城市生態(tài)堤防設(shè)計(jì)探析

袁小葉

（中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510610）

0 引言

長(zhǎng)期以來(lái)，河道堤防建設(shè)作為城市防洪的有效措施，在保護(hù)城市安全，促進(jìn)城市發(fā)展上發(fā)揮著重要作用。黨的十八大以來(lái)，隨著習(xí)總書記生態(tài)文明新思想的提出，傳統(tǒng)水利面臨向生態(tài)水利轉(zhuǎn)型的巨大挑戰(zhàn)，生態(tài)堤防應(yīng)運(yùn)而生，成為城市建設(shè)關(guān)注的一大熱點(diǎn)。傳統(tǒng)堤防建設(shè)重在防洪保安，存在堤線平直化，堤防橫斷面規(guī)則化，岸坡固化等問(wèn)題，破壞了河道自然形態(tài)和生物多樣性，嚴(yán)重影響了河流生態(tài)系統(tǒng)功能發(fā)揮和可持續(xù)發(fā)展。相較之下，生態(tài)堤防強(qiáng)調(diào)保護(hù)優(yōu)先，統(tǒng)籌兼顧，綠色發(fā)展，推行低影響的開(kāi)發(fā)方式，以降低對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響。近年來(lái)我國(guó)生態(tài)堤防建設(shè)雖取得一些初步成果，但數(shù)量還是不多，仍處于探索階段，還需不斷貫徹落實(shí)相關(guān)設(shè)計(jì)理念。

1 生態(tài)堤防功能

經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，人民生活水平逐漸提高，對(duì)美好生活的需求日益提高，對(duì)優(yōu)質(zhì)水資源，健康水生態(tài)，宜居水環(huán)境的需求也日漸迫切。生態(tài)堤防在滿足傳統(tǒng)堤防防洪、通航等基本功能之上，注重水生態(tài)修復(fù)、水景觀效果、水文化傳承等。其功能主要包括以下3個(gè)方面。

1.1 生態(tài)保護(hù)功能

堤防生態(tài)保護(hù)功能主要包括兩個(gè)方面：①生態(tài)調(diào)節(jié)功能，健康的河流生態(tài)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)與修復(fù)，具有涵養(yǎng)水源，攔沙保土的作用。②生境支持功能，良好的生態(tài)環(huán)境為維護(hù)河流生物多樣性，保持河流生態(tài)系統(tǒng)平衡可持續(xù)提供有力支撐。

1.2 社會(huì)服務(wù)功能

以人為本是水利工程建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供支撐與保障是水利工程建設(shè)的最根本任務(wù)，也是其社會(huì)服務(wù)功能的具體體現(xiàn)，主要表現(xiàn)為防洪、供水、灌溉、航運(yùn)、旅游等功能。堤防建設(shè)的最基礎(chǔ)功能是防洪保安，基礎(chǔ)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(jìn)步，對(duì)水利工程的審美不斷提升。生態(tài)堤防作為河道景觀及城市景觀的一部分，應(yīng)當(dāng)具備傳承生態(tài)文明理念，彰顯地方文化特色的功能。

2 生態(tài)堤防設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 堤線布置與堤型選擇

生態(tài)堤防設(shè)計(jì)在堤線布置時(shí)應(yīng)避免過(guò)多地裁彎取直，盡量保持河流本身的自然空間形態(tài)，確保滿足河流及城市規(guī)劃要求，保證河道行洪安全，重視生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，合理設(shè)置堤防間距，盡量保留或恢復(fù)河灘濕地等生境，有利于保護(hù)河流生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)平衡。常見(jiàn)的堤型斷面包括直立式、斜坡式、多級(jí)直立式、多級(jí)斜坡式和復(fù)合式。選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合城市規(guī)劃發(fā)展需求，從地形、地質(zhì)、占地、工程造價(jià)、環(huán)境景觀等多方面綜合分析考慮，因地制宜選擇最優(yōu)型式。為避免斷面形式均一化，可進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，采用多種斷面相結(jié)合的方式，更好地與自然風(fēng)景或景觀設(shè)計(jì)相融合。堤身斷面在確保安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，盡可能地減弱鋼筋混凝土式硬質(zhì)化設(shè)計(jì)，采用如生態(tài)框或自嵌式擋墻，以實(shí)現(xiàn)水陸橫向連通，提高河流本身的自凈能力，為河流水生動(dòng)植物良好生境提供條件。

2.2 堤頂高程優(yōu)化

傳統(tǒng)堤防“圍城”效應(yīng)為城市景觀建設(shè)帶來(lái)較大困難，為減小其不利影響，需深入貫徹綠色生態(tài)理念，堤防建設(shè)時(shí)應(yīng)在保證水安全的前提下，合理優(yōu)化堤頂高程，為營(yíng)造城水互融，人水和諧的美好景象增效。廣州市區(qū)珠江堤防作為國(guó)內(nèi)較早引入超級(jí)堤理念的案例，在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合堤防功能需求及地形現(xiàn)狀，通過(guò)在堤外灘地種植適生防浪林進(jìn)行消浪[1]，以降低波浪爬高，從而優(yōu)化堤頂高程。廣州南沙區(qū)靈山島尖生態(tài)景觀超級(jí)堤對(duì)超級(jí)堤進(jìn)行了升級(jí)改造，運(yùn)用“寬度換高度”的理念[2]，采用多級(jí)平臺(tái)消浪技術(shù)、堤腳灘涂潮間帶生態(tài)消浪技術(shù)及新型生態(tài)護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行多級(jí)消浪以降低防浪墻頂高程，滿足濱水與生態(tài)美觀需求，同時(shí)保障防洪潮安全。此外還有廣州南沙區(qū)萬(wàn)頃沙聯(lián)圍某堤段，設(shè)計(jì)者提出了生態(tài)堤防消納調(diào)蓄洪水的創(chuàng)新理念[3]，通過(guò)打造濕地空間，聯(lián)通堤后水系，構(gòu)建生態(tài)廊道系統(tǒng)，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(shí)例均為生態(tài)堤防堤頂高程優(yōu)化提供了良好的借鑒意義。值得注意的是，以上優(yōu)化措施在一定程度上受相關(guān)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(jīng)過(guò)大量計(jì)算論證確定。堤頂高程的降低，可提升親水可達(dá)性和景觀性，但又關(guān)系到防洪安全，需充分考量，結(jié)合水工模型試驗(yàn)等嚴(yán)格論證確定。

2.3 生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)堤防常采用干砌石、漿砌石或混凝土護(hù)坡，這種硬質(zhì)護(hù)坡切斷了河道水流與周邊環(huán)境的聯(lián)系通道，造成了橫向水流不連續(xù)，從而嚴(yán)重影響周邊生物生長(zhǎng)生存，導(dǎo)致物種多樣性下降，甚至造成周邊生態(tài)系統(tǒng)失衡[4]。生態(tài)護(hù)坡是一種借助植物與工程措施相結(jié)合的護(hù)坡形式，兼顧岸坡穩(wěn)定與生態(tài)性，可起到涵水固土，增強(qiáng)岸坡穩(wěn)定，恢復(fù)自然生境，維持生態(tài)穩(wěn)定等多重作用，目前已在工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)得到了較為廣泛應(yīng)用。常見(jiàn)的生態(tài)護(hù)坡包括植草護(hù)坡、土工格柵固土種植基護(hù)坡、生態(tài)袋護(hù)坡、植被毯護(hù)坡、生態(tài)混凝土護(hù)坡等[5]，如表1所示。隨著生態(tài)護(hù)坡技術(shù)不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出一些新形式，如鏤空駝峰型生態(tài)護(hù)坡[6]、多孔混凝土護(hù)坡、蜂巢格室約束系統(tǒng)生態(tài)護(hù)坡、“雷諾護(hù)墊+高性能基材層”護(hù)坡等[7]。在進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分調(diào)研設(shè)計(jì)范圍周邊環(huán)境條件及生物類型，考慮河道現(xiàn)狀、功能需求、工程定位等多因素，根據(jù)不同生態(tài)護(hù)坡形式的適用范圍及特點(diǎn)，選擇因地制宜的生態(tài)材料、護(hù)坡植物和護(hù)坡結(jié)構(gòu)，為生物繁殖、生長(zhǎng)、棲息構(gòu)建良好生境，改善堤岸生態(tài)環(huán)境。

表1 常見(jiàn)的生態(tài)護(hù)坡類型及特點(diǎn)

2.4 濱水空間及景觀設(shè)計(jì)

生態(tài)堤防應(yīng)設(shè)置開(kāi)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(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)與區(qū)域規(guī)劃，慢行體系規(guī)劃相適應(yīng)。現(xiàn)常采用構(gòu)建親水平臺(tái)、親水棧橋、親水步道、濕地公園等方式營(yíng)造親水空間，打造活力濱河岸線。親水平臺(tái)或步道多用于復(fù)合式斷面，創(chuàng)建了除堤頂外的行進(jìn)和駐足空間，將人的活動(dòng)空間和觀賞角度重新拉回至水面，打造了多層次的視覺(jué)空間，滿足親水需求的同時(shí)弱化了堤防高差的景觀不利影響。生態(tài)堤防周圍景觀應(yīng)結(jié)合區(qū)域用地規(guī)劃，功能及定位等情況，因地制宜打造，如結(jié)合慢行系統(tǒng)布設(shè)植物景觀帶，整合魚塘建設(shè)濕地公園，改造農(nóng)田為生態(tài)農(nóng)業(yè)觀光園等，拓寬了居民休閑游憩空間，激發(fā)了城市活力；可通過(guò)文化雕塑、文化墻、景觀柱等方式展現(xiàn)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(zhì)景觀，是生態(tài)堤防不可或缺的一部分。植物配置對(duì)水土保持，水生態(tài)改善及堤防景觀效果起著至關(guān)重要的作用。將生態(tài)堤防植物景觀進(jìn)行分區(qū)，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(tài)密林、疏林草地、開(kāi)敞植被和林蔭廣場(chǎng)4種配置模式[8]，不同配置模式描述及特點(diǎn)如表2所示，也可將4種模式進(jìn)行組合，尋找最佳配置模式，如生態(tài)密林+疏林草地模式，可打造多層次視覺(jué)效果，提供多樣化的觀景游憩體驗(yàn)。水陸交界帶植物景觀根據(jù)不同類型駁岸特點(diǎn)構(gòu)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(jù)不同功能和水深條件進(jìn)行選擇，如表4所示。植物配置應(yīng)結(jié)合功能需求，綜合考慮氣候，水文，土壤等環(huán)境條件，根據(jù)色彩、質(zhì)感、季相等變化，科學(xué)合理地將不同形態(tài)及特性的植物組合，以構(gòu)建色彩豐富，質(zhì)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(jié)語(yǔ)

生態(tài)堤防是堤防建設(shè)與生態(tài)文明理念相碰撞的結(jié)果，順應(yīng)時(shí)代和社會(huì)發(fā)展需求。生態(tài)堤防以保護(hù)生態(tài)為前提，以防洪為基礎(chǔ)，兼顧景觀、文化等多重功能，營(yíng)造了城水相融，人水相依的和諧氛圍，有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)綜合效益最大化。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合建設(shè)目標(biāo)對(duì)堤線、堤型、護(hù)坡及景觀等進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，因地制宜地規(guī)劃布置。生態(tài)堤防涉及水利工程、生態(tài)環(huán)境、建筑景觀、給排水、植物學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，是一門綜合性較高的新興技術(shù)。目前我國(guó)生態(tài)堤防建設(shè)還處于初級(jí)階段，還需在理論和實(shí)踐中進(jìn)一步探索。