生态堤防设计问题与原则分析

生态堤防设计问题与原则分析

杨妮1武如锐2

1.安康市水利水电勘测设计院陕西省安康市725000；

2.安康市水利水电勘测设计院陕西省安康市725000

摘要：水利工程建设中生态堤防设计，需要符合其基本原则，并为推动堤防系统向着生态化、合理化、科学化、长远化的方向发展做出不懈的努力。加强水利工程生态堤防建设，是一项系统性的工作，也是一项循序渐进的工作。

关键词：生态；堤防设计；原则分析

水利工程建设中生态堤防的设计，需要在堤线布置及堤型选择、设计，河道断面设计，岸坡防护，周围景观建设等方面多加控制，才能既满足城市防洪抗涝、防灾减灾，又能更好地维持水利生态系统的完整性。

一.生态堤防含义与意义

生态堤防是以现代水利工程学、生态学、环境科学、生物学和美学等跨学科跨领域的综合原理为引导，遵循自然规律，在保持并平衡河流生态系统的基础上，根据河流的原生态状况，依照当地的地质特点及自然河岸的水土循环设计的堤防。为具备生态功能，大多数生态堤防采用增加河堤绿化用地、水边景观、扩大水域面积、设计河流生物生长岛等方法，同时采用多孔性构造的材料作为建筑材料。

在生态设计理念下，保留河流原有的生态面貌，减少对生态环境的破坏，充分利用原河道的优势，改造后，不仅破坏性小，并且为生物多样性提供了有利场所。堤防设计以自然和谐为准则，充分发挥河道景观的多样性功能。为了保持周边环境的自然性，尽量使用绿色材料，减少对周边环境的污染和破坏。在整体设计思路中，应充分考虑到河道堤防工程在城市中的作用不仅是提高防洪度汛和航道畅通的功能，还要为提高城市品位、增加城市风景、美化人居环境、促进当地旅游，拉动当地经济发展。

生态设计理念在堤防工程中的应用达到了社会效益、经济效益和生态效益共赢的目的，体现了人与自然和谐发展的局面。

二.生态堤防设计的基本原则

1.安全性原则。堤防的主要作用是保护防护区不受洪水的侵害,因此堤防的自身安全、稳定是设计时最优先考虑的问题。

2.整体性原则。在堤防的设计过程中，应从整体着眼，考虑到堤防建设所形成的经济效益、社会效益等短期利益及环境效益等长远效益，把堤防与自然、人文进行有机的融合，充分发挥生态堤防的综合效益。

3.自然景观原则。生态堤防设计对自然环境的人为介入应当尽量约束在河流的环境容量之内。设计时应在不破坏生态系统和河道走势、与洪水主流行径基本同道的前提下进行堤防设计。生态堤防的设计应当结合水域天然环境的特征，因地制宜，效法自然。尽可能予以保留河流本身所存在的自然景观,对必须人为更改或者融入人工因素的自然景观应当加以补偿。

4.生态环保原则。设计应坚持“生态治水”、“生态管水”的思路。在不影响河流生物生存需要的前提下，保留水生生物栖息、繁衍的场所，达到人与自然的和谐，人与河流相得益彰。

传统堤防在设计之时，首要考虑的是堤防的安全问题和成本效益问题。生态堤防的设计在考虑上述两个问题之外，还应考虑的是堤防的边缘效应。传统的堤防设计时未能考虑到河流由滩涂到陆地一个完整的生态系统（水生生态系统到陆生生态系统过渡的连续性），破坏了水陆生态系统所形成的独特连续性，造成了湿地退化。水与土间的互动和联系被人为阻隔，原有湿地中鱼类等水生生物丧失了栖息、繁衍的场所。因此在设计开始就应当考虑到上述情况，适当保持原有的自然景观，协调好自然景观与人为景观的结构特性，保护好河流的湿地和滩涂及水生生物栖息、繁衍的场所。

5.亲水性原则。设计时不仅要考虑到经济效益、环境效益，还要考虑到社会效益。随着人们生活水平的日渐提高，人们精神上更加追求”崇尚自然”的理念，在修建堤防时不仅要考虑为人们提供休闲娱乐场所的基本要求，还要将这些场所和自然环境形成一个和谐的画面。水是”生命之源”，也是孕育人类文明的摇篮，世界各地文明的诞生均与河流有着密不可分的关系。因此设计时就应当根据当地居民的文化习俗和活动需要，在堤防上设置更多与水有关的景观，让人们从各个方位感受水、体验水、亲近水。

三.生态堤防的设计思路

1.堤线布置及堤型选择、设计

生态堤防设计应考虑到防护区的自然环境特点及河流形态的特点，注重堤线布置及堤型选择。堤线布置应根据防洪规划，地形、地质条件、河流变迁及施工条件、已有工程状况等因素,经过技术经济比较后综合分析确定。布置上应与河道走势相适应，并与洪水主流线大致平行的情况下，对河道的蜿蜒、分汊原貌尽量利用。在保持河道最小行洪宽度的前提下，尽量避免河道行洪和生态保护之间出现矛盾，更好地保护水域生态系统。堤型选择应根据所在的地理位置、地质情况、水流及风浪特性、施工条件、运用管理要求、环境景观、工程造价等因素经过技术经济比较，综合确定。在堤防达到稳定要求的情况下实现生态保护和生态恢复。堤型设计应依据地基条件、筑堤材料、水流流速等因素对堤身各部位结构与尺寸进行稳定计算和技术经济比较确定。对于水流流速较大的河道，应对堤防基础进行冲刷计算，基础埋深应满足最小冲刷深度的要求。

2.河道断面设计

河道断面的特征以多样化为主，断面形状呈现不规则变化，河流的浅滩与深槽没有相对固定的位置，设计中要根据河道断面的多样性来设计堤防。具体一些来讲，应充分考虑以下3点：①考虑河道的主导功能；②考虑土地利用情况；③考虑河岸生态发展需求。这样设计的堤防才能产生多样化的生态景观和生物群落，也符合亲水原则。目前生态堤防设计中，多选用复式断面以此达到上述几项要求，既不会阻隔生物群落的繁衍，又满足了汛期时行洪要求。

3.岸坡防护

设计时岸坡防护不可忽视,在河流生态堤防系统最关键的水陆交接部位的河岸防护结构，应采用护岸型式。护岸工程型式主要有坡式护岸、坝式护岸、墙式护岸及复合式护岸。为了避免水利工程建设造成整体生态系统的破坏，以至原有的动植物种类、数量、滩涂类型等发生根本性的改变，在岸坡防护系统的设计过程中应根据当地的自然条件，选用适当的护岸形式，最大程度保留原有的河岸风貌。在地形较宽，流速不大时宜选用缓坡结构作为堤防坡面，工程上通常选用链锁式生态砼护坡，雷诺护垫式护坡，格构式植物护坡等。这些护坡型式因透水性较强具有以下优势：①给浮游生物、植物、鱼类、鸟类的栖息、繁衍提供了生存空间；②对岸坡防护系统的储水功能得以加强；③后期植物生长起来以后，对岸坡具有绿化功能。

4.周边景观建设

江河湖泊周边具有一定的自然景观，这些景观形成了特定的自然环境，也体现了天然的美学价值。在设计中应将人工建设景观和自然生态景观很好的融合在一起。譬如，将生物栖息地等自然环境和亭台楼阁等人工环境相结合，建立水生态公园、湿地公园、河流小型博物馆等。

四．结语

生态堤防设计应以尊重自然和生态原则为导向，以构建生态河道为目标，统筹防洪安全、用水安全和生态安全为基础，根据当地旅游文化的特色，充分体现防洪、生态、人文、休闲、旅游等功能，尽可能营造人水和谐的美好生态环境，为保障和促进社会与经济的可持续的发展提供更广阔的空间。

参考文献

[1]水利部GB50286-2013堤防工程设计规范[s].北京.中国计划出版社出版2013.

[2]赵楠.滨海堤防生态景观设计方法研究[J].河南水利与南水北调，2014，06（25）.

[3]钟林生，唐承财，詹卫华.基于生态文明理念的水利生态旅游发展策略[J].中国水利，2011，01（30）.

[4]叶伟娟.浅析当前生态地方设计理念[J].中国水运（下半月），2010，10（6）.