水利工程建设中生态堤防设计探析

曹洋 南京市水利规划设计院股份有限公司

陈国存 盐城市水利信息与宣传教育中心

严嘉华 南京市水利规划设计院股份有限公司

1.生态堤防的概念概述

所谓生态堤防，主要是指基于原本的堤防设计要求增加一项生态要求。生态堤防施工，重点在于对河岸的修复与堤防的加固，这样能够进一步提升堤防的防洪防涝能力。为了做好生态堤防使用，在针对河岸进行修复与加固的过程中，技术要点在于对自然资源的最大化利用。即是说购入材料应当以天然材料为第一选择，如果现场有可利用的资源，更要做到最大程度利用，这样不但能够满足生态化施工的需求，体现生态化特色，减少对周遭环境的影响，保证周遭生态平衡，同时也能够减少施工过程中的成本耗费，得到更理想的施工收益。一言蔽之，生态河堤建设的主要目标是在满足堤坝基本护岸功能需求的基础上减少对于周遭生态的影响，包括周遭生物的栖息环境的影响。一般来说，生态堤防设计主要包括三种类型，其一是自然原型护岸河堤。即是为了保护河堤将水杨、白杨、芦苇等喜水的植物种植在河岸周遭。这样的生态化堤防，更加适用于腹地较大或是坡缓的河段。而最主要的不足是对于洪水并不具备充分的抵抗能力。其二是自然型护岸河堤，主要是指为了防护河堤而在河岸处种植植被，并且铺设石材、木材等天然材料。这样能够形成更加稳固的防护结构，这一类型的生态堤防设计一般常适用于较陡的坡岸亦或是受到一定程度冲蚀的区段。其三是人工建造的自然型护岸河堤。这类河堤的防洪要求更高，主要适用于腹地范围较小的河段。这类护岸主要基于自然型护岸建设，通过使用钢筋及混凝土等材料去进行隔挡，这样的河堤具有更强的抗洪能力。

2.水利工程生态堤防规划建设的意义

传统的水利工程对于社会需求更加重视，但是却往往会忽视人类的可持续发展需求，这会使得因此工程施工过程中出现诸多隐患，一旦引发严重的安全问题，后果是无法预估的。长此以往，水源质量下降、供给量不足，人类的生存也会受到威胁。因此必须要重视对于生态水利工程的规划，要深入分析水利工程堤防规划的重要意义。传统水利工程学普遍以湖泊、河流等水文系统的构成部分作为主要研究对象。而生态水利工程学的研究方向则往往是具备生命特征的、动态性的河流生态系统整体，即是说各个部分都包含在研究范围当中。生态水利工程的技术主要可以从以下几个方面进行概括。其一是新工程的建设要以实现可持续发展为目标，进而排除河流生态系统存在的威胁。而对于需要人工改造的河流，则应当利用专业的河流健康评估技术以及生态系统修复规划去进行管理，做好污染水体的生态修复。

3.水利工程建设中生态堤防的设计思路

3.1 堤线布设及堤型选择

为了保证生态特征得以体现，在水利工程建设过程当中，堤型的选择与堤线的布设是技术重点，要考虑到自然环境的特点。所谓自然环境特点，即是河流形态的特点。一般来说河流的形态特点是多种多样的，所以做好堤型的选择以及堤线的布置，有利于达成生态化的堤防设计目标。从堤线布置的角度出发，原则上应当在不破坏江河湖泊自然形态的基础上去进行设计与设置，对于河道的原有资源应当尽可能达成最大化利用，而不是将能够保留的资源也一并剔除。而在堤型选择阶段，则要考量以下两项要求。其一是要确保滑动稳定与渗透稳定。其二是要实现生态保护目标。而且为了避免生态保护出现矛盾，对于堤防间距也必须要做好控制，也有一定的要求，尽可能放宽堤防间距。

3.2 河流断面设计

河流断面的设计决定着河流整体的防洪能力，是生态化堤防设计的思想重点。为了真正达成生态化设计的目标，应当依据河道断面的多样化特征去采取针对性的处理措施。在堤防的设计与实际施工阶段，都要考量以下几个要点去进行管控。其一是要考虑到河道的主导功能去开展设计与施工。其二是要尽可能提升土地的利用率。其三是要考虑到河岸的实际生态发展需求，通过严格的计算去得出可靠的结论。通过这样的设计手段，最终能够营造出更加丰富多样化的生态景观，同时为动物提供栖息空间，形成更加多样化的生物群落，迎合亲水原则。为了达成实际的设计目标，在当前的生态堤防设计与施工过程中一般会选择复式的断面，这样的断面不但不会影响生物群落的繁衍，同时也满足了洪水时期的泄洪需求。

3.3 岸坡防护水陆交接地带设计

水陆交接地带是河岸防护结构的关键部分，也是河流治理的重点，是影响河岸生态系统的关键因素。有许多水陆两栖生物在水路交接地带生长繁衍，有许多动物在此觅食、避难。因此必须要保护好水路交接地带，应当遵循人与景观和谐共存的基本原则，以可持续发展为基础目标，进而保证水陆交接地带的设计更加合理，保证河岸环境质量得以提升。要以维护工程安全为基础，结合河岸生态的复杂性、多样性特征，保护生态景观。尽可能避免使用硬质不透水的材料去开展河岸防护施工，而是要尽可能使用自然材质、利用柔性结构或是渗透性强的多孔混凝土结构去保证河岸的自然状态不被破坏，确保交接地带的环境得到优化。

3.4 周围景观建设

周遭景观的建设是环在水利工程的生态堤防系统建设过程中很容易被忽视的一点，因为有部分人员认为景观的建设并不会影响工程质量。但实质上景观的营造不仅决定着工程整体的美观度，也决定着工程的使用寿命。水利工程主体是基于江河湖泊环境去建设的，对于周遭原本自然的景观进行预留与优化，能够形成更加美观的景观，能够保证水利设施与周遭画境的和谐性更强。例如可以将生物栖息地等不可破坏的区域保留下来，将自然环境与非人工的建筑等相结合，让景观质量提升的同时，也能够保护周遭水土，保证水利设施运行的稳定性。

3.5 工程的施工与管理

工程施工过程中，施工管理是需要贯穿全过程的重要环节，其内容包括材料与设备管理、工期管理、技术管理、人力管理等等。从工期管理的角度出发，在施工工期规划设计过程中，要确保尽可能避开河岸植物与动物的繁衍与成长高峰期，保证河岸生物体系得到完善。如果河岸周遭有濒临灭绝的物种，以及对于生存环境有着特殊需求的物种，在实际施工过程中，必须要针对性制定管控方案。要用专业性的管理措施满足不同的管理需求，优化河岸环境，优化植被生长环境，做好排水设计，这样能够更加有效地降低施工带来的环境影响，确保水利工程的实际价值得以体现，确保工程施工的效果更加理想，并且得到更加理想的收益。

4.结语

水利工程建设，对于当今的社会发展有着重要影响。而生态堤防设计则是迎合当前时代生态化发展趋势的设计理念。因此以上针对生态堤防设计的要点展开了讨论，包括生态堤防的概念概述、水利工程生态堤防规划建设的意义以及水利工程建设中生态堤防的设计思路。希望通过文章探讨能够引发行业同仁的思考，共同探索未来的施工发展方向，掌握技术要点，提升施工质量。