生态堤防设计在水利工程中的应用探讨

欧徽彬

（海南省水利水电勘测设计研究院，海南 海口 570203）

在水利工程的建设中，堤防所发挥的作用是十分广泛的。一方面，堤防肩负着加固河道堤岸的作用；另一方面，堤防有着良好的防洪能力和河道治理的作用，能够有效促进航运的安全性。目前，人们的环保意识越来越高，各行各业都在争相进行可持续发展的建设，水利工程的建设也不例外，而生态堤防就是实现水利工程建设可持续发展的一个有效途径。生态堤防所发挥的生态作用，能够促进水生植物和水生动物的生存环境的改善，实现水利工程的健康和可持续发展。由于我国的水利工程生态建设起步比较晚，尚处于发展阶段，因此，要达到发达国家的水平，还有很长的一段路要走。

1 生态堤防的含义和相关内容

生态堤防和传统意义上的堤防不同，它不仅要满足传统堤防对水利工程所发挥的功能，同时还要兼顾在保护生态环境方面的作用。生态堤防涉及水利工程和生态学两个大方面的内容，为了满足水利工程的使用要求，同时也为了促进生态环境的良好发展，生态堤防对设计和建设提出了更高的要求。

传统堤防无非就是对河岸进行加固和修复，以满足航运、防洪的目的，而生态堤防则要求其满足传统堤防功能的同时，也还要满足生态方面的需求。为了满足这一需求，就必须对堤防进行生态型设计，将传统的水利工程建设和生态系统的恢复相互结合，以实现对当地环境的保护，进而满足可持续发展的要求。

2 生态堤防建设的必要性

在以往的堤防建设过程中，人们往往比较重视堤防对水利工程的航运、防洪作用，因为这些作用直接关系到人们的生活和生产活动，而对生态环境的保护却往往很容易忽略，使得水利工程周围的生态恶化，对人们的影响极大。以往常见的水利工程做法就是通过对河流堤岸进行加固，把河流截弯取直再建设堤岸等方式，很少考虑到河流两岸的生态环境，使得河流两岸的生态恶化，带来不可挽回的生态损失。特别是建筑取材的时候，大量的钢筋混凝土的应用、河道取砂，使得河道以及两岸的水土流失严重，对水生植物和动物的生存环境造成了很大的改变，人工河堤对自然环境的干预使得河流的生态遭到破坏，虽然有一定的经济效益，但是其难以发挥出相应的生态效果。

传统水利工程的建设对生态环境的影响主要表现在以下两个方面：（1）传统的堤防为了满足其水利工程航运、防洪的作用，往往需要建设规则的斜坡，使得其能够抵御洪水的冲击，这样一来，不规则的河道便被修整得规则，河道两岸的滩涂、植被清理干净，取而代之的是钢筋混凝土的河道，原有的生态栖息地遭到了破坏，这样的河道对河流中的植物和动物的生长十分不利。（2）在水利工程的建设过程中，为了经济方面的需求，常常需要对弯曲的河道进行截弯取直，直线的建设模式使得河流两岸的生态遭到了严重的破坏，甚至影响到河流两岸的人们的生产活动。因此，要想促进生态环境的和谐发展，满足人们的生态需求，对水利工程进行生态建设是十分必要的，生态堤防的建设则很大程度上能够满足其生态方面的需求。

3 生态堤防设计的基本原则

3.1 生态性原则

生态堤防的设计与传统的堤防存在较大差异，在设计的时候要特别注意设计各个环节之间的流程。对于堤防之间的间距要充分结合河流的设计情况进行设计，预留合适的间距为河流的河水流淌提供必要的空间，同时，能够为河道中的水生动植物的生长提供有利的环境，在很大程度上保留河道两岸的植被，进一步保障了河流的生态系统的完整性，使得其生态自我修复能力得到大大提升，确保水利工程的生态环境能够实现可持续发展。

3.2 多样性原则

水利工程作为保障民生的基础工程，其主要的作用还是通过水利工程为人们的生活建设和经济建设提供便利，为社会的发展做出贡献，但是这不应建立在破坏生态的基础上。生态堤防兼顾生态保护的作用，自然就不可避免地要对生物多样性进行保护，因此，在进行生态堤防的设计时，要充分地对河流的水文情况进行考察，对河流的生物多样性进行调查，并结合调查结果，在充分保障河流多样性的基础上进行设计，确保当地的生物都能够很好地生存，切实保障生物多样性不被破坏，为生态系统的稳定提供有力保障，实现可持续发展的目标。

3.3 全面性原则

水利工程的建设目的是为人们的生产和生活提供便利，这是水利工程的第一目的，因此，传统观念下进行生态堤防设计的时候，很容易就忽视了对周围生态环境的保护，使得生态恶化的现象屡屡出现。而生态堤防的设计要对其生态功能和经济功能统筹兼顾，一方面要满足人们的经济建设的需要，另一方面要重视生态效果的建设，对生态系统的自我修复能力进行全面的评估，并结合评估效果，规划出合理的建设方案，在不破坏生态修复能力的前提下，进行经济方面的水利建设。

4 生态堤防的设计要点

生态堤防的设计牵扯到水利工程和生态学两个大的方面，要想使得二者充分结合，不可避免地要对设计过程中的要点进行分析，下面就常见的要点进行分析。

4.1 堤形和堤线的设计

对堤防进行设计，是要在充分考虑河流形态的基础上进行设计，考虑到每条河流的形态都不尽相同，在进行设计的时候，做好堤线布置以及堤形的确定是十分有必要的，这两点设计应当根据河流的自然形态来确定，充分利用河流的自然蜿蜒，能够有效保护河流的生态环境。特别是在进行堤形设计的时候，一方面要考虑到其渗透性，使得其稳定性能够得到可靠的保障，另一方面还要考虑其生态性，避免影响到生态系统的自我修复。每两个堤防之间的间距还要进行合理的控制，避免无法满足河流泄洪的需求和生态的需求。

4.2 河流断面生态设计

在自然状态下的河流，由于其多变性和复杂性，导致其断面的形状复杂多变且不规则，河道随意性也比较大。因此在进行河流断面设计的时候，要充分对河流的实际情况进行考察，充分了解断面的信息，并根据其特点来进行断面的设计，确定堤防的构造。针对不同的河流特点，进行生态堤防设计的时候，要对以下两个要点做好充分的调查；（1）对河道的功能做好定位，根据定位要求来进行设计；（2）对堤防附近的土地资源做好科学的规划和防护，避免后期在施工的时候，对周围的土地造成污染或者是资源浪费。目前常见的断面设计方式是复式断面，这种断面方式能够对河流中的生物多样性进行有效的保护，同时还兼备了防洪的功能，一举两得。

4.3 生态护坡的设计

生态护坡对生态堤防而言是至关重要的一部分，护坡一般都处于水陆交接的地带，能够有效地对堤防进行加固，同时还发挥着生态的作用。为了减小水利工程对生态环境的破坏作用，避免原有河流的动植物种类和数量受到水利工程建设的影响，在进行护坡的设计时，要特别考虑到生态多样性的保护，同时要结合实际河流的情况来选择合适的护坡设计方式，尽可能保留原有河流两岸的风貌和生态系统。为了满足生态方面的需求，水利工程中采用的混凝土一般都是渗透性比较强的混凝土，这种混凝土被应用在护坡中能够给河流的水生动植物提供相对舒缓的生存空间，尽可能地保护生物的多样性，同时还满足了护坡结构的强度方面的要求。

4.4 生态景观设计

由于原生的江河湖周围都会形成一个原生的自然景观，在水利设施建设以后，原生的自然景观遭到破坏，失去了其原生态的观赏价值。为了弥补这一方面的生态需求，有必要对因为建设而破坏的景观进行弥补。因此，在进行生态堤防设计的时候应当充分考虑到生态景观的设计，使其能够和自然景观融为一体。在景观植物的选择方面，要尽量选择当地原生的植物，使得其能够很好地相互融合，一方面弥补了生态景观的不足，另一方面为当地的动物提供了良好的栖息环境，对生态多样性的保护效益非常大。对于原有的水体景观，可以考虑利用水体进行再营造的方式，使得能够最大程度还原原生的生态环境，这样一来，对生态环境的益处是非常大的。

5 结束语

从我国各地的水利工程生态堤防建设情况来看，和发达国家对生态的保护相比较，我国的水利生态建设尚处于发展中，存在很多的不足之处，需要改进的地方还有很多。对于生态堤防的应用，可持续发展是第一原则，在设计的过程中，要遵循可持续发展的主线，促使水利工程的堤防向着生态化、科学化的方向发展，有力地对生态系统形成一定的保护，满足可持续发展的需要。生态堤防的建设是一项持续性的工作，在进行设计的时候，只有充分结合河流的实际情况，对堤防的断面、堤形以及生态护坡、生态景观进行设计，才能在满足人们对水利工程经济要求的前提下，最大限度地对生态环境形成保护。