淺析生態堤防的設計要點

李孟洋 李劍鋒 張吉剛

河南省水利勘測設計研究有限公司 河南 鄭州 450016

以前，堤防的設計主要體現在河道的加固和彎曲上，主要是為了滿足人們的各種經濟需求，如發電或航運，很少從河流生態等綜合活動的角度來看，水生動植物的繁殖和文化休閑，擴大城市空間或提高城市品位。同時，必須充分認識到，最初的大壩設計理念已經從根本上改變了一些河流的結構和功能。由于社會經濟的快速發展，河流的未來發展已經引起了國家水資源的普遍關注，研究各級河流的生態設計是實現水資源保護可持續發展的必然選擇。

1 生態堤防含義及其現狀

堤防工程長期以來始終是一個重大的水資源工程，對流域生態系統以及城市經濟社會的發展都產生著重要影響。它確保了對河川與水道的生態管理，以最直接、最合理的方法創造了安全的水運條件。但是，有效運用水資源對防止洪災也是很好的保證，所以設計應該充分考慮堤壩工程的影響。在實際設計過程中，堤壩工程不但會減少正常運行，而且還會帶來相應的損壞和影響。在中國傳統的堤壩工程中，一般堤防都采用破壞岸邊自然環境資源來提高防洪功能，對自然保護河流的人為損壞造成自然環境資源不斷下降，嚴重損失。但是，隨著中國經濟社會建設的變革與發展，資源的相對減少和自然環境的過度破壞，可持續發展已經成為人類所關心的焦點問題。在設計堤壩時，不但要考慮堤壩的運行，還要考慮其運行，更要顧及生態平衡。因此必須更多關注它對自然環境的影響。從環保角度考慮，結合實際，設計出有良好生態效益的堤壩。

1.1 生態堤防的現狀

生態堤壩以傳統堤防工程設計理論為基礎，運用現代水防護科學技術、生態與環境保護科學、生物與藝術理論，以在生物和藝術等領域中值得稱道的學科成果為指導，按照自然規律，依據水的生態環境保持生態平衡，并按照當地自然地質特征與沿岸天然水質循環的規律設計，構筑了一個天然而和諧的堤壩。在河堤的設計與施工過程中，因為有生態功能，所以主要采用了沿河綠化和增加水體面積、濱河生態景觀、島嶼河流生物生長設施等方式，主要建筑材料均以天然材料構成，有孔結構為材料構成。修建堤防在一定程度上消耗了大量的人力、物力和經濟資源，但設計成本也要高得多。在設計過程中，我們不僅要避免對自然環境造成重大破壞，還應特別注意根據其性質充分開發和加強。即使在一些發達國家，大壩建設與生態環境建設直接相關的經濟和社會效益也無法估計。將環境理論與實踐相結合。

1.2 生態堤防建設的必要性

過去，在建設時，人們常常只重視保證河道通行、防汛等的社會和經濟效益。它們的設計和施工中往往只關注于經濟和社會發展的需求，人為地加強了河堤施工，管理和建設了堤防，而無視河道與岸邊的自然環境及其河道之間的生態平衡問題。在堤壩的設計和施工過程中，由于大量采用了石材建筑物、鋼筋混凝土以及不是很理想的建筑環境，包括對岸邊泥沙和土質等的環境影響都十分巨大，大量沿海地區和植被廣泛修建，岸邊和支流中間的生態平衡也遭到了人為毀壞，人工建設已經完全毀壞了自然河道的天然形態，使得其自然活動也無法在自然河道的生態平衡上起到正常功能，從而嚴重破壞了生態系統。事實上，水源環境保護系統的建立對流域生態系統有直接關系，特別是在下列領域:

（1）條例中規定的海岸斜坡和水壩破壞了河流原有的生態平衡，并占據了生物棲息地。設計師們把它緊緊地固定在斜坡上，在海岸斜坡的設計和施工中，大壩產生了一個均勻、正確的斜坡或垂直面。以前不規則的自然群落、河底和河流被夷為平地，原木植被遭到嚴重破壞，河流兩岸的自然景觀消失，圖基棲息地完全消失，導致河流生態系統消失。

（2）河流自然形態的變化對河流生態造成了嚴重破壞。在堤防設計中，通常在大壩設計中采取矯直措施，同時考慮到洪水流量的降低和施工成本的降低。這樣的大壩設計項目降低了建造大壩的成本，但也為生物和河床以水的形式生長創造了條件。

（3）這嚴重危害了流域自然環境，并產生了嚴重破壞。所以，隨著中國人民生命質量的逐步提高和國家生態建設的逐步提高，將對水利管理和堤防設計提出新的質量要求和規范。但是，它也對其經濟效益與社會利益上的規劃與合理運營，有著一定重要性。因為在現實的路堤設計中，我們必須結合實際環境，以促進人與自然的和諧相處。

1.3 生態堤防設計的基本原則

（1）安全原則：防洪是生態壩建設的基本要求之一。為了確保自身安全，特別是隨著人們開始在水上定居，隨著社會經濟水平的提高，大壩的建設水平和標準也會提高。

（2）自然原則：結合水的自然生態特性，因地制宜，不破壞或重建自然形成規律。自然元素可以引導人們在營造河流景觀時了解自然，尊重自然。最大化生態價值。

（3）環境保護原則：堅持“環境友好型水”的新理念，滿足人體的生活需求，適合水生動植物的生長繁殖，實現人與自然和諧共處，為“人與水資源共享”創造良好環境。

（4）親水性原則：結合當地人民的文化傳統和需求，建立“人性化”的休閑娛樂場所，改善水和水的獲取。這使人們能夠從視覺、聽覺、觸覺和嗅覺的角度感受水文化作為一種生物審美感知的完整性。

（5）整體性原則：海岸景觀設計的基本原則，即總體美、增強美和景觀美的反映，擴大生態系統空間中的水流。

（6）該原則與傳統的水利目標相結合：根據城市洪水管理規劃合理確定壩高；為防洪制定適當的河流規劃標準，并將技術措施與非技術措施相結合，以實現防洪、環境保護、文化景觀建設等多目標。

2 生態堤防存在的問題

在漫長的歷史時期，人類對大流域的人工林和荒漠化造成了巨大的破壞。洪水對河流和流域的侵蝕和破壞危及人類的生存和安全。人類活動破壞了河流兩岸的生態平衡，現代社會發展的利益迫使人們機械挖沙，嚴重擾亂了河底，破壞了海灘和河流的穩定性，失去了對河道的維護作用，導致河岸受損，但是隨著自然環境的破壞，生態系統的免疫性能也在下降，生態提防已無力承擔更多的壓力。

2.1 缺乏建設理念

生態堤防是一個正在深入發展的大壩建設新概念，但在城市和農村地區都沒有堤防建設的概念。一個基于傳統建筑思想的鄉村堤壩曾經保護著河流，以保護居住在河流兩岸的人們的安全生活，現在已經完工了。這種理解在生態堤防中是不夠的。事實上，近年來堤防建設中出現了很多問題：

（1）傳統的涂裝方法是用鋼筋混凝土砌成的石材，不能用于任何用途，需要花費大量的時間和精力，施工人員不在乎錢，但加快施工速度，必然會導致生產和施工質量的惡化。在一些地方，建筑監督仍然不足，大壩的施工也沒有受到監督。

（2）已完工且無防護的大壩導致大壩不同部位的廢物排放，成為垃圾處理場，失去了堤防的重要性，垃圾污染了河底，堤防的目的是治理河底。此外，堤防挖掘工拿走了堤防的鋼筋和石塊，嚴重破壞了堤防的質量，使堤防癱瘓。生態堤防不會讓這種情況發生。

雖然城市堤防有生態理念，但長期以來沒有考慮生態保護理念的沿海城市沒有被考慮在內。目前，城市雖然增加了生態堤防，但沒有將其作為一個整體考慮，因此，它們不包括在生態城市建設計劃中，生態堤防是單獨修建的，因此簡單的建筑和城市垃圾流入河流。毀壞了河床，失去了堤防的作用。

2.2 缺乏統一規劃

堤防建設不僅要完成工程，還要充分考慮城鄉人與自然的和諧發展。洪水表明人與自然的不和諧，導致洪水襲擊堤防，洪水襲擊農民，毀壞橋梁。

綜合規劃要求將生態銀行融入城鄉規劃，從規劃、圖紙、施工安排等方面入手。基于嚴格的施工程序，確保法律法規的可持續性，集中設計應考慮生態大壩與人類生產和生活的關系。此外，景觀設計還應考慮環境因素。所有施工都需要特殊的設計和設計技術。目前，據了解，生態堤防的建設不具備這樣的建設條件，所有這些前提都是集中的、規劃的、技術的、生態的和建筑的。景觀不是景觀，它不僅失去了生態壩的綠化功能，而且不提供防洪，浪費了大量的資金和建筑材料。

2.3 思想認識不足

生態堤防涉及整個系統的建設，修建在由灌木、草坪、花卉和植被組成的綠色走廊上，以及有條件的區域。在那里，你還可以設計河岸上的花園景觀、露臺上的雕塑等。因此，生態堤防的建設不僅是堤防的景觀美化，而且應該被忽略。認為在堤防建設中，特定地點的建設不是環境保護要求，只能提前使用，浪費公共資金，由于缺乏思考和理解，生態堤防沒有裝飾價值，也可以用于空氣凈化，改善環境循環。

2.4 建設和維護資金匱乏

生態堤防的建設涉及許多項目，每個項目都需要資金，但堤防是一次性投資。其次是發展可再生生態保護，它可以創造生態價值，如裝飾價值、旅游價值。經濟林等的開發只是為了建設和保護，所創造的價值遠遠高于某種類型的河岸堤防。植物、幼苗、禾本科植物、花卉、設計、栽培等。在生態堤防中，付出的價錢最好和質量好壞時成正比關系的。如果沒有養護資金，綠色走廊就無法建設，因此生態堤防的建設毫無意義。

3 生態堤防設計實例

生態堤防是現代水利工程與生態學、美學等學科相結合的綜合性水利工程建設。它不僅能促進經濟發展，還能改善環境。本文結合“水箱”生態壩的設計模型，對城市生態堤防進行了研究和分析。

3.1 “某水庫工程"概述

“某水庫工程”是指在從西岸溪流到朱庇特河的堤岸兩側、堤岸兩側修建生態壩。防洪屏障是間歇性的，沒有建立更全面的防洪體系。山體、河流和邊坡坡度高，流速快，使用壽命長，局部路堤裸露，加速潰壩，影響其穩定性。因此，有必要修建這部分堤防。該項目的實施將充分利用河道周圍的綠色和自然環境，引入景觀，將城市向西推進約6公里。為社會經濟可持續發展奠定基礎，為人民生活創造重要條件。同時，河流的源頭生態環境良好，這直接影響到數百萬居民的生活，確保水安全。

3.2 “某水庫工程”的生態堤防設計理念

（1）治理原則。處理項目河床，確保防洪安全，尊重自然，保護和恢復水生生態系統?？傮w而言，技術措施旨在盡可能保護和恢復河流形態的多樣性，建立河流生物多樣性基礎，因地制宜保護海岸。

（2）岸線規劃原則。該項目的河岸線與自然地形一起設計，以減少土壤移動并保持蜿蜒河流的水平，以保護合格形式的多樣性，覆蓋兩個海灘的自然植被等。對現代人類生態學的研究也證實，彎曲水流有助于保護生物多樣性，形成多個流場，形成深水體，確定河岸地形，有助于減輕災害和山區威脅[1]。

（3）河岸結構設計原則。目標區河岸帶規劃體現防洪功能與生態景觀的結合，降低建設成本，確保安全穩定；特別注意人類對水的需求；盡量避免硬滅火，掩埋時應選擇當地植物；在可能的情況下，使用天然建筑材料來保護河岸，并為二氧化碳的生長創造生物間隙[2]。

3.3 “某水庫工程”功能體現

圖1 某水庫工程

（1）洪水管理功能：當前城市洪水管理標準較低，當項目在50年內建成時，防洪能力有限，城市區域服務于城市政策、經濟和文化中心。其抗洪能力得到有效保障。

（2）生態功能：圖一中的水庫可以凈化狹窄的天然氣，凈化水系，利用水、土壤灌溉等生態調節功能，調節氣候，修復土坡，改善環境，增加河流綠化數量，形成穩定的動植物群落，改善河流景觀和生態功能[3]。

（3）人文功能：將當地文化特色融入生態大壩設計，展示獨特的文化，增加城市的興趣。

（4）休閑功能：景觀讓人們有機會親近自然，感受自由的時間和生活，提高生活質量。

（5）體育功能：在沿河景觀區布置自行車和體育設施，讓不同年齡段的人都提供了運動場所。

通過加強河岸建設，人們逐漸意識到題的嚴重性，現在鐵混凝土、水泥和石頭建造堤防更快、更容易，這從環保意識來說這也是保護河岸的一種方式，但這是對自然資源和地方的攻擊，若因疏忽而中斷施工，導致堤防施工質量極差，經不起時間考驗，造成損壞的。更不用說好處了。大壩已恢復原狀[4]。

圖2 某河岸河堤

4 結束語

生態堤防是一門新興的科學，是一門將水電與其他涉及水電和生態學的學科相結合的多學科。地貌、生態、建筑和美學問題。堤防建設應遵循尊重自然生態的原則，以建設生態河流和綜合防洪、水安全和生態安全為目標，探索當地文化特色，進行周密規劃，充分考慮防洪和生態、人文活動、休閑和體育的功能。