浅析水利工程建设中生态护岸设计

樊志红

(上海宝川水利设计有限公司，上海 201999)

1 生态护岸的理念

生态护岸是指岸坡水体、土体、生物之间能互为良性影响，滨岸带生物生存环境能自然衔接，具有防洪、生态、景观、自净功能的一种河道建设结构形式。因此，生态护岸首先要具有透水性能，保证水的交换和调节功能；其次应以斜坡式为主，以保持不同种类生物和植物对不同水深的需求，保证生物的自然衔接，满足河道滨岸带生态系统的稳定和健康发展。

生态护坡技术是基于水土保持学、生态学、水利工程学和生物科学等学科的基本原理，利用植物及植物与工程材料相结合的方法，在边坡上构建具有生态功能的护坡系统，通过生态工程的自我支撑、自我组织与自我修复等功能，实现边坡的抗冲蚀、抗滑动和生态修复，以达到减少水土流失、维持坡面植物生存环境、提高坡面动物和微生物栖息地的质量、营造健康的河流生态系统和改善人居环境等的目的[1]。总而言之，生态护岸建设就是在实现护岸防洪作用的同时，建设各群落适宜的栖息地。

2 建设生态护岸的必要性

在护岸设计方面，要注意与自然结合，确保其实用性的发挥，达到治理河流的目的[2]。即使是发达国家，也要考虑很多生态环境因素，因为只有对生态的理论进行实践，才会产生不可估量的经济效益和社会效益。生态护岸的建设是防洪排涝，满足人类的生存条件的需求；是创造动植物及微生物适宜的栖息环境，保证生物链稳定发展的基础；是改善水环境，提高水安全，发展水文化的必要条件；是改善环境，提高人们生活水平的重要措施。

3 生态护岸建设现状及存在问题

在堤防建设中，传统的钢筋砼及块石挡墙的建设虽然有效地达到了防洪安全、节约土地的目的，却改变了河道护坡的自然属性，阻断了水土交换的通道，割裂了水陆系统的联系，河流周围的生物自然生长环境、河岸与河流之间的生态平衡就因此受损。人类的活动侵占了植物生长空间，影响了动物、植物、微生物的生态平衡。人为的干预直接影响了河流的自然环境，导致河流的生态功能无法正常发挥。

3.1 规划受限

河道蓝线是河道建设的依据。作为城市规划的一部分，河道蓝线规划不可避免地会与其它规划发生冲突。由于河道效应的长期性及滞后性，河道建设完成后并不能马上发挥其所有的效果。在寸土寸金的城市，当水域与绿化、建筑、公共设施等各项用地指标发生矛盾时，当河道蓝线规划与城市控详规发生冲突时，河道往往是被迫妥协让步的那一方，经常会发生河道改道、河道缩短、河口缩窄等情况。规划的受限，为生态护岸的设计带来难度。

3.2 理解片面

生态护岸建设，是利用植物及植物与工程材料相结合的方法，在边坡上构建具有生态功能的护坡系统。有些人却片面地认为，没有任何结构材料的纯土坡才是生态护岸。土坡与植物的结合是河道的自然状态，若不进行人工干预建设，经过河水的长期冲刷后，会出现河坡坍塌、河底淤积、河口线外移等现象，不利用河道的防洪、调蓄，也不利于土地的合理化利用。只有在河坡上进行合理的建设，才能实现河道的可持续发展。

3.3 意识薄弱

生态护岸建设是一项长期工程，涉及面较广，不仅是相关工程技术人员和分管领导的职责，也和人民群众的观念意识密切相关。只有当周边居民的生态及环保意识足够，违章搭建，围垦种菜，乱扔垃圾等现象不再发生的时候，建成的工程才能发挥其应有的效益。

4 生态护岸的设计思路分析

4.1 设计原则

在生态护岸设计中，我们需要改掉轻绿色重经济发展的狭隘想法，而是要加强落实绿色发展、平衡发展、科学发展的观念。据此，我们在生态护岸建设中必须遵守下面五个原则。

4.1.1 安全原则

护岸设计首先要考虑它在防洪排涝方面的重要作用。我们在设计生态护岸时，首要的原则就是防洪安全，并且要确保设计的合理，以此来保证堤防建设的生态效应。

4.1.2 整体原则

在对河道堤防进行设计时，我们要在安全原则的基础上，考虑整体性原则。合理地利用一些跨学科的原理，例如：现代水利生态学、环境科学、工程学、生物学以及美学等。

对于工程建成后带来的经济效益以及社会效益，我们必须将目光放得长远一些，要充分考虑周边的经济社会发展水平及环保要求，并结合自然发展规律，在河流生态系统的平衡基础上，再根据当地的河流的原生条件设计出具有特点的自然和谐的生态护岸。

4.1.3 自然原则

在提出和应用生态学的条件下，堤防建设的发展在很大程度得到促进。我们在对护岸进行设计的过程中，必须要考虑自然因素的影响，尊重大自然的动态平衡。设计人员须进行实地踏勘，结合地质勘探资料及生态环境要求，提出设计理念。在规划设计中，须保护现有生态环境，这不仅仅是对生态理念的实行，也是对可持续发展原则的贯彻。我们尤其需要注意河湖本身的结构形态的演变历史，顺势而为，设计时应根据实际情况因地制宜地设计，才能使河道呈现出各自不同的特点，同时也能避免人力财力物力的浪费。

4.1.4 生态原则

生态护岸设计就是坚持生态治水，发展良好的人水共融环境，这也是它的目的所在。满足人类防汛防洪的要求是最根本的，但也要满足生物的生存需求。总之，我们不能由于人类的需要，就去破坏其他生物的生存环境和繁殖空间。

4.1.5 亲水原则

水系是人类生存环境的重要组成部分，尤其是在城市中，水系直接反映着城市人居环境的质量，影响着城市形象和地位。河道护岸设计时，应考虑人类亲水的需求，在确保居民安全生活的基础上，可建造湿地、栈桥、湖心岛、亲水平台等设施，给当地居民提供人性化的活动和娱乐场所，提供接近水面的观赏水景的机会，实现“人水和谐”的目标。

4.2 平面布置

在建设水利工程时，要对自然环境的特点进行考虑，河流的特点就是自然环境的特点。一般而言，河流形态的特点是多种多样的，所以，我们在护岸设计时首先要选择合适的平面线型。河道的平面布置原则上应按照河流、湖泊的自然特点去设置。换句话说，对河流的曲折、原始分支做到尽可能不变的设计，这样就可以维持江河湖泊的生态系统的稳定[3]。

4.3 断面设计

在自然情况下，河流的断面是不规则变化的，宽窄深浅程度不一。在护岸设计过程中，需要借助河道本来的特点来构建堤防，河道设计断面型式一般有以下几类：

4.3.1 斜坡式断面

斜坡式断面能保证滨岸带生物的自然衔接，有利于岸坡生态的稳定发展，是生态护岸的最佳断面型式。目前工程中应用较多的一般有以下3类护坡材料：覆土类结构，多孔隙结构，笼系结构。

4.3.2 复合式断面

对于没有足够空间的河道，河道断面一般考虑复合式结构。根据工程经验，生态石笼由于其箱体可塑性较强，且相互之间易于搭接，可解决较大的高差问题，目前在复合式断面的生态护岸材质中占有较大的优势，应用较广。

4.3.3 改建型断面

对于已经建成并且安全使用中的硬质护岸(钢筋砼及块石结构)，当其有生态、景观等方面的需求时，需对其进行经济合理的改建。在设计中，一般可保留其下部结构，将原有挡墙拆除上部结构至常水位左右，再结合适当的土工材料，形成新的整体，最后在表面种植各类植物，使其在结构、生态和景观方面均满足要求。

4.4 绿化设计

河道的绿化设计一般包括陆域绿化、岸坡绿化和河底绿化。在条件允许的地方，也可结合自然环境，建立人工湿地、河流小型博物馆和河流水生态公园等。河道的绿化设计在满足生物多样性原则的同时，因地制宜地选择和设计适合当地生长的乡土物种及群落。发挥植物净化空气、减弱噪音、减尘、改善小气候、防风改善生态环境的作用，以利于形成良好的河道生态链。

5 结语

江河湖泊是水资源的重要载体，具有不可替代的资源功能、生态功能和经济功能。城市河湖是城市发展的基础，是城市水系统的重要组成部分。水系作为城市的生态载体，直接反映着城市人居环境的质量，影响着城市形象与地位。从当前堤防建设的实情来看，生态护岸的建设还处于一个起步阶段，土地的受限、理念的误区、材料的质量问题、投资经费的限制、长效管理的困难等情况还较普遍，我们还需要不懈的努力，生态护岸的建设才能得到发展。

[1]汪洋，周明耀，赵瑞龙，等.城镇河道生态护坡技术的研究现状与展望. 中国水土保持学报[J]. 2005.3(1):88-92.

[2]王春青.城市堤防工程设计问题及加固技术探讨[J].科技创新与应用.2015(27):197.

[3]张愿会，王新华，张波奇.水利工程堤防防渗施工技术思考[J].珠江水运.2016.22:81-82.