堤防工程生态治理分析
（郑红英 赵学辉）
摘 要：目前我国堤防建设进入了一个新的时期，堤防也从原来的一些功能进入到生态建设的过程当中，分析了以前存在的问题以及堤防生态建设的必要性，提出了一些建设生态堤防的对策。
关键词：堤防 生态 岸坡防护
一、生态堤防建设的现状
堤防最主要的功能就是防汛，但也有生态功能，以生态修复为目标的河道堤防建设注重人与自然和谐相处。建国初期我国堤防数量很少，上世纪七八十年代逐渐修了一些堤防，1998年大洪水以后，国家花巨资投入堤防工程建设，各地掀起了堤防建设的新高潮，但这些堤防工程多半是传统意义的水利工程，追求的基本上是经济效益和社会效益，而很少考虑工程对生态环境的影响，导致生态问题越来越突出，生态环境不断恶化。欧美和日本等一些发达国家在水环境治理上加大了力度，自然生态型堤防取得了很好的效果。20世纪90年代以来，德国、美国、日本等国拆除了大量60、70年代建造的钢筋混凝土护岸，建设生态型堤防已成为当代国际上一大趋势。
二、生态堤防建设概述
1.生态堤防的含义
生态堤防是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸水土循环的人工堤防。主要是通过扩大水面积和绿地、设置生物的生长区域、设置水边景观设施、采用天然材料的多孔性构造等措施来实现河道生态堤防建设。在实施过程中要尊重河道实际情况，根据河岸原生态状况，因地制宜，在此基础上稍加“生态加固”，不要作过多的人为建设。
2.生态堤防建设的必要性
过去城市堤防建设，仅是加固堤岸、裁弯取直、修筑大坝等工程，满足了人们对于供水、防洪、航运的多种经济要求，但没有从发挥河流自然生态、休息娱乐、景观、提升城市形象等综合功能的角度来考虑。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。
这些堤防工程给人们带来了巨大效益，但同时也极大地改变了城市河流的结构和功能，造成一些生态环境问题。
城市生态堤防设计已引起了全国水利工程界的普遍关注，堤防设计要考虑河道生态，接近自然景观，不破坏自然景观。考虑生物的多样性与城市景观多样性之间的关系，为不同生态习性的动植物创造不同的生态环境以实现动植物的多样性。最大限度地发挥生态环境综合效益，促进人与自然共同可持续发展。
3.生态堤防的原则
在自然条件下，生态堤防在生态的动态系统中具有多种功能，主要表现在：①成为通道，起着是调节水量、滞洪补枯的作用。堤防是水陆生态系统内部及相互之间生态流流动的通道，丰水期水向堤中渗透储存，减少洪灾；枯水期储水反渗入河或蒸发，起着滞洪补枯、调节气候的作用。传统上用混凝土或浆砌块石护岸，阻隔了这个系统的通道，就会使水质下降；②过滤的作用，提高河流的自净能力。生态河堤采用种植水中植物，从水中吸取无机盐类营养物，利于水质净化。③能形成水生态特有的景观。堤防有自己特有的生物和环境特征，是各种生态物种的栖息地。
因此生态堤防以保护创造生态良好的生存环境和自然景观为前提，应满足河道功能河堤的稳定要求，在考虑具有一定强度、安全性和耐久性的情况下，并降低工程造价；尽量减少刚性结构，把河堤由过去的混凝土、浆砌石、人工建筑改造成为水体和土体、水体和植物或生物相互涵养、适合生物生长的仿自然状态的护坡。尽量采用自然的材料，避免二次环境污染；布置建筑物时考虑人们的亲水要求。把水、河道与堤防、河畔植被连成一体，在充分利用自然地形、地貌的基础上，建立起阳光、水、植被、生物、土壤之间互惠共存的河流生态系统。
4.生态堤防建设效益
生态堤防建设改善了水环境的同时，也改善了城市生态、水资源和居住条件，并强化了文化、体育、休闲设施，使城市交通功能、城市防洪等再上新的台阶，对于优化城市环境，提升城市形象，改善投资环境，拉动经济增长，扩大对外开放，都将产生直接影响。
三、堤防建设的生态问题
堤防是水陆生态系统内部及相互之间生态流流动的通道，以往堤防建设中没有注意到这个问题，大多采用人工混凝土河堤或浆砌石垂直断面型式河堤，只考虑了工程效益，即泄洪排水功能，基本没考虑生态功能，为保护城市安全，河堤逐年加高，河流完全被人工化、渠道化；人工与自然比例不协调。从而伴随着堤防建设的不断推进，生态问题也不断出现，主要表现在如下几方面：
1.对天然河道裁弯取直
天然河流是蜿蜒弯曲、分叉不规则的，宽窄不一、深浅各异，在以往的堤防建设中，过多地强调“裁弯取直”，堤线布置平直单一，使河道的形态不断趋于直线化，岸坡坡脚附近的河床深潭一般也被填平，深潭、浅滩不复存在，导致整个河道断面变为规则的矩形或组合梯形断面，使河道断面失去了天然的不规则化形态，从而改变了原有河道的水流流态，对水生生物产生不良影响。
2.追求保护面积的最大化
以往的堤防设计往往追求最大的保护面积，堤线紧靠岸坡坡顶布置，导致河槽变窄，河漫滩也不复存在，从而失去了原有天然河道的开放性，使生物的生长发育失去了栖息环境。
3.现场施工无序
堤防施工对生态环境的破坏，主要表现在施工时对施工现场、料场、弃渣场的简单处理，工程竣工后，施工现场的施工道路没有恢复到施工前的状态，道路边坡、陡坎未能进行必要的防护处理，引起岸坡冲刷失稳。护岸施工时修筑的围堰没能及时清除，导致水土流失，河床淤积。料场、弃渣场使用后，缺少必要的整治和生态修复，导致场地沟壑纵横、土壤裸露、杂乱无章，引起水土流失，破坏了原有的生态环境。
4.对岸坡的硬质化处理
对岸坡的处理，以往一般多采用“硬处理”，也就是采用大片的干砌石、浆砌石或混凝土护坡，忽视生态的防护措施的研究和应用，护岸是水陆生态系统内部及相互之间生态流流动的通道，阻隔了这个系统的通道，就会使水质下降，岸坡防护工程对生态系统影响最大，因为水陆过渡地带是水生植物的发育地，水生动物的栖息、产卵、觅食地，所以对生态环境的影响尤为严重。W型漩涡泵
四、解决堤防生态问题的对策
要彻底解决目前堤防建设中的生态问题，除了要有政策和资金保障外，重视生态堤防的设计和施工是极其重要的。下面从设计、施工角度谈几点解决生态问题的对策，供有关职能部门参考。
1.堤线和堤型的选择
堤线布置及堤型选择河流形态的多样化是生物物种多样化的前提之一，河流形态的规则化、均一化，会在不同程度上对生物多样性造成影响。
堤线的布置要因地制宜，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。
另外，在有条件的地方尽可能使堤线离开岸坡坡顶，一方面可保证足够的行洪断面和堤身的稳定，另一方面也可保持岸坡的天然形态并保护岸坡的天然植被，一般不宜紧靠岸坡坡顶布置堤线，这样刻意追求保护面积的最大化，对岸坡稳定会产生不利影响，也会改变河道的天然形态，使河道渠化，对生态环境造成不利影响。
堤型的选择对生态的影响是很大的，所以，合理选择堤型至关重要。选择堤型时，要结合场地及周围环境因素，通过多方案比较，择优选用。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。筑堤材料宜优先选用当地材料，在有条件的地方，一般多采用比较生态的土堤堤型，以便于堤坡的植草绿化，使堤内外生态环境协调，避免过多地采用直立的钢筋混凝土和浆砌石堤型，这些堤型与周围环境欠协调，同时在一定程度也影响堤内外的空气交换。
2.河流断面设计
自然河流的纵、横断面也显示出多样性的变化，浅滩与深潭相间。
3.岸坡的防护
第一，尽可能保持岸坡的原来形态，尽量不破坏岸坡的原生植被，局部不稳定的岸坡可局部采用工程措施加以处理，避免大面积削坡，导致全堤段岸坡断面统一化；
第二，尽可能少用单纯的干砌石、浆砌石或混凝土护坡，宜采用植物护坡，在坡面种植适宜的植物，达到防冲固坡的目的，河道坡岸植物重要的功能之一就是保持土壤，即固土护坡。在河岸坡面上的土壤侵蚀一般包括3个基本过程：①坡面土壤表层被雨水溅蚀、动物踩踏或机械耕作后疏松和破坏；②疏松土壤被坡面径流冲刷和搬运；③滑坡或崩塌导致的块体运动。从上游侵蚀到下游沉积，不同的立地条件表现不同的侵蚀方式。最终土壤流失是侵蚀力和土壤抗侵蚀力相互作用的结果，坡岸植物通过机械效用和水文效用减弱侵蚀力或增强抗侵蚀力而保持土壤。
第三，尽可能保护岸坡坡脚附近的深潭和浅滩，这是河床多样化的表现，为生物的生长提供栖息场所，增加与生物的和谐性。
因此，岸坡防护工程的设计应从强调人与自然和谐的生态建设要求出发，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种多样。
4.对已建堤防作必要的生态修复
由于认识和技术的局限性，以往修筑的一些堤防，尤其是城市堤防对生态环境产生的负面影响是存在的，可以采用必要的补救措施，尽可能减少或消除对生态环境的影响。以“修”复为主，杜绝“整改”，尽量不破坏河岸原有的植物。
五、结语
在城市防洪规划设计中，应充分认识城市河道具有自然功能和社会功能两重属性。随着人们对生态问题的认识不断深入，一些解决堤防建设生态问题的新技术、新方法不断出现，为解决生态问题提供了技术支持。在选择防洪工程措施时，应充分考虑河道景观、生态的要求，在河道走向、河道断面、护岸工程、河滩地利用、堤顶处理等多方面采取措施。只要政府部门足够重视，并出台相应的政策、法规、规程、规范，处理堤防建设的生态问题将会逐步得到解决和完善。W型双级漩涡泵
参考文献
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[2] 魏山忠，堤防工程施工工法概论[M]，北京，中国水利水电出版社，1999
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[4] 李 远，安树青，生态学方法在海堤防护中的应用 [J]，南京大学学报(自然科学)，2004，2
作者简介
郑红英(1976-),女，2001年毕业于沈阳农业大学，专业水利，学士学位，注册水利造价工程师，现就职于朝阳市水利建筑勘测设计院，职称工程师，主要从事水利工程规划、设计等工作。
赵学辉(1977-)，男，2001年毕业于沈阳农业大学，专业水利，学士学位，注册水利造价工程师，现职务：朝阳市水利建筑勘测设计院总工程师，主要从事水利工程规划、设计等工作。
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