生态水利工程的规划设计方案分析与研究

（新疆伊犁州水利电力勘测设计研究院伊犁州835000）

生态水利工程的规划设计方案分析与研究

袁伟

（新疆伊犁州水利电力勘测设计研究院伊犁州835000）

水利工程是国家建设的重点项目之一，其对于社会的发展具有积极的推动作用。传统水利工程在建设时，基本都是以控制水流为主要目标，忽视了河流形态的多样性以及水域生态系统的整体性。生态水利工程的提出，给上述问题的解决提供了途径。鉴于此，文章对生态水利工程规划的基本特征进行阐述，并在此基础上，以河道作为研究对象，分析了生态水利工程的规划设计方案。

生态水利工程规划设计河道

1 生态水利工程规划的基本特征

（1）安全性。生态水利工程规划要以可持续发展观为指导，在河流综合治理的同时关注生态系统维护，避免给环境带来破坏。在规划中，要综合运用水利工程学与生态学的知识，对工程建设进行合理安排，保证工程建设安全可靠。同时，规划要遵循相关设计标准，结合河流特征、河势变化、河流断面等方面内容，对生态水利工程进行系统规划，以保证施工安全，增强水利工程的耐久性。

（2）异质性。在水环境中拥有多种多样的生物群落，受非生态环境本身自然空间异质性的直接影响，即自然空间与生物群落种类存在着依存与耦合关系。为此，要想提高生物群落的多样化性，就必须提高河流空间异质性，在水利工程规划中必须充分考虑河流生态环境的多样化条件，避免工程建设对自然空间中生态因子的异质性带来重大影响，进而维护工程所在地的生态系统平衡。

（3）反馈调整性。生态水利规划要根据生态系统的发展作出调整，从发展阶段来看，生态系统需要利用几年时间进行演替，而其结构的复杂性和稳定性需要经历更长的时间才能形成。所以，在生态水利工程规划中，要着眼于长远发展，通过仿造功能完善的河流系统结构，形成稳定的河流水利生态系统，充分发挥生态水利工程的作用，加强河流修复与河道治理，促使生态系统可持续发展。

2 生态水利工程的规划设计方案

河道是水利工程的重要组成部分之一，也是生态水利工程规划设计的重点，鉴于此，本文着重对生态河道的规划设计进行分析和研究。

2.1 生态河道规划设计内容

2.1.1 生态河道的平面设计

生态河道的平面设计关系到生态系统的整体把握，在设计中要重点考虑河流的过流能力。从当前河道现状来看，河道生态系统受人类频繁活动的影响，使得河道地带日渐狭窄，水域面积大幅度缩减，生物物种的生存环境受到严重破坏。所以，在规划设计生态河道时，既要满足排洪要求，对河道宽窄进行合理规划，又要恢复河道的生态系统，拓宽河道水域面积。这样一来，不仅能够通过修复河道生态系统为微生物繁衍提供生存条件，而且还能够减轻汛期河道的行洪压力，增大渗水面积，起到补给地下水，改善区域生态环境的作用。生态河道规划设计要综合运用生态学和水利学的知识，通过规划设计重点治理河道环境，使河道恢复抗洪防汛的功能，有效降低水流流速，避免水流对沿岸造成过大冲击，有效改善局部环境。此外，若河道位于城镇生活区域，则要在考虑生态功能的同时，兼顾审美功能和社会功能，如设计亲水的活动场所，供居民休憩娱乐之用，使河道成为城镇亮丽的风景线。

2.1.2 生态河道断面设计

河道水位和水量是河道断面设计必须考虑的两方面因素，在设计中要重点整治河流边坡，使河道断面满足水生物生存繁衍的需求，并且不会在汛期对周边居住环境构成威胁。为此，河道断面设计可对单级梯形、矩形断面、多层阶梯的常见设计结构进行创新，采用复式断面设计，具体如下：以常水位为分界点，在其以上部位设置河道缓坡，在其以下部位设计成梯形断面。在汛期，河道水流会漫过河道缓坡，虽然增大过水断面，但不会对周边环境造成洪水冲击；在枯水期，水流在主河道内流动，可维持基本的河流生态需水。通过复式断面设计，不仅能够体现河道内水流在常水位时的亲水性，而且还能够有效减缓护岸高度，满足泄洪要求，此外也能为滨水区设计优美景观提供规划空间。在治理河道生态环境中，要将断面结构设计作为切入点，根据生物群落多样化、水流形式、水流流速、水体溶氧量等方面的要求，对河道断面进行优化设计，恢复或仿造河道多样化的生态景观环境。

2.1.3 河床及护岸类型

生态河道设计的最终目的是使河道具有自修复功能，为了达到这一目的，需深入研究河道护岸形式，制定可行性方案。在常见的设计方案中，通常采用建造堰坝或橡皮坝的方式，使河床与河堤成为一体，而很少考虑到河床的建设需求。所以，为了保证设计方案的有效性，应当将河床设计纳入到生态河道设计中加以重点考虑。在河道护岸设计中，应进行生态护岸设计，如采用栅格边坡加固技术、植物根系加固技术、生态砌块加固技术等，对河道护岸的生态环境进行恢复。这些技术措施均能够增强堤岸的稳固性，促使河水有效补给地下水，有助于维持整个生态系统的良性循环。在护岸类型设计中，应充分考虑河道坡面形式，合理确定护岸结构形式，并选择好建筑材料，以达到节约工程成本与保护生态环境的双重目的。

2.2 生态河道的规划设计方案

2.2.1 规划设计的总体思路

在生态河道规划设计中，要明确以下总体思路：

（1）工程确认。根据生态河道规划区域和作业范围，进行工程立项，对工程项目的可行性进行分析，明确工程的建设目标。

（2）调查研究。深入到工程所在区域进行实地勘察，勘察内容包括地形、地貌、地质、水文、生物等，适当扩大勘察区域面积，尽可能获取更加全面的勘察信息。将勘察信息带回到室内进行研究，如选取工程所在地的生物物种，结合所在地的水文地质情况，研究该物种的生活习性，分析影响物种栖息的环境因素，从而为保障工程区域范围内的物种完整性提供可靠依据。

（3）工程设计。设计者要根据类似生态河道设计方案，秉承因地制宜的原则，对本工程的生态河道进行规划设计。同时，设计者还要结合河道的具体情况，对规划方案进行创新和优化。

（4）实验验证。在实验室内验证工程设计方案是否具备技术可行性、经济合理性以及建设安全性，要求规划设计方案必须兼顾生态功能、美观功能和社会功能，能够妥善应对汛期和枯水期的水流变化，并有助于修复改善河道生态环境，形成优美的河道景观。

2.2.2 规划设计的具体方案

在生态河道规划设计中，网格结构是护岸常用的一种方案，因为这种结构更能体现出河道的整体生态性，如笼石生态型护岸、生态混凝土护岸、土工网复合植被护岸等等，这些生态型护岸的基本原理均为在硬性结构中预留出一定的空间，并制成生态网格形式的护岸，其中间有孔，并与坡面底部的土壤相接，可在孔内种植绿色植物，从而形成生态型护岸，它的主要特点是抗冲蚀能力强，护岸的缺口部位适宜动植物生长，对河岸的生态环境起到了一定的保护作用。为扩大栅格结构的应用空间，下面提出几种具体的规划设计方案：

（1）在对河道立式驳岸的设计中，可将封闭式的隔水砌墙改为栅格结构，具体方法是变立式为斜式，坡面从原本的直角改成65°～75°之间，并在坡面上预留出以下小孔径的栅格，同时结合地域的气候特点种植一些常绿植物、花卉或是灌木等，由此可充分体现出河道驳岸的生态性。

（2）对河道斜式护岸的规划设计中，较为常用的形式有两种，即混凝土砌石和附图中的网格结构，这两种形式的护岸均可改为栅格结构。

附图网格结构的护岸

在具体的规划设计中，应确保栅格空间疏密有序，可以混凝土砌石生态护岸面为主，在其上分出若干个栅格，要保证其大小的均匀性及布局的合理性，实际规格尺寸可按河道的水文水情进行设定，在较大的栅格空间内，可以种植乔木，较小的栅格内则可种植各类花卉或是灌木，避免出现附图中只有绿草的单一化局面。通过多种植物的交错布置，可增强河道景观的自然美感，并且还能为各类以水生生物为食的鸟类提供栖息的场所。

（3）直立式结构是水利工程建设中混凝土砌石的常见结构，这种河堤结构作业方便、适用性强，虽然可以有效保护农田和居民生活环境，但是却因结构自身的局限性，易造成河道渠道化，隔断河流生态系统与其周边生态系统的联系。所以，有必要对直立式结构河堤设计进行改进，根据河道水文的具体变化，可采取斜式堤岸与自然型堤岸相结合的设计方案。若该河段受水流冲蚀严重，则通过斜式堤岸设计有效减缓堤岸高度，自然型堤岸设计适用于水流冲蚀较轻的河段。在具体的规划设计中，要充分考虑工程的实际情况，通过设计间隔型的堤岸，以及增加亲水台阶或平台，使其满足保护生物物种多样性的需求。

3 结论

总而言之，生态水利工程的规划设计是一项较为复杂且系统的工作，由于水利工程涵盖的范围较广，为便于研究，本文以水利工程中较为重要的河道为对象，分析了生态河道的规划设计内容，随后提出规划设计的具体方案，期望通过本文的论述，能够对促进我国水利工程向生态化方向发展有所帮助。

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2017-02-10）

袁伟（1983-），男，四川资阳人，大学本科，工程师，研究方向：水利规划、水土保持等。