生态水利工程存在的问题及思考

李丹霞

（湖南省水利水电勘测设计规划研究总院有限公司深圳分院，广东 深圳 518100）

0 引 言

长久以来，传统的水利工程建设使河流连续性遭到破坏、生境破碎化、水文过程均一化，导致后期河漫滩湿地退化，对水生态系统造成严重的破坏。21世纪，人类已经从根本上改变了世界各地的河流。根据数据，近百年来，全世界大部分的河流上都修建了4000 个水坝，这些水坝的高度都在15m 以上，800,000 个小水坝存蓄了河水中的10,000m3，相当于世界上河水量的5 倍。这些水利工程在保证人民群众的正常生活和生产生活中起到了很大的作用，并取得了明显的经济效益和社会效益。然而，大规模的水利水电开发，特别是过分的开发，使河川的水文状况发生了明显的变化，并对河川的生态环境造成了明显的负面影响。因此，如何有效地预防和缓解水利建设对流域生态环境的影响，是一个不容忽视的重要问题。

2003 年开始，我国开始出现生态水利工程的概念，2005 年国家提出在保护生态基础上有序开发水电。生态水利逐渐得到行业人士认同，它是对传统水利工程的补充和完善。在未来的水利建设中，既要兼顾生态环境的健康与经济发展，又要考虑到水资源的健康和可持续发展，生态工程是可持续生态系统的设计方法，它将人类社会与自然环境相结合并使双方受益。如今从国家可持续发展的战略高度，习近平总书记提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思想，统筹水灾害防治、水资源节约、水生态保护修复、水环境治理，更加注重尊重自然、顺应自然、保护自然，更加突出节约优先、保护优先、生态优先，以指引治水取得历史性成就[1]。文章从生态水利工程入手，从设计的角度出发，用一个工程案例结合生态水利设计，提出了一些问题，并从生态水利设计、施工、管理方面提出了一些思路以供参考。

1 工程概况

深圳某防洪达标工程整治起点位于一自然村，终点位于入海口处，工程防洪标准采用50a 一遇，堤防工程确定为2 级，主要建筑物为2 级，次要建筑物为3 级。要求防洪达标整治工程在完成防洪任务的同时，要达到“一河两岸、一山一海、景点延伸、提高人民福祉的目标”。工程通过清淤疏浚、河道拓宽、堤岸加高、阻水桥涵拆除重建等措施，对河道进行防洪达标整治。结合现场的条件，河道断面分别采用梯形断面、矩形断面及复式梯形断面等多种断面型式；河道护岸结构采用三维土工网植草护坡、格宾挡墙、连锁式水工砌块护岸等多种结构型式。

2 生态方案

在项目方案中，其主要的技术难题如下：增加河道的水生态系统稳定和多样性、提高河道水景观文化观赏性。尊重自然框架、改善游客体验、实现经济、环境可持续发展。这就要求综合技术手段建设生态护岸和堤防。在红树林生态保护以及消落区生态融合（红树、半红树）的具体的设计过程中，经过对河道地断面情况的调研、分析后，拟定了如下措施：①对于沿河树木植被良好、红树林集中生长的河段的临河侧岸坡要尽可能保留自然驳岸、河滩湿地等自然生态系统，仅对坡脚采用进行加固，比如采用断面型式为仿松木桩+干砌石、生态种植槽护脚+植被混凝土边坡；②堤顶高程未达到防洪标准的在植被外侧进行加高、培厚，堤顶设巡河路以及绿带；局部树木阻碍行洪的，可以进行移植；③沿河地形狭窄、房屋较多或有基本农田分布的河段，为缓解工程占地的矛盾，针对条件允许的区域可采用绿化效果好的生态砌块挡墙，堤身采用加筋土结构分层填筑；针对条件不允许的可采用混凝土直立挡土墙，墙顶设花池，种植垂钓植物对墙面进行绿化，墙后设巡河道；针对局部低洼地区的铁皮房进行搬迁。

3 材料对比

根据深圳已建工程经验，从防洪实施效益、投资等综合分析比较，本工程选择沿河两岸的用地、空间、建筑物型式，分段选择护坡护砌材料。坡式护岸包括上部护坡与下部护脚，上部护坡的结构型式主要有植物、土工合成材料、生态网格、绿化混凝土、干砌石、浆砌石、混凝土等。下部护脚部分的结构型式主要采用抛石、石笼等，护岸材料对比表见表1。

为试验不同结构生态混凝土护坡，在滨海咸潮河流岸坡生态修复中的适应性及效果。本次根据河道实际岸坡地质、植被、水流条件按四种护坡类型分布如下。

A 型格宾挡墙+草皮护坡、B 型生物基质混凝土护坡并播撒草种+混凝土预制槽、C 型保留原有岸坡及植被，采用仿木桩和干砌石进行护脚、 D 型生态砌块挡墙。

4 植被混凝土施工技术流程及注意事项

施工技术流程如下：①清理坡面→②挂网锚固→③植被混凝土生态基材配备→④拌合干粉物料→⑤植被混凝土喷植→⑥无纺布覆盖→⑦养护管理

施工时注意事项如下：

1）为保证植被混凝土与边坡基面的连接紧密度和自身强度，植被混凝土施工应采用干喷施工工艺,喷播由空压机送风。从坡面由上至下进行喷植，先基层后面层，每次喷植单宽、高度合适后，基层与面层的喷植应间隔几个小时。

在喷浆之前首先检查坡面上的浮土、草皮、树根及其它杂物是否已经清理，确认后用水对坡面喷淋，以增强喷射植被混凝土基材与基面连接紧密，再进行试喷试验，调节水灰比，然后进行喷浆施工；基层最好喷护厚度10cm 左右；喷射打开之前，应先送风、后开机最后给料，喷射结束时应待喷射料喷完再关风。

2）控制措施：基层喷射混凝土可一次喷至设计厚度，不需分层喷植；喷射过程中，喷嘴距坡面控制距离，保证喷射速度适宜，以利于植被混凝土的压实；喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽量获得最大的压实力和最小的回弹；喷植中，喷射头输出压力不能低于0.1MPa； 喷射采用从上而下，先喷凹陷部分，再喷凸出部分；喷射移动最好采用“S”形或螺旋形移动前进。同时及时清除受喷面上的砂囊或下垂的植被混凝土，以便重新喷射。

3）面层喷植：基层施工结束后对面层喷植，一般控制在3 ～4h 内；表层喷植厚度为2~3cm；表层在喷护之前需坡面上喷一次透水，确保基层和表层的粘结；采用近距离实施喷播，以保证草籽播撒的均匀性；喷播采用从上而下的方式，单块宽度要做好控制。

喷植结束以后两天内，在基材表面需加盖无纺布，无纺布的主要作用是起到保墒、控温，提高植物种子出芽速度，同时防止植物种子被风吹走和被飞禽啄食，大大提高植物种子出芽率和成活率。如若有移栽灌木，此部位无需覆盖。无纺布应紧贴坡面并固定好、防止风吹。

养护管理主要内容是喷灌洒水、病虫害防治和局部修复；水份补充采取微喷灌方式进行，幼苗生长期禁止出现缺水现象，发现病虫害，及时防治，因施工、养护等其他原因造成的小部分班秃现象，及时修复。养护期间需要注意植物种子的出芽均匀度和出芽率，在局部出芽不齐和没有出芽的坡面位置要进行补植。养护管理分为苗期养护与生长期养护两个阶段。苗期养护为施工结束后的第0-90d，生长期养护一般为坡面喷射施工结束后的第91-365d。

5 项目实施前后对比

其整治前生态环境参见图1。

根据不同区段进行设计，与周边环境及规划理念相协调，同时结合河道及周边现场实际情况，通过构建河道景观节点，改善河道水环境及景观，整治后其生态环境见图2。

图2 整治后生态环境

6 生态水利工程在设计、施工、管理方面的一些思考

1）生态水利工程设计的指导性设计规范缺乏。首先，我国区域差异较大，所以在实施生态水利工程时必须进行适当的调整。针对不同地域的不同，要实现生态工程的建造，就必须遵循生态工程的基本原理。在进行河川地貌与地域规划时，应充分考虑特定的规范与互用性。既要确保工程的经济性、安全性，又要兼顾区域河段的动态变化，并不断总结出行之有效的实践经验与方法，以维持河道的生态修复能力。其次，由于我国幅员辽阔，各区域之间存在着很大的区域差异，所以，必须对各区域的地理特征进行合理的分析，以流域为基础单元，并将其与当地的水文、地质条件相结合。但目前，国内有关生态水利建设的法规体系尚不健全，多数规范仅适用于传统的水利建设。

2）生态水利工程过程设计与传统水利工程的缺乏协调。在进行生态水利项目设计时，必须对其进行细致的生态运行分析，以达到将其与传统水利工程相结合的目的。生态水利建设与传统水利建设相比，仍有许多不同之处，在目前的水利建设基础上必须将其与传统的水利工程有机地结合起来，强化两者的协同运作，强化生态理念的融合。我国目前的生态水利项目建设中，许多设计者对生态环境的控制工作认识不足。在对河流的改造设计中，就必须要进行全面的规划，准确把握河流自然本底特征、经济社会发展需求和生态环境保护要求，坚持“一盘棋”，处理好上下游、左右岸、干支流的关系，通过前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局、制定相应的方案，制定相应的对策，整体性推进，来满足目前的生态水利建设的需求。在具体的设计中，必须要将传统的设计思想与现代的技术相结合，要解决河道改造中的水生动物和动植物的问题，布置好相应的植被，将地方原本的生态规律摸清楚，然后再进行相应的保护。避免对生态环境造成的破坏，同时避免对经济造成的损失。因此，在对河流的改造设计中，就必须要进行全面的规划，并且根据这一点来制定相应的方案，制定相应的对策，来满足目前的生态水利建设的需求。

3）加强设计理念的转变。21 世纪初，国家启动以“三大河流”综合治理为标志的生态修复工程，取得显著成效：黄河连续23a 功能性不断流，黑河尾闾居延海再现湿地景观，塔里木河下游生态输水复流至台特马湖，树立了人类促进生态系统修复的经典成功范例。水利建设是建立在生态基础之上的，要考虑到各个方面的因素，不能因为经济的增长而破坏生态。要把生态环境中的各个因素进行合理组合，进行治理和建设。首先就要引入生态化的理念到设计方案，将生态化的技术应用到工程中。

4）加强对工作人员的培养力度。首先，各有关部门应积极引入教育思想，以培养生态水利工程人才，提升相关人员的专业素质。同时，要借助现代信息技术，搭建一个国际交流平台，为从事生态水利建设的专业人员提供良好的学习环境。其次，要加强有关工作人员的思想教育，以激发有关人才参与水利项目建设的积极性，防止人才流失。生态水利工程设计主管部门要进一步加强对设计人才的环保知识的培训、环保观念的培养，促使设计人才的环保设计观念发生变化，从而为生态水利工程的发展提供思路导向。只有如此，才能提高生态水利的设计水平，加速我国的生态水利工程的设计。

5）生态水利的管理和持续性发展。生态水利工程的施工建设完成,正式投入使用后,需要根据生态规律做好水资源的调节与控制,避免出现强制破坏区域生态规律的情况。通过引进河湖长制度，以各级党政领导同志为主体的河湖管理与保护的体制创新，落实健全责任明确、协调有序、监管严格、保护有力的江海治理体系，为河湖生态环境的健康发展、生态功能的可持续利用提供了制度保障。河湖长制实行以来，成效显著。长江七大流域，黄河，淮河，海河，珠江七大流域，通过实行“流域治理+省级河长制”，20 多个省份建立了跨省界的河湖联防联控机制，不断探索建立横向生态补偿机制，设立了联合河长湖长，持续开展联合河长湖长，坚持开展联合巡查执法，从而形成了河湖管理保护强大合力。各地各部门要以此为突破口，从系统的角度对其进行治理，以不断改善河湖水质，生态管理提供持续性发展。

7 结 语

党的十八大以来，党中央作出大力推进生态文明建设的战略决策，并将生态文明建设写入党章。生态水利工程在生态文明建设中占据重要位置，全面提升生态环境治理现代化水平，坚持系统思路，不断加强投入生态保护修复，着力提升生态系统质量和稳定性，对推动区域经济持续发展方面有积极意义。