关于生态堤防设计的探讨

【摘 要】本文以景观生态学原理为指导，主要探讨了生态堤防设计理念、设计的必要性和设计原则。仅供业内人士参考。

【关键词】堤防设计；生态堤防；环保堤防

1 生态堤防的含义

生态堤防是指在堤防的设计、施工建设中，运用现代水利工程学、环境科学、生态学、生物学以及美学等多学科原理为指导，遵循自然规律，在保持河流生态系统平衡的基础上，结合河流原生态状况，因地制宜地设计、建设具有自然河岸水土循环的人工堤防。其中，堤防的设计、建设为了体现生态功能，一般多采用扩大水域面积和河堤绿化用地、设计河流生物生长岛、水边景观等措施，建设中采用的是天然材料的多孔性构造等建筑材料。设计中应当尽量避免大规模破坏河流原貌的方式，建设中应当遵循河流原有的自然面貌和河流生态系统，在此基础上加以“生态固化”，而不应过多地加以人为因素的注入。

2 生态堤防的功能

过去城市堤防建设，一般仅考虑防洪、航运等要求，进行堤岸加固、裁弯取直、修筑丁坝，极少考虑发挥河流自然生态、休息娱乐、景观提升城市形象等综合功能。这些堤防工程保障了社会安定，产生了巨大的社会效益，但也极大地改变了城市河流的结构和功能，造成一些生态环境问题。如堤防对河岸带的侵占，严重破坏了岸边生态环境；片面强调防洪功能，采用大量钢筋混凝土、块石建筑材料硬化渠道，两岸陡直，河流完全被人工化渠道化，淡化了河流的生态功能，破坏了自然河流的生态链和原有的生态平衡，导致生态环境恶化，并阻碍人与水的亲近。目前，在修建防洪工程的同时，人们对河流提出了多样化和高品质的要求。从生态角度来说，滨水地带的水陆环境构成了完整的流水生态系统，水中生长着各种昆虫、鱼虾蟹和藻类，水边陆地上生长着植物、昆虫、鸟类等多种生物。人类只有与多种动物、植物互相依存，才可能呈现一种生机勃勃的景象。但一切生物都离不开地面，只有在地面上创造宜于多种生物生长和发育的环境，才能达到生物的多样性。因此堤防断面形式设计应考虑到生态环境；通过不同的堤防断面设计，使湿生、沼生、水生植物有藉以生存和发展的环境；堤防设计既要考虑河道生态，又应与自然景观融为一体，充分协调生物的多样性与城市景观多样性之间的关系，为不同生态习性的动植物创造不同的生态环境以实现动植物的多样性，最大限度地发挥生态环境综合效益，促进人与自然的和谐发展。

3 生态堤防建设的必要性

对于河道堤防的建设，过去往往只注重对于河流的防洪度汛、保障航道畅通等经济和社会效益，堤防的设计、建设往往只注重于经济、社会的需求而人为地对河流堤岸进行加固，对河流进行截弯取直修筑丁坝，而对于河流周边的自然生态环境，河流、河岸之间的生态平衡问题却极少。在设计、建筑堤防过程中使用的大量钢筋混凝土、块石建筑材料、非绿色环保建筑材料等，对河流、河岸的泥沙土壤带来了非常严重的影响，另一方面，大规模的堤防建设占用了河流的大量滩涂和植被，人为截断了河流、河岸之间的生态互动和平衡，河流完全被人工建筑干预，河流的生态功能无法正常发挥，自然河流的生态链、生态平衡遭受严重破坏。具体地说，人类水利工程的建设对于河流生态系统的影响主要表现在以下几个方面：

（1）规则的堤防、岸坡打破了河流原本的生态平衡，扼杀了生物生存的天然栖息场所。以往的堤防在设计过程中，为了确保堤防最大限度地承受住洪水的冲击，强化堤防的自我保护能力，设计人员在堤线的布置上都会让其紧贴岸坡坡顶，堤防、岸坡在设计、建设中就形成了规则的、整齐划一的直立面或者斜面。原本凹凸不平的河床、浅滩、河岸也因此被推平，原本拥有的植被遭受破坏，河道两旁的自然景观消失，原本栖息在这里的生物失去了生存的环境，河流的生态链不复存在。

（2）对河道自然面貌的改变破坏了河道的生态环境。在堤防的设计过程中，为了减少工程建设成本及考虑到洪水排泄的速度，在堤防的设计建设过程中，往往会常用“截弯取直”的方式对河道原本的流域进行改变，对堤线往往采用平直的方式设计建设。这样的堤防设计方法对于降低堤防建设成本无可厚非，但对于河道内水流状况的影响以及河流中生物的生长环境造成了一定的影响，对于河流的生态环境破坏非常大。因此，鉴于上述因素，随着人们环保意识的提高和生态环保理念的倡导，人们对河流的管理提出了多样化和高品质的设计、建设要求。生态堤防理念的提出顺应人们的要求。生态堤防从其提出，到设计、建设过程中都综合考虑到了河道生态环境的实际，依照接近自然、不破坏自然景观的要求，建设一种适合生物多样性、河道景观多样性和谐共存、融合一体的生态堤防，最大限度地发挥河流、堤防形成的生态效益、经济效益和社会效益，促进人与自然的和谐相处。

4 生态堤防设计的基本原则

生态堤防的设计应当遵循以下原则。

4.1 安全性原则

一般来说，河道地方的建设最重要的作用就是防洪度汛，因而，生态堤防的防洪安全是是其设计时最先考虑的原则，只有安全的堤防，才能够考虑到生态的堤防。所以，生态堤防也应该而且必须是安全的地方。

4.2 整体性原则

在堤防的设计过程中，应当兼顾堤防设计的整体性原则，即河道地方的设计应当从整体上着眼，充分考虑到堤防建设在短时间内所形成的经济利益、社会效益等短期利益以及环境效益等长远利益，使得生态堤防在设计之初就牢牢把握好堤防与自然的有机融合，充分发挥生态堤防的综合效益。

4.3 自然景观优先原则

基于生态学的河流生态堤防的设计，应当本着尊重自然、敬畏自然的心态，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，设计之初就应当严格考察，在不破坏生态系统在物流、能流基本同道前提下，进行堤防的设计。具体说来，生态堤防的设计应当结合好水域自然环境的特征，因地制宜，效法自然，在堤防设计过程中河流本身所拥有的自然景观应当尽可能予以保留，特别是对于河道的自然边界、天然蜿蜒曲折的河段，而对于不得不进行人为更改或者融入人工因素的自然景观应当加以补偿。

4.4 生态环保原则

生态堤防的设计还应当尊重自然生灵，坚持“生态治水”、“生态管水”思路，尽量在不影响河流生物生存需要的前提下，保留水生动植物生息、繁衍的场所，以达到人与自然和谐相处，人与河流相得益彰，形成人水共荣、人水互融的景观。

4.5 多样性、异质性原则

传统堤防在设计之时，首先要考虑的就是堤防的安全问题和成本效益问题。而生态堤防的设计在考虑了上述两个问题之后，最重要的一个问题就是生态岸堤堤防的边缘效应。传统的堤防在设计时未能考虑到河流到滩涂到陆地的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，而人为设计了一道横亘于此的堤防，破坏了这种水陆生态系统所形成的独特联系性，造成了沿河湿地大量流失，水生动植物栖息场所被河水浸泡，河流原本存在的水土之间的互动和联系被认为阻隔，水生动植物繁衍栖息场所消失。

因此，生态堤防在设计之初就应当考虑到上述情况，在设计之时应当适当补充自然景观原有的成分，协调好自然景观与人为景观的结构特性，保持好河流的湿地和滩涂，营造一个适宜水生动植物栖息繁衍的场所。

4.6 亲水性原则

生态堤防的设计不仅考虑的是经济效益、环境效益，还要考虑到社会效益。随着人类活动场所的扩大，娱乐休闲场所的建设越来越显现人性化。河道堤防作为城市市政工程建设的一部分，应当利用好建成人们娱乐休闲的好地方。水是灵动的景观，特别是河流，常常受到人们的喜爱。生态堤防在设计之时应当根据当地居民的文化习俗和活动需要，在堤防上设置更多的与水有关的景观，让人们从各个方位感受水、体验水。

参考文献：

[1]白永富.浅谈堤防工程与环境问题.黑龙江科技信息，2010（03）.

[2]黄琼珠.浅析堤防工程的堤线布置及堤型选择.水利技术监督，2008（03）.