤防地基所產生的改變微乎其微，主要應用填筑等方式稍微改造岸坡。地基土層性狀較為優良，堤身結構整體穩定性在正常狀態下，發生不良影響的概率相對較小。在開展堤身結構穩定驗算工作時，該工程主要選擇邊坡較高、地質條件相對較差等護岸結構形式作為典型斷面進行一系列穩定性計算工作。

根據表2可知，該河道防洪墻經過治理之后穩定性均在安全系數允許值之上，說明穩定性與規定要求相符合。

3.5 生態化防洪墻建設效果分析

構建生態化防洪墻最突出的優勢在于建設工期相比傳統防洪墻有大幅度縮減。墻內防洪面板主要選擇預制板，可以節省大量施工時間，因為其加工工作集中于工廠，完成加工繼續運輸至施工現場進行吊裝，此種施工模式可以保障底板和預制插板等同步進行，大幅度縮短施工時間[4]。該工程所構建的生態防洪墻在穩定性方面也可以滿足堤壩要求，工程建設完成之后，可以起到顯著的防洪作用，還能夠美化環境和改善生態，其預制插板在透水性方面獨具優勢，能夠以自然的狀態有效連接河道與岸邊環境。此外，預制板之間還設計了綠化槽方便各類親水性植物的生長，優化河道自然生態環境。對附近村民進行走訪了解到他們對生態化防洪墻基本持肯定態度，認為生態防洪墻在河道防洪、生態環境改善等方面都具有良好效果。

4 基于生態化防洪墻的河道防洪治理工作展望

在全球氣候變化和城市化進程持續加快的發展背景下，河道防洪治理工作的重要性變得日益突出。生態化防洪墻屬于河道防洪治理的一個重要發展方向，在今后的河道防洪治理工作中，發展生態化防洪墻應當重視技術創新、跨學科融合、加強政策支持等[5-15]。首先，在科技快速發展的背景下，生態化防洪墻設計和相關施工技術同樣需要重視創新，主要可以應用智能化技術、信息化技術等，實時監測和管理生態化防洪墻，進一步提升河道防洪工程的安全性和可靠性。其次，生態化防洪墻的研究和應用涉及水利工程、生態學、環境科學等學科，進一步研究過程需要重視跨學科合作，以便妥善解決河道防洪治理難題。最后，為了推動生態化防洪墻的研究與應用，需要政府加大投入和支持力度，同時嚴格監管生態化防洪墻各項建設工作。

5 結束語

河道防洪治理工作與人民生命財產安全、生態環境保護、經濟發展等均具有緊密聯系。生態化防洪墻在河道防洪治理工作中的應用，可以在有效防洪的同時，有效改善生態環境。不同河道防洪治理工程對生態化防洪墻的應用具有一定差異，在選擇生態化防洪墻形式和材料時，應當與周邊環境保持較高的協調性，秉承盡可能接近原有自然狀態的原則，實現對河流生態環境的針對性整治。

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