水利工程建設(shè)中生態(tài)堤防設(shè)計探析

曹洋 南京市水利規(guī)劃設(shè)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(guī)劃設(shè)計院股份有限公司

1.生態(tài)堤防的概念概述

所謂生態(tài)堤防，主要是指基于原本的堤防設(shè)計要求增加一項生態(tài)要求。生態(tài)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(tài)堤防使用，在針對河岸進行修復與加固的過程中，技術(shù)要點在于對自然資源的最大化利用。即是說購入材料應(yīng)當以天然材料為第一選擇，如果現(xiàn)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(tài)化施工的需求，體現(xiàn)生態(tài)化特色，減少對周遭環(huán)境的影響，保證周遭生態(tài)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(tài)河堤建設(shè)的主要目標是在滿足堤壩基本護岸功能需求的基礎(chǔ)上減少對于周遭生態(tài)的影響，包括周遭生物的棲息環(huán)境的影響。一般來說，生態(tài)堤防設(shè)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?shù)认菜闹参锓N植在河岸周遭。這樣的生態(tài)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(shè)石材、木材等天然材料。這樣能夠形成更加穩(wěn)固的防護結(jié)構(gòu)，這一類型的生態(tài)堤防設(shè)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(qū)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(shè)，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(tài)堤防規(guī)劃建設(shè)的意義

傳統(tǒng)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(xù)發(fā)展需求，這會使得因此工程施工過程中出現(xiàn)諸多隱患，一旦引發(fā)嚴重的安全問題，后果是無法預估的。長此以往，水源質(zhì)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(tài)水利工程的規(guī)劃，要深入分析水利工程堤防規(guī)劃的重要意義。傳統(tǒng)水利工程學普遍以湖泊、河流等水文系統(tǒng)的構(gòu)成部分作為主要研究對象。而生態(tài)水利工程學的研究方向則往往是具備生命特征的、動態(tài)性的河流生態(tài)系統(tǒng)整體，即是說各個部分都包含在研究范圍當中。生態(tài)水利工程的技術(shù)主要可以從以下幾個方面進行概括。其一是新工程的建設(shè)要以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標，進而排除河流生態(tài)系統(tǒng)存在的威脅。而對于需要人工改造的河流，則應(yīng)當利用專業(yè)的河流健康評估技術(shù)以及生態(tài)系統(tǒng)修復規(guī)劃去進行管理，做好污染水體的生態(tài)修復。

3.水利工程建設(shè)中生態(tài)堤防的設(shè)計思路

3.1 堤線布設(shè)及堤型選擇

為了保證生態(tài)特征得以體現(xiàn)，在水利工程建設(shè)過程當中，堤型的選擇與堤線的布設(shè)是技術(shù)重點，要考慮到自然環(huán)境的特點。所謂自然環(huán)境特點，即是河流形態(tài)的特點。一般來說河流的形態(tài)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(tài)化的堤防設(shè)計目標。從堤線布置的角度出發(fā)，原則上應(yīng)當在不破壞江河湖泊自然形態(tài)的基礎(chǔ)上去進行設(shè)計與設(shè)置，對于河道的原有資源應(yīng)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(wěn)定與滲透穩(wěn)定。其二是要實現(xiàn)生態(tài)保護目標。而且為了避免生態(tài)保護出現(xiàn)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(shè)計

河流斷面的設(shè)計決定著河流整體的防洪能力，是生態(tài)化堤防設(shè)計的思想重點。為了真正達成生態(tài)化設(shè)計的目標，應(yīng)當依據(jù)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(shè)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(shè)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(tài)發(fā)展需求，通過嚴格的計算去得出可靠的結(jié)論。通過這樣的設(shè)計手段，最終能夠營造出更加豐富多樣化的生態(tài)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(shè)計目標，在當前的生態(tài)堤防設(shè)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(shè)計

水陸交接地帶是河岸防護結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，也是河流治理的重點，是影響河岸生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)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(yīng)當遵循人與景觀和諧共存的基本原則，以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)目標，進而保證水陸交接地帶的設(shè)計更加合理，保證河岸環(huán)境質(zhì)量得以提升。要以維護工程安全為基礎(chǔ)，結(jié)合河岸生態(tài)的復雜性、多樣性特征，保護生態(tài)景觀。盡可能避免使用硬質(zhì)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(zhì)、利用柔性結(jié)構(gòu)或是滲透性強的多孔混凝土結(jié)構(gòu)去保證河岸的自然狀態(tài)不被破壞，確保交接地帶的環(huán)境得到優(yōu)化。

3.4 周圍景觀建設(shè)

周遭景觀的建設(shè)是環(huán)在水利工程的生態(tài)堤防系統(tǒng)建設(shè)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(shè)并不會影響工程質(zhì)量。但實質(zhì)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(huán)境去建設(shè)的，對于周遭原本自然的景觀進行預留與優(yōu)化，能夠形成更加美觀的景觀，能夠保證水利設(shè)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(qū)域保留下來，將自然環(huán)境與非人工的建筑等相結(jié)合，讓景觀質(zhì)量提升的同時，也能夠保護周遭水土，保證水利設(shè)施運行的穩(wěn)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(huán)節(jié)，其內(nèi)容包括材料與設(shè)備管理、工期管理、技術(shù)管理、人力管理等等。從工期管理的角度出發(fā)，在施工工期規(guī)劃設(shè)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(huán)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(yè)性的管理措施滿足不同的管理需求，優(yōu)化河岸環(huán)境，優(yōu)化植被生長環(huán)境，做好排水設(shè)計，這樣能夠更加有效地降低施工帶來的環(huán)境影響，確保水利工程的實際價值得以體現(xiàn)，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(jié)語

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