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        淺析水利工程建設中生態(tài)堤防設計

        2017-03-02 13:54:48
        黑龍江水利科技 2017年4期
        關鍵詞:生態(tài)建設設計

        高 建

        (喀左縣凌河保護區(qū)管理局,遼寧 朝陽 122300)

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        淺析水利工程建設中生態(tài)堤防設計

        高 建

        (喀左縣凌河保護區(qū)管理局,遼寧 朝陽 122300)

        水利工程建設的目的是整治河流?,F(xiàn)如今,隨著新技術和新材料在水利工程建設工程中的應用逐漸增多,人們更加注重水利工程建設中的生態(tài)堤防設計。在一些加強河流的生態(tài)建設中,已經(jīng)可見一些生態(tài)型護坡技術、生物棲息地建設、 河流自然形態(tài)恢復、堤防綠化等融合了先進理念的技術和措施。這些均為我國生態(tài)堤防建設的發(fā)展起到了表率作用。文章從水利工程建設中生態(tài)堤防設計原則出發(fā),提出了水利工程建設中生態(tài)堤防設計思路,為協(xié)調(diào)好人類與自然界的關系做出努力。

        水利工程建設;生態(tài)堤防;設計;施工與管理

        一直以來,河道堤防設計的目的都是通過加固堤岸、裁彎取直等工程滿足人們對于防洪、發(fā)電或航運等多種經(jīng)濟要求[1]。而現(xiàn)今在可持續(xù)發(fā)展思路的推動下,建設生態(tài)河道已經(jīng)成為我國河道建設的一個大的方向。在河流生態(tài)治理中,生態(tài)堤防建設是恢復河流健康的重要舉措。同時,生態(tài)堤防建設有利于實現(xiàn)河流自然生態(tài)、水生動植物的生存繁殖、拓寬城市空間等綜合功能。當前各級河道的生態(tài)堤防設計還處于探索階段,還需要不斷的實踐貫徹生態(tài)堤防設計理念。

        1 生態(tài)堤防的概述及其基本原則

        1.1 生態(tài)堤防的概述

        生態(tài)堤防,實質(zhì)上,就是在原有堤防設計要求的基礎上,增加一項要求。堤防修筑,最根本的要求是對河岸實施修復以及加固,達到防洪防澇的目的[2]。而生態(tài)堤防,就是在對河岸實施修復以及加固時,盡量運用自然因素實施修筑。在此狀況下,生態(tài)堤防建設的結構就需要改變,且生態(tài)堤防建設的施工材料就需要尋求天然材料??傊鷳B(tài)河堤建設,其最終是建設出適合生物棲息,兼顧滿足抗洪強度要求的護岸。通常,生態(tài)堤防設計有3種類型,①自然原型護岸河堤。在河岸周圍種植具有喜水特性的植物(譬如柳樹、水楊、白楊、榛樹以及蘆葦、菖蒲等)保護河堤。這種生態(tài)堤防適合建于坡緩或腹地大的河段。缺陷是抵抗洪水的能力較弱。②自然型護岸河堤。將種植植被和石材、 木材等天然材料結合在一起應用,實現(xiàn)防洪護堤。該類型的生態(tài)堤防設計常常被用于較陡的坡岸或沖蝕較嚴重的地段。③人工自然型護岸河堤。在防洪要求較高、 腹地較小的河段中,常常采用此設計。此設計是在自然型護岸基礎上加用混凝土、 鋼筋混凝土等材料設置的隔擋進行建設的。人工自然型護岸河堤最大的優(yōu)勢是抗洪能力較強[3]。

        1.2 生態(tài)堤防設計的基本原則

        生態(tài)堤防設計要摒棄重經(jīng)濟發(fā)展輕綠色發(fā)展的錯誤思路,要牢固貫徹綠色發(fā)展、 科學發(fā)展、 平衡發(fā)展的現(xiàn)代發(fā)展理念[4]。因此,生態(tài)堤防設計,在筑堤過程中,必須遵循以下5項原則,才可確保其實用性。①安全原則。在生態(tài)堤防建設中,首項要求就是在滿足高堤防建設水平和建設標準的前提下,確保水域周邊居民的人身安全。因此,防洪安全是生態(tài)防洪建設的根本要求。②整體性原則。生態(tài)堤防嚴格意義上來講,是河流水生態(tài)系統(tǒng)空間的延伸。作為河岸景觀的一部分,生態(tài)堤防設計要考慮河流堤岸的整體性,并展示其特色[5]。③自然原則。所謂“自然原則”,就是在構筑堤防時,盡量不破壞水域自然環(huán)境特征。在河道景觀規(guī)劃建設中,將自然元素充分利用,最大程度的提升生態(tài)價值。④生態(tài)原則。生態(tài)堤防設計,之所以稱之為“生態(tài)堤防”,目的就是堅持“生態(tài)治水”,形成“人水共融”的良好環(huán)境。其根本是滿足人類防洪除澇的要求基礎上,也同樣滿足生物的生存需要。簡而言之,即不能因人類一方的需求而破壞水生動植物生息、繁衍空間。⑤親水原則。通過建設堤防,給當?shù)鼐用裉峁┮粋€人性化的活動和休憩場所,在保證居民安全的前提下給人們欣賞水景、接近水面的一個場所。

        2 提倡生態(tài)堤防建設的意義

        從傳統(tǒng)堤防建設的角度來思考,堤防建設屬于基礎設施建設工程,其建設的價值在于它所取得的強大的社會效益以及一些附屬經(jīng)濟效益。堤防建設的社會效益,即保護河流兩岸居民的生存安全;堤防建設的經(jīng)濟效益,即保障航道暢通。就其實現(xiàn)的社會效益和經(jīng)濟效益而言,堤防設計更多的偏向于實現(xiàn)這兩項價值,以至于忽略了河流周邊的自然生態(tài)環(huán)境以及河岸、河流之間的生態(tài)平衡問題。加之建筑堤防時,使用的建筑材料(大量塊石建筑材料、鋼筋混凝土、非綠色環(huán)保建筑材料等)不環(huán)保,最終促使修筑好的堤防周圍生態(tài)平衡被破壞[6]。這種堤防建設很大程度上減弱了河流的生態(tài)功能,也極大的破壞了自然河流的生態(tài)平衡。提倡生態(tài)堤防建設,最為突出的2點表現(xiàn)為:①規(guī)則的斜坡設計。在建設堤防之前,原有河道的生態(tài)平衡可以繼續(xù)維系。但是,一旦進行堤防修筑,河道兩岸自然景觀在一定程度上會遭到破壞,且為了最大限度上阻擋洪水的沖擊,一切設計均以堅固程度和防洪為目的。但是,生態(tài)堤防建設可以規(guī)避此類問題,兼顧兩邊,既能夠最大化的阻擋洪水,又能夠嚴防破壞生物的棲息地。②堤防建設,除了考慮其最終的實現(xiàn)功能之外,還需要考慮泄洪速度和降低施工成本。

        3 水利工程建設中生態(tài)堤防的設計思路

        3.1 堤線布置及堤型選擇

        在水利工程建設中,會考慮到堤防構筑的自然環(huán)境特點。而自然環(huán)境特點,就是河流形態(tài)的特點。一般而言,河流形態(tài)特點多樣,因此,生態(tài)堤防的設計,應該注重堤線布置及堤型選擇。堤線布置,原則上依照江河湖泊的自然形態(tài)設置,即對河道的蜿蜒、分汊原貌,盡量利用,如此,便能夠保護水域生態(tài)系統(tǒng)。堤型選擇時,符合兩項要求,①保證滲透穩(wěn)定和滑動穩(wěn)定;②能夠實現(xiàn)生態(tài)保護,并有利于生態(tài)恢復。另外,對于堤防間距也有一定的要求。為了避免洪水行洪和生態(tài)保護之間出現(xiàn)矛盾,堤防間距盡量放寬。

        3.2 河流斷面設計

        河流的自然狀態(tài)下,其斷面形狀呈現(xiàn)不規(guī)則變化,寬窄很隨意。同時,河流的淺灘與深灘并沒有相對固定的位置。因此,從河流斷面上來看,其特征以多樣化為主。因此,在水利工程建設中生態(tài)堤防的設計中,要根據(jù)河道斷面的多樣性變化構筑堤防。更具體一些來講,就是在設計、建設堤防時,要充分考慮以下3點:①考慮河道的主導功能;②考慮土地利用情況;③考慮河岸生態(tài)發(fā)展需求(嚴格通過計算機軟件和水力學計算方法得出確切的結論)。這樣所設計出來的堤防才能產(chǎn)生多樣化的生態(tài)景觀,形成多樣化的生物群落。同時,也符合親水原則。目前,生態(tài)堤防建設中,常常選用復式斷面,以此達到上述幾項要求,既不會阻隔生物群落的繁殖,又滿足了洪水位時泄洪的要求。

        3.3 岸坡防護

        在進行水利工程建設中生態(tài)堤防的設計時,河岸防護不可忽視。在河流系統(tǒng)周圍建設生態(tài)堤防,最關鍵的部分就是水陸交接的河岸防護結構。為了避免水利工程建設造成整體生態(tài)系統(tǒng)的破壞,以至促使原有的動植物種類、數(shù)量、灘涂類型等都發(fā)生根本性的改變,在岸坡防護系統(tǒng)的建設過程中,要謹慎。要根據(jù)實地的自然條件選用最恰當?shù)陌镀路雷o形式,用以保留原有河岸風貌。通常,水利工程建設會選用透水性較強的混凝土結構構筑生態(tài)堤防。透水性較強的混凝土結構的優(yōu)勢在于:①給浮游生物、植物、魚類、鳥類的生長和覓食、繁衍提供了生存空間;②河岸防護系統(tǒng)的儲水功能得以加強。與此同時,為了不影響河流側向聯(lián)通性能,會因地選材,選用緩坡結構完成堤防設計。

        3.4 周圍景觀建設

        在水利工程的生態(tài)堤防系統(tǒng)建設中,被建設的江河湖泊周邊具有一定的自然景觀,這些景觀形成了特定的自然環(huán)境,也體現(xiàn)了天然的美學價值。因此,生態(tài)堤防建設會將人工建設景觀和自然生態(tài)景觀很好的融合在一起。譬如,將生物棲息地等自然環(huán)境和亭臺樓閣等人工環(huán)境相結合,建立水生態(tài)公園、河流小型博物館等。

        3.5 水利工程生態(tài)堤防施工與管理

        水利工程的生態(tài)堤防系統(tǒng)建設,其施工具有一定的繁復性。工期越長,可能對堤防工程周圍的自然環(huán)境會造成負面影響。同時,人員方面,不注重對生物棲息地保護,也會對生物系統(tǒng)產(chǎn)生破壞。為此,嚴格管理水利工程生態(tài)堤防施工過程極為必要。為了嚴格管理水利工程生態(tài)堤防施工過程,需要做好以下4項工作:①選擇恰當?shù)氖┕r期。在生物發(fā)育期間,盡量不要安排施工。如若安排施工,需提前做好相應的保護措施,為周圍物種的自然生存和發(fā)展提供保障。②休整利用過后的料場區(qū)域。避免料場地形受損,影響周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。③合理設置排水,用以改善周圍植被的生長條件。④注重前期養(yǎng)護和后期管理。

        4 結 語

        綜上所述,從當前我國各地區(qū)堤防的實際情況來看,建設生態(tài)堤防還處于初級階段,還需要著力解決眾多矛盾。水利工程建設中生態(tài)堤防設計,需要符合其基本原則,并為推動堤防系統(tǒng)向著生態(tài)化、 合理化、 科學化、 長遠化的方向發(fā)展做出不懈的努力。加強水利工程生態(tài)堤防建設,是一項系統(tǒng)性的工作,也是一項循序漸進的工作。水利工程建設中生態(tài)堤防的設計,需要在堤線布置及堤型選擇,河流斷面設計,岸坡防護,周圍景觀建設以及施工與管理方面多加控制,才能既滿足城市防洪抗?jié)场?防災減災,又能更好地維持水利生態(tài)系統(tǒng)的完整性。

        [1]安忠偉,常志武.小型水庫輸水洞消險設計概述[J].黑龍江水利科技,2012(10):171-172.

        [2]楊志新,趙延生.小型水庫除險加固問題探討[J].黑龍江科技信息,2010(07):216.

        [3]杜江,王藤.小型水庫的輸水洞消險設計[J].科技創(chuàng)新與應用,2013(13):160.

        [4]林耀輝.小型水庫輸水涵洞除險加固設計[J].黑龍江水利科技,2013(08):146-147.

        [5]馬建華,邱錦輝,孫萍萍.中小型水庫設計與完建后管理應注意的問題[J].黑龍江水利科技,2014(12):249-250.

        [6]徐麗娜.淺談小型水庫除險加固設計注意事項[J].價值工程,2011(05):85-86.

        1007-7596(2017)04-0107-02

        2017-03-10

        高建(1982-),女,遼寧遼陽人,工程師,從事河道工程質(zhì)量監(jiān)督工作。

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