生态堤防设计及其设计原则探讨

摘要：就目前的社会发展中我们常见的堤防工程而言，其在建设中已经进入了一个新的发展时期，堤防工程也从原来的传统建设模式进入到生态建设当中。因此我们在工作中对于生态设计要求也提出了新要求、新认识。本文就当前生态堤防设计的背景、建设必要性、指导思想以及设计原则等多个方面进行了分析，并结合实例阐述了其在设计中的设计要点。

关键词：生态建设；堤防工程；设计；科学发展观

中图分类号：S611文献标识码： A

河流治理已成为现阶段社会发展中的核心内容，也是实现可持续发展战略的重要模式。在过去多年的社会发展中，由于人们对于生态环境的破坏，使得河道问题较为严重，成为了影响社会经济发展与人民身体健康的核心环节。因此在目前的社会发展中做好河流治理工作已成为人类关注的重点，也是落实可持续发展观念的必然结果。在河流治理工作中，采用生态堤防设计方法不但能够使得人们更好的利用河流产生的各种经济、社会效益，而且也能够促使河流回归自然化，产生一定的生态效益。

一、生态堤防概述

在过去的堤防工程建设中，由于人们对于环境认识不科学、不全面，多采用加固岸堤、疏通河道的方式进行治理，使得河流在满足人们社会发展的同时也造成了种种自然影响和生态问题，严重影响了社会经济的可持续发展，也造成了巨大的经济损失和自然灾害，如洪涝、决堤等事故现象。这些问题的存在主要是由于人们在堤防设计工作中对于自然规律的认识不够，造成了堤防工程建设中得到经济效益的同时造成了自然环境的恶化和生态问题而引发的。因此在近年来的社会发展中，人们对于自然界的认识日益加深，对于各种保护环境、维持生态平衡和可持续发展观念的落实，在河道治理工作中也逐步趋于综合化治理要求，即是在工作的过程中以河流利用、生态效益、环境保护为一体化的工作模式。这也是在工作的过程中实现水利工程可持续发展和利用的必然结果。

二、生态堤防设计的基本原则

在目前的生态堤防设计中，我们主要要考虑以下几方面原则：

1、安全原则

安全原则主要指的是在设计工作中要以河流治理为基础，兼顾生态堤防的安全性要求，确保在雨天的时候不出现洪涝、决堤等现象。特别是人类开始建设的过程中，由于这类问题的认识不够而造成的堤防事故较为严重。近年来，随着科学技术的发展和社会生产水平的提高，人们在工作的过程中对于建设力度和水平要求有着极为重要的作用与意义。

2、自然原则

在堤防工程建设的过程中，要能够发挥传统堤防工程防洪功能的同时，还要做好河流生态效益要求，甚至是降低河流的流速，从而维持河流的生态健康以及河道周围的环境保护要求，进而发挥其应有的自然景观优势。这种原则的存在与利用就需要我们在工作的过程中尊重自

然、保护自然，不得在工作中随意的破坏和更改自然规律，更不得胡乱的对自然进行优化和处治。尽量保持河道的自然边界及其天然蜿蜒曲折的特点，对不得不破坏的自然景观应加以补偿或修复。

3、生态原则

生态堤防与传统堤防最大的区别在于生态堤岸考虑到了堤防的边缘效应，由水生生态系统到陆地生态系统过度的连续性。传统堤防的设计破坏了这种水陆生态系统的连续性，使沿河湿地大量消失、混凝土河道切断了水土之间的联系和相互作用，其单调的水流状况不利于水生动植物的繁衍。从生态学的角度出发，我们应该适当补充自然成分，协调景观结构，注意保持物种多样化，积极为水生生物和两栖生物创造生存、繁衍的环境。

4、亲水原则

结合当地居民文化习俗和活动需求，设置人性化的活动和休憩场所，提供更多方位能直接欣赏水景、接近水面，让人们从视觉、听觉、触觉、嗅觉全方位地感受水文化给人们生活上带来美的感受。

5、整体性原则

河岸景观设计以整体美为基本原则，突出特色美，体现意境美，延伸河流水生态系统的空间。

三、生态堤防设计实例

生态堤防是融现代水利工程学、生态学及美学等学科为一体的水利工程，既为经济发展提供保障，又可以改善生态环境。现结合“东莞市运河综合整治东引运河堤路结合达标工程”生态堤防设计实例，对城市生态堤防进行探讨分析。

1、“东莞市运河综合整治神山桥至坑美段堤防工程”概述

“东莞市运河综合整治东引运河堤路结合达标工程”是指神山桥至坑美段两岸生态堤防工程，该工程需建设堤防总长约5.2公里，其中现状堤防存在的主要问题是：①伴随着东莞经济的迅猛发展，运河水质遭受到严重污染，黑臭污水穿越东莞市区及多个镇区，严重影响两岸居民的生活及城市形象；②河道宽窄不一、变化较大，局部河道断面狭小，影响行洪。运河河底坡降较缓，而沿岸填河建房与河争地现象屡禁不止，使河道断面缩小，形成水流“瓶颈”；③ 现有堤围堤顶高程相对较高，一般达6.5～8m，但堤身单薄，未能达标，部分河段无堤防保护。堤防建设受当时社会经济环境限制，堤坡陡，堤身普遍存在稳定、渗漏等影响堤防安全的问题，堤围虽经多年整治培固，但标准低，堤基渗漏仍严重，堤脚冲刷也非常严重，局部堤段甚至坍塌，险工险段多。故整治该段堤防十分必要。

该项目的实施，以保护创造良好的生态环境和自然景观为前提，在满足河道功能河堤的稳定要求，考虑具有一定强度、安全性和耐久性的情况下，尽量减少刚性结构，把河堤由过去的混凝土、浆砌石、人工建筑改造成水体和植物或生物相互涵养、适合生物生长的生态护岸。河水通过生态挡墙系统与两岸互通循环，河水可向两岸补给，而两岸的土体也可向河流补给，形成一个双向循环。生态挡墙充分利用植物可以吸收磷、氮以及重金属等物质，并且生长速度快的特点来清除水体和土体的有害化合物，改善水质。各种鱼类，也是修复海河水域生态环境的重要方式之一，鱼类可以消耗掉水中的浮游生物，减少水质的富营养化，从而达到保护水质的目的。在河道中构筑起鱼巢，形成一个植物、鱼和各种生物共存的空间，可以有效抑制藻类的生长繁殖，进而防止河湖大面积爆发水花，调整生态循环系统，重新建立河道以及河堤的生态系统，“以鱼养水”。同时，还可建立海河水生生物多样性，重建水域生态平衡。长期的水力作用带起的泥沙等物遇到墙体减速后，在重力的作用下会沉积在两个内孔内，这些冲积物沉积下来后将是水生植物生长的乐土，这里面含有丰富的Fe、Na、K等矿物元素，很适合栽植的水生植物生长，解决了植物营养来源问题。由于生态挡墙不要水泥砂浆，整个墙体具有透水性，发挥了生态护岸的作用；挡土块间隙构成了一个天然的过滤器，起到一定的净化水质的作用。项目建成后生态护岸发挥了明显生态修复的作用，增强了河流水域自然净化能力。

2、“东莞市运河综合整治”生态堤防设计理念

(1)治理原则。“神山桥至坑美段堤防工程”河道治理以满足防洪安全为目的，尊重自然，立足水系生态环境的保护与修复；在工程措施的总体思路上，尽最大可能保护和恢复河流形态的多样性，为河流生物的多样性奠定基础，因地制宜进行生态护岸。

(2)岸线布置设计原则。“神山桥至坑美段堤防工程”岸线布置结合自然地形进行设计，少动土方，保留河道的蜿蜒平面形态、断面的多样性、两岸的天然植被等。现代景观生态学的研究也证实了弯曲的水流更有利于生物多样性的保护，造就多样性流场，形成深潭浅滩地貌特征，有利于消减洪水的灾害性和突发性。

(3)护岸结构设计原则。“神山桥至坑美段堤防工程”护岸结构设计体现防洪功能和生态景观的结合，在满足安全稳定的前提下，实现工程造价的降低；充分考虑人们活动的亲水需求；尽量避免刚性硬质化，合理选择当地植物措施；尽可能采用天然建材护岸，营造生物缝隙，为其提供繁殖和生长环境。

(4)河道断面型式设计原则。堤型的设计要结合场地及周围环境因素，通过多方案比较，择优选用。断面型式的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外，还应结合生态保护或恢复技术要求，尽量采用当地材料和缓坡，为植被生长创造条件，保持河流的侧向联通性。筑堤材料宜优先选用当地材料，在有条件的地方，一般多采用比较生态的土堤堤型，以便于堤坡的植草绿化，使堤内外生态环境协调，避免过多地采用直立的钢筋砼和浆砌石堤型，这些堤型与周围环境欠协调，同时在一定程度也影响堤内外的空气交换。

3、生态堤防功能体现

通过对该项目实施，提高了河道防洪排涝能力，将河堤防洪标准提高到50年一遇，城区作为市政治、经济、文化中心，其防洪安全得到有效保障。植物措施具有净化空气、净化水体、涵养水源、滋养土壤、调节气候、固土护坡和美化环境等多种生态调节功能，增加河道绿量，形成稳定的河道动植物群落，改善河道景观和生态功能。生态堤防建设改善了水环境的同时，也改善了城市生态、水资源和居住条件，并强化了文化、体育、休闲设施，使城市交通功能、城市防洪等再上新的台阶，对于优化城市环境，提升城市形象，改善投资环境，拉动经济增长，扩大对外开放，都将产生直接影响。

四、结束语

随着社会的迅速发展，城市化工业化进程迅速扩大，城郊保护地规模迅速增长，防洪问题与城市建设和经济发展的矛盾也日益突出。在选择防洪工程措施时，应充分考虑河道景观、生态的要求，在河道走向、河道断面、护岸工程、河滩地利用、堤顶处理等多方面采取措施。尽可能营造人水和谐的美好生活环境，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。