試析水利水電工程生態堤防的建設

趙心宇

摘要：水利水電工程發展速度快，防洪與灌溉都會產生較高的經濟效益。在水利工程發展過程中，逐漸出現生態環境問題，因此通過建設生態堤防的方式，處理好各類環境問題，保證生態環境與社會經濟能夠共同發展。此次研究主要是介紹生態堤防的建設問題，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：水利水電工程;生態堤防;經濟效益

長期以來，在建設水利工程堤防時，多關注河流保障航道通暢、防洪度汛等效益，因此在設計與建設階段僅僅關注結構安全與工程經濟性等問題。采用人工方式加固河流堤岸，開展河流截彎取直、堤防修筑等措施，會造成河流周邊的生態環境與生態平衡的各類問題。在堤防設計與建設時，應用大量非環保型建筑材料，例如鋼筋混凝土和大塊石等，嚴重影響河流與河岸的泥沙土壤的自然交換。此外，建設堤防大多會造成了河流兩岸的植被、砂石、河灘等自然生態系統的破壞，影響河道生態平衡，河道生態功能作用遭到削弱，生態鏈亦會受到干預而變得脆弱。所以河道工程建設中必須注重堤防設計的生態性，建設生態堤防來維護河流周邊植被與生態的平衡，產生工程的生態效益。

1、水利水電工程對生態造成的影響

1.1? 對水質的影響

以水庫為例，在完成工程建設后，水庫蓄水使庫區內水位上漲，過水斷面增大，庫區內河道水流流速下降。而流速降低會產生水溫分層的現象，一方面會降低水氣界面交換速率，影響水體的復氧能力，另一方面會使污染物在水體中聚集，擴散遷移受到一定限制。因為這兩方面原因導致了水體自凈能力受到影響。

1.2? 對水生生物的影響

因修筑河道堤防、水庫等水利水電工程，改變了河流的河岸、水流狀況，會對河流的水生生物有各種影響。例如采用鋼筋混凝土或者漿砌塊石結構的河道堤防，往往會占用原有的河灘地，在水位消落范圍內由原來的柔性河岸變為硬質河岸，對魚類、螺螄等各類生物的繁殖有一定影響。而修建水庫則會阻斷魚類洄游，改變下游水溫也會使原來的河道生態系統出現變化。

1.3? 對陸地生態的影響

水利水電工程建設期間，會破壞區域內水土，不僅會影響土地的質量與營養成分，引發水土流失災害，還會影響區域內水質量，極易產生水污染問題。正是存在此種現狀，陸地生物的生存環境遭到破壞。部分水利水電工程建設需要遷移當地的物種，動植物離開長期生存環境，會明顯降低生活質量，還會對遷移目的地的生態環境造成影響，出現嚴重的生態失衡問題。

2、生態堤防的設計與建設

2.1? 堤線與堤型選擇

為了確保堤防周邊生物物種多樣化，必須合理布設堤線和堤型，確保河流形態的多樣化。在布置堤線時，注意維持河流湖泊的自然形態，保留或恢復濕地、淺灘。部分區域可以使堤線后退，這樣既可保證行洪斷面的充足性，維護堤身穩固性，又可以營造河道的天然形態，保護岸坡植被。堤型選擇也會影響周邊生態，因此在選擇堤型時，應當充分考慮到環境與場地因素，采用多種方案比較法，選擇最佳方案。不僅要確保工程滲流安全與結構穩定，還應當采用生態恢復與保護技術，選擇新型柔性護岸材料，為營造良好的生物生長環境。

2.2? 岸坡防護

（1）???? 注重保留岸坡原有形態，避免破壞岸坡植被。局部需要采用工程措施進行加固處理的岸坡，應避免大面積削坡，避免斷面型式單調統一。

（2）???? 減少硬質護岸結構型式，例如混凝土、漿砌塊石等結構，多應用柔性護坡方式，例如應用挺水植物種植在常水位消落區域，常水位以上種植草皮、灌木、喬木等，以此固定坡岸。

2.3? 優化設計生態護坡

第一，土工格室護坡。此種護坡方式是將網格均勻鋪設并填充土壤，通過三維土工格室結構固定土壤，并噴播草籽等生態基材。格室結構可使松散的土壤結構變為整體，加強整體結構的抗拉強度，增加土壤的抗沖刷能力，降低水流對護坡土壤的侵蝕。噴播生態基材在網格內，形成植被后可以進一步抵消坡面沖刷，保護坡面土體，減少土壤流失量，以此降低坡面的水侵蝕影響。

第二，植草聯鎖塊護坡。聯鎖塊結構因其結構特點能較好地適應護坡一定程度上的變形，且能在結構孔洞中種植護坡植物，為生物提供棲息場所，同時具有較好的防沖性能。該類護坡技術的特點在于減少水流沖刷時，同時可以有效保護生態環境，起到環境美化作用。

第三，石籠填石型護坡。此種技術是通過鐵絲網組成箱籠，將在箱籠內填充塊石材料。選用鋼絲作為方格網的防護材料，確保鐵絲的空隙度，填充部分材料，以此加強變形能力。當坡體地基發生沉降時，材料會存在于箱籠內，通過自我調整措施確保平衡性。石籠型護坡適用于流速較快的河道，同時因為結構中有較大的孔隙，透水性能好，體形較小的生物能從中通過，橫向通過性好。

第四，生態袋型護坡。生態袋采用聚丙烯制作無紡布，經過燒結處理后可以形成袋子。通過應用該類生態袋，可以基本防止水土流失。制作生態袋時混合草籽、肥料、保水劑，使用濾網進行包裹后填充至袋中。按照護坡實際需求，將其制作為護坡。該類護坡技術的抗老化能力、透水性、抗紫外線能力均比較強，且施工操作技術比較簡單，無需使用大型機械，施工成本比較低。施工完成后，生態袋中的草籽可通過袋面孔洞生長，具有一定的生態性。

第五，護坡土壤固化劑。這是一種在土壤中添加固化劑，通過化學反應，改變土壤性質護坡處理形式。這種化學反應會使土壤中的水分子產生強大的吸附力，利用這種添加劑，吸附土質層的水分進而達到固化土壤的作用。這種固化劑最大的優點在于可以疏松河道內部的土壤，保護水生動植物的生存環境，又能固化表層土壤，防止表面水分流失。這樣的護坡結構，可以在優化生態環境和保持水土方面達到共贏。

第六，生態基材。此種技術的材料包括精細熱致木纖維、互鎖的人造纖維、高分子聚合物和保水基、微孔顆粒、生長促進劑等，與種子混合后利用液力噴播方式施工，能在坡面形成一層均勻包裹種子的纖維植生毯。此種護坡型式適合平時水位較低，行洪時河道水位暴漲的河道邊坡，具有較好的綠化效果同時有一定的抗沖刷性能。

3、結束語

綜上所述，通過大量實踐分析，可以提升水利水電工程的正確性認知，不斷加強實踐應用水平。對于水利工程設計人員來說，應當持續加強設計與建設能力，這樣才可以聯合實際需求，全面維護生態堤防的設計與建設質量，從根本上促進水利水電工程的建設發展。

參考文獻：

[1]?? 歐徽彬.生態堤防設計在水利工程中的應用探討[J].工程技術研究，2020，5（06）：235-236.

[2]?? 李淑珍.基于生態景觀理念的河道治理與城市防洪工程設計——以額敏縣城市防洪景觀工程為例[J].水利水電技術，2019，50（S2）：133-137.

[3]?? 段紅東，李發鵬，王建平，劉登偉.青島大沽河生態堤防工程建設經驗挖掘分析[J].水利經濟，2019，37（06）：41-45+79+86-87.

[4]?? 鐘鳴輝，范穗興，楊沂，黃凌超.生態設計理念在飛來峽水利樞紐社崗堤加固工程中的運用[J].廣東水利水電，2019，28（05）：1-4+21.

[5]?? 何麗.紫坪鋪水庫調度下的金馬河防洪與生態堤防建設建議[J].中國水利，2017，25（09）：35-36+52.

[6]?? 胡鳳霞.水利工程對生態環境的影響及解決措施[J].科學技術創新，2011（11）：258-258.

趙心宇

摘要：水利水電工程發展速度快，防洪與灌溉都會產生較高的經濟效益。在水利工程發展過程中，逐漸出現生態環境問題，因此通過建設生態堤防的方式，處理好各類環境問題，保證生態環境與社會經濟能夠共同發展。此次研究主要是介紹生態堤防的建設問題，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：水利水電工程;生態堤防;經濟效益

長期以來，在建設水利工程堤防時，多關注河流保障航道通暢、防洪度汛等效益，因此在設計與建設階段僅僅關注結構安全與工程經濟性等問題。采用人工方式加固河流堤岸，開展河流截彎取直、堤防修筑等措施，會造成河流周邊的生態環境與生態平衡的各類問題。在堤防設計與建設時，應用大量非環保型建筑材料，例如鋼筋混凝土和大塊石等，嚴重影響河流與河岸的泥沙土壤的自然交換。此外，建設堤防大多會造成了河流兩岸的植被、砂石、河灘等自然生態系統的破壞，影響河道生態平衡，河道生態功能作用遭到削弱，生態鏈亦會受到干預而變得脆弱。所以河道工程建設中必須注重堤防設計的生態性，建設生態堤防來維護河流周邊植被與生態的平衡，產生工程的生態效益。

1、水利水電工程對生態造成的影響

1.1? 對水質的影響

以水庫為例，在完成工程建設后，水庫蓄水使庫區內水位上漲，過水斷面增大，庫區內河道水流流速下降。而流速降低會產生水溫分層的現象，一方面會降低水氣界面交換速率，影響水體的復氧能力，另一方面會使污染物在水體中聚集，擴散遷移受到一定限制。因為這兩方面原因導致了水體自凈能力受到影響。

1.2? 對水生生物的影響

因修筑河道堤防、水庫等水利水電工程，改變了河流的河岸、水流狀況，會對河流的水生生物有各種影響。例如采用鋼筋混凝土或者漿砌塊石結構的河道堤防，往往會占用原有的河灘地，在水位消落范圍內由原來的柔性河岸變為硬質河岸，對魚類、螺螄等各類生物的繁殖有一定影響。而修建水庫則會阻斷魚類洄游，改變下游水溫也會使原來的河道生態系統出現變化。

1.3? 對陸地生態的影響

水利水電工程建設期間，會破壞區域內水土，不僅會影響土地的質量與營養成分，引發水土流失災害，還會影響區域內水質量，極易產生水污染問題。正是存在此種現狀，陸地生物的生存環境遭到破壞。部分水利水電工程建設需要遷移當地的物種，動植物離開長期生存環境，會明顯降低生活質量，還會對遷移目的地的生態環境造成影響，出現嚴重的生態失衡問題。

2、生態堤防的設計與建設

2.1? 堤線與堤型選擇

為了確保堤防周邊生物物種多樣化，必須合理布設堤線和堤型，確保河流形態的多樣化。在布置堤線時，注意維持河流湖泊的自然形態，保留或恢復濕地、淺灘。部分區域可以使堤線后退，這樣既可保證行洪斷面的充足性，維護堤身穩固性，又可以營造河道的天然形態，保護岸坡植被。堤型選擇也會影響周邊生態，因此在選擇堤型時，應當充分考慮到環境與場地因素，采用多種方案比較法，選擇最佳方案。不僅要確保工程滲流安全與結構穩定，還應當采用生態恢復與保護技術，選擇新型柔性護岸材料，為營造良好的生物生長環境。

2.2? 岸坡防護

（1）???? 注重保留岸坡原有形態，避免破壞岸坡植被。局部需要采用工程措施進行加固處理的岸坡，應避免大面積削坡，避免斷面型式單調統一。

（2）???? 減少硬質護岸結構型式，例如混凝土、漿砌塊石等結構，多應用柔性護坡方式，例如應用挺水植物種植在常水位消落區域，常水位以上種植草皮、灌木、喬木等，以此固定坡岸。

2.3? 優化設計生態護坡

第一，土工格室護坡。此種護坡方式是將網格均勻鋪設并填充土壤，通過三維土工格室結構固定土壤，并噴播草籽等生態基材。格室結構可使松散的土壤結構變為整體，加強整體結構的抗拉強度，增加土壤的抗沖刷能力，降低水流對護坡土壤的侵蝕。噴播生態基材在網格內，形成植被后可以進一步抵消坡面沖刷，保護坡面土體，減少土壤流失量，以此降低坡面的水侵蝕影響。

第二，植草聯鎖塊護坡。聯鎖塊結構因其結構特點能較好地適應護坡一定程度上的變形，且能在結構孔洞中種植護坡植物，為生物提供棲息場所，同時具有較好的防沖性能。該類護坡技術的特點在于減少水流沖刷時，同時可以有效保護生態環境，起到環境美化作用。

第三，石籠填石型護坡。此種技術是通過鐵絲網組成箱籠，將在箱籠內填充塊石材料。選用鋼絲作為方格網的防護材料，確保鐵絲的空隙度，填充部分材料，以此加強變形能力。當坡體地基發生沉降時，材料會存在于箱籠內，通過自我調整措施確保平衡性。石籠型護坡適用于流速較快的河道，同時因為結構中有較大的孔隙，透水性能好，體形較小的生物能從中通過，橫向通過性好。

第四，生態袋型護坡。生態袋采用聚丙烯制作無紡布，經過燒結處理后可以形成袋子。通過應用該類生態袋，可以基本防止水土流失。制作生態袋時混合草籽、肥料、保水劑，使用濾網進行包裹后填充至袋中。按照護坡實際需求，將其制作為護坡。該類護坡技術的抗老化能力、透水性、抗紫外線能力均比較強，且施工操作技術比較簡單，無需使用大型機械，施工成本比較低。施工完成后，生態袋中的草籽可通過袋面孔洞生長，具有一定的生態性。

第五，護坡土壤固化劑。這是一種在土壤中添加固化劑，通過化學反應，改變土壤性質護坡處理形式。這種化學反應會使土壤中的水分子產生強大的吸附力，利用這種添加劑，吸附土質層的水分進而達到固化土壤的作用。這種固化劑最大的優點在于可以疏松河道內部的土壤，保護水生動植物的生存環境，又能固化表層土壤，防止表面水分流失。這樣的護坡結構，可以在優化生態環境和保持水土方面達到共贏。

第六，生態基材。此種技術的材料包括精細熱致木纖維、互鎖的人造纖維、高分子聚合物和保水基、微孔顆粒、生長促進劑等，與種子混合后利用液力噴播方式施工，能在坡面形成一層均勻包裹種子的纖維植生毯。此種護坡型式適合平時水位較低，行洪時河道水位暴漲的河道邊坡，具有較好的綠化效果同時有一定的抗沖刷性能。

3、結束語

綜上所述，通過大量實踐分析，可以提升水利水電工程的正確性認知，不斷加強實踐應用水平。對于水利工程設計人員來說，應當持續加強設計與建設能力，這樣才可以聯合實際需求，全面維護生態堤防的設計與建設質量，從根本上促進水利水電工程的建設發展。

參考文獻：

[1]?? 歐徽彬.生態堤防設計在水利工程中的應用探討[J].工程技術研究，2020，5（06）：235-236.

[2]?? 李淑珍.基于生態景觀理念的河道治理與城市防洪工程設計——以額敏縣城市防洪景觀工程為例[J].水利水電技術，2019，50（S2）：133-137.

[3]?? 段紅東，李發鵬，王建平，劉登偉.青島大沽河生態堤防工程建設經驗挖掘分析[J].水利經濟，2019，37（06）：41-45+79+86-87.

[4]?? 鐘鳴輝，范穗興，楊沂，黃凌超.生態設計理念在飛來峽水利樞紐社崗堤加固工程中的運用[J].廣東水利水電，2019，28（05）：1-4+21.

[5]?? 何麗.紫坪鋪水庫調度下的金馬河防洪與生態堤防建設建議[J].中國水利，2017，25（09）：35-36+52.

[6]?? 胡鳳霞.水利工程對生態環境的影響及解決措施[J].科學技術創新，2011（11）：258-258.