堤防工程的规划设计与生态保护

【摘要】堤防是世界上最早广为采用的一种重要防洪工程。筑堤是防御洪水泛滥，保护居民和工农业生产的主要措施。河堤约束洪水后，将洪水限制在行洪道内，使同等流量的水深增加，行洪流速增大，有利于泄洪排沙。堤防还可以抵挡风浪及抗御海潮。本文作者结合对年的施工经验就堤防工程的规划设计与生态保护进行叙述。

【关键词】堤防工程；规划设计；生态保护

1998年大洪水后，为满足堤防工程设计和施工的要求，我国先后颁布了《堤防工程设计规范》和《堤防工程施工规范》，这两个规范技术重点是确保堤防安全，满足防洪的需要。规范的颁布贯彻，对于指导我国的堤防工程建设起到了重大作用。但这两个规范也存在着一定的局限性，主要是对于堤防工程的环境效应和生态补偿重视不够。在修建防洪堤时，我国只注重堤防本身的安全性与经济性，而不注重或不太注重修堤对生态环境的影响分析及采取相应的安全防护措施，对修建在堤体内的建筑设施的规定也有待规范。

１．生态环境保护于堤防工程中的重要性

随着科学进步，人们认识到水利工程对于河流生态系统可能造成不同程度的负面影响。这主要表现在以下两个方面：一是自然河流的人工渠道化，包括平面布置上的河流形态直线化，河道横断面几何规则化，河床材料的硬质化。二是自然河流的非连续化，包括筑坝导致顺水流方向的河流非连续化，筑堤引起侧向的水流联通性的破坏。从保护生态环境的高度，充分认识这种负面作用，积极采取工程措施和生物措施对于受损河流生态系统予以必要的补偿，维护水域生态系统的功能，是流域生态建设的重要任务之一。

从上世纪70年代开始，发达国家科技界和工程界针对水利工程对于河流生态系统产生的负面影响，提出了如何进行补偿的问题，在此基础上产生了河流生态恢复的理论与工程实践。如德国提出的“河流生态自然工程”，美国提出的“自然河道设计方法”，日、韩等国提出“与自然亲近的治河工程”理念。与之相对应，一些发达国家在河道整治工程和堤防工程设计施工规范中增加了有关河流生态建设的内容，或者颁布了专门的河流生态工程设计导则，如德国的《防洪堤》（DIN19712），该标准有一个很大的特色，就是很注重修建防洪堤对生态环境的影响分析及采取相应的安全防护措施，同时对修建在堤体内的建筑设施要求非常严格；英国的《河流恢复技术手册》；美国的《防洪墙、堤防和土石坝景观植被和管理导则》；美国陆军工程师团出版的《河流管理－河流保护和恢复的概念和方法》和《河流恢复工程的水力设计》；澳大利亚水和河流委员会出版的《河流恢复》。这些方面的经验均值得我们借鉴。

近年来，我国部分地区在进行防洪建设和河流整治工程中，已经采取了一些新技术和新材料，尝试河流的生态建设，比如采用生态型护坡技术，堤防绿化措施等。但是对很多问题的认识比较片面、模糊或高度不够，缺乏系统的理论和应用技术指导，在设计和施工中缺乏标准和依据，迫切需要有关技术规范和技术导则的支持，使河流整治工程建设更具科学性和规范化。

2.现代化堤防工程

随着社会经济的不断发展，人们对水利工程建设有了新的要求，在考虑水利设施安全经济的同时，着重提出了生态景观的需求。城市现代化防洪堤工程应与生态与环境保护相结合，防洪安全的同时考虑改善城市生态环境及城市居民的休闲。有这样要求的堤防工程区别于以往的仅以防洪安全考虑的堤防工程，符合人与自然的和谐发展，称其为现代化堤防工程。

城市建设的不同方面对河道有着不同的要求。这些要求在许多方面存在着矛盾，特别是防洪与生态、景观、用地的矛盾尤为突出。随着社会经济的不断发展，人们对河道的治理提出了更高的要求，除了防洪保安之外，开始关注水域的生态系统，以及河流的自然景观。因此，治理河道不仅要满足防洪要求，还要能够满足人们对亲水和景观方面的要求。

2.1规划原则

堤防工程规划设计中，应进行工程经济效益和环境效益分析，权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系，即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估，改变现行的单一经济技术评估指标体系。在进行堤防工程的规划时，应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中，按照“河流生态廊道”的范围，进行统一规划、设计和建设。

进行工程勘察时，除常规的水文、地质的测量勘察外，还要补充相关范围的生态系统的调查，重点是生物群落的历史与现状调查。

2.2设计原则

在堤线布置时，应尽可能保留江河湖泊的自然形态，保留或恢复其蜿蜒性或分汊散乱状态，即保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩。堤防间距的确定，应遵循宜宽则宽的原则，要处理好行洪和生态保护要求与土地开发利用之间的矛盾，河槽和河漫滩不仅要能满足设计洪水行洪要求，还要保持一定的浅滩宽度和植被空间，为生物的生长发育提供栖息地，发挥河流的自净化功能。

堤型的选择原则除满足工程渗透稳定和滑动稳定等安全条件外，还应结合生态保护或恢复技术要求，尽量采用当地材料和缓坡，为植被生长创造条件，保持河流的侧向联通性。

河流断面设计时，应按照自然河道纵、横断面的多样性变化特征，尽量避免河床的平坦化，采用非规则断面，浅滩与深潭相间。有助于增加与生物的亲和力及与自然风景相协调。

岸坡防护工程的设计应强调人与自然和谐的生态建设，采用与周围自然景观协调的结构形式，在满足工程安全的前提下，确保生态和景观的护岸形式多样性。在典型的岸坡防护结构中，应尽量使用具有良好反滤和垫层结构的堆石及多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构，尽可能避免使用硬质不透水材料，如混凝土、浆砌块石等，为植物生长，及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。

在城市水域整治的景观建设中，应强调保留江河湖泊天然的美学价值，应更多注重生物栖息地建设，避免将水流置于过多的亭台楼阁等混凝土与砌石形成的人工环境之中。水利工程设施要造成一种人与自然亲近的环境，现代的城市景观设计，应更多注重生物栖息地建设。

工程施工时，应强调施工期对生物栖息地进行保护和恢复，避开动植物发育期进行施工。对特殊区域的物种，在施工期要采取相应的辅助保护措施。采料场开挖后应进行适当处理，以满足美观和环境方面的要求，应合理设置排水、平整地形和改善有利于植被生长的条件。料场区应进行植被恢复，与周围景观相一致。

3.结语

堤防工程不仅要满足防洪的需要，同时还必须注重生态的保护，我国的不少水利工程很少能做到两者兼顾。但是随着我国经济的发展和人民生态保护意识的提高，人与自然和谐相处的理念的不断深入人心，相信在不久将来，人们会对生态保护工程重视起来。[科]