试析水利水电工程生态堤防的建设

赵心宇

摘要：水利水电工程发展速度快，防洪与灌溉都会产生较高的经济效益。在水利工程发展过程中，逐渐出现生态环境问题，因此通过建设生态堤防的方式，处理好各类环境问题，保证生态环境与社会经济能够共同发展。此次研究主要是介绍生态堤防的建设问题，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：水利水电工程;生态堤防;经济效益

长期以来，在建设水利工程堤防时，多关注河流保障航道通畅、防洪度汛等效益，因此在设计与建设阶段仅仅关注结构安全与工程经济性等问题。采用人工方式加固河流堤岸，开展河流截弯取直、堤防修筑等措施，会造成河流周边的生态环境与生态平衡的各类问题。在堤防设计与建设时，应用大量非环保型建筑材料，例如钢筋混凝土和大块石等，严重影响河流与河岸的泥沙土壤的自然交换。此外，建设堤防大多会造成了河流两岸的植被、砂石、河滩等自然生态系统的破坏，影响河道生态平衡，河道生态功能作用遭到削弱，生态链亦会受到干预而变得脆弱。所以河道工程建设中必须注重堤防设计的生态性，建设生态堤防来维护河流周边植被与生态的平衡，产生工程的生态效益。

1、水利水电工程对生态造成的影响

1.1  对水质的影响

以水库为例，在完成工程建设后，水库蓄水使库区内水位上涨，过水断面增大，库区内河道水流流速下降。而流速降低会产生水温分层的现象，一方面会降低水气界面交换速率，影响水体的复氧能力，另一方面会使污染物在水体中聚集，扩散迁移受到一定限制。因为这两方面原因导致了水体自净能力受到影响。

1.2  对水生生物的影响

因修筑河道堤防、水库等水利水电工程，改变了河流的河岸、水流状况，会对河流的水生生物有各种影响。例如采用钢筋混凝土或者浆砌块石结构的河道堤防，往往会占用原有的河滩地，在水位消落范围内由原来的柔性河岸变为硬质河岸，对鱼类、螺蛳等各类生物的繁殖有一定影响。而修建水库则会阻断鱼类洄游，改变下游水温也会使原来的河道生态系统出现变化。

1.3  对陆地生态的影响

水利水电工程建设期间，会破坏区域内水土，不仅会影响土地的质量与营养成分，引发水土流失灾害，还会影响区域内水质量，极易产生水污染问题。正是存在此种现状，陆地生物的生存环境遭到破坏。部分水利水电工程建设需要迁移当地的物种，动植物离开长期生存环境，会明显降低生活质量，还会对迁移目的地的生态环境造成影响，出现严重的生态失衡问题。

2、生态堤防的设计与建设

2.1  堤线与堤型选择

为了确保堤防周边生物物种多样化，必须合理布设堤线和堤型，确保河流形态的多样化。在布置堤线时，注意维持河流湖泊的自然形态，保留或恢复湿地、浅滩。部分区域可以使堤线后退，这样既可保证行洪断面的充足性，维护堤身稳固性，又可以营造河道的天然形态，保护岸坡植被。堤型选择也会影响周边生态，因此在选择堤型时，应当充分考虑到环境与场地因素，采用多种方案比较法，选择最佳方案。不仅要确保工程渗流安全与结构稳定，还应当采用生态恢复与保护技术，选择新型柔性护岸材料，为营造良好的生物生长环境。

2.2  岸坡防护

（1）     注重保留岸坡原有形态，避免破坏岸坡植被。局部需要采用工程措施进行加固处理的岸坡，应避免大面积削坡，避免断面型式单调统一。

（2）     减少硬质护岸结构型式，例如混凝土、浆砌块石等结构，多应用柔性护坡方式，例如应用挺水植物种植在常水位消落区域，常水位以上种植草皮、灌木、乔木等，以此固定坡岸。

2.3  优化设计生态护坡

第一，土工格室护坡。此种护坡方式是将网格均匀铺设并填充土壤，通过三维土工格室结构固定土壤，并喷播草籽等生态基材。格室结构可使松散的土壤结构变为整体，加强整体结构的抗拉强度，增加土壤的抗冲刷能力，降低水流对护坡土壤的侵蚀。喷播生态基材在网格内，形成植被后可以进一步抵消坡面冲刷，保护坡面土体，减少土壤流失量，以此降低坡面的水侵蚀影响。

第二，植草联锁块护坡。联锁块结构因其结构特点能较好地适应护坡一定程度上的变形，且能在结构孔洞中种植护坡植物，为生物提供栖息场所，同时具有较好的防冲性能。该类护坡技术的特点在于减少水流冲刷时，同时可以有效保护生态环境，起到环境美化作用。

第三，石笼填石型护坡。此种技术是通过铁丝网组成箱笼，将在箱笼内填充块石材料。选用钢丝作为方格网的防护材料，确保铁丝的空隙度，填充部分材料，以此加强变形能力。当坡体地基发生沉降时，材料会存在于箱笼内，通过自我调整措施确保平衡性。石笼型护坡适用于流速较快的河道，同时因为结构中有较大的孔隙，透水性能好，体形较小的生物能从中通过，横向通过性好。

第四，生态袋型护坡。生态袋采用聚丙烯制作无纺布，经过烧结处理后可以形成袋子。通过应用该类生态袋，可以基本防止水土流失。制作生态袋时混合草籽、肥料、保水剂，使用滤网进行包裹后填充至袋中。按照护坡实际需求，将其制作为护坡。该类护坡技术的抗老化能力、透水性、抗紫外线能力均比较强，且施工操作技术比较简单，无需使用大型机械，施工成本比较低。施工完成后，生态袋中的草籽可通过袋面孔洞生长，具有一定的生态性。

第五，护坡土壤固化剂。这是一种在土壤中添加固化剂，通过化学反应，改变土壤性质护坡处理形式。这种化学反应会使土壤中的水分子产生强大的吸附力，利用这种添加剂，吸附土质层的水分进而达到固化土壤的作用。这种固化剂最大的优点在于可以疏松河道内部的土壤，保护水生动植物的生存环境，又能固化表层土壤，防止表面水分流失。这样的护坡结构，可以在优化生态环境和保持水土方面达到共赢。

第六，生态基材。此种技术的材料包括精细热致木纤维、互锁的人造纤维、高分子聚合物和保水基、微孔颗粒、生长促进剂等，与种子混合后利用液力喷播方式施工，能在坡面形成一层均匀包裹种子的纤维植生毯。此种护坡型式适合平时水位较低，行洪时河道水位暴涨的河道边坡，具有较好的绿化效果同时有一定的抗冲刷性能。

3、结束语

综上所述，通过大量实践分析，可以提升水利水电工程的正确性认知，不断加强实践应用水平。对于水利工程设计人员来说，应当持续加强设计与建设能力，这样才可以联合实际需求，全面维护生态堤防的设计与建设质量，从根本上促进水利水电工程的建设发展。

参考文献：

[1]   欧徽彬.生态堤防设计在水利工程中的应用探讨[J].工程技术研究，2020，5（06）：235-236.

[2]   李淑珍.基于生态景观理念的河道治理与城市防洪工程设计——以额敏县城市防洪景观工程为例[J].水利水电技术，2019，50（S2）：133-137.

[3]   段红东，李发鹏，王建平，刘登伟.青岛大沽河生态堤防工程建设经验挖掘分析[J].水利经济，2019，37（06）：41-45+79+86-87.

[4]   钟鸣辉，范穗兴，杨沂，黄凌超.生态设计理念在飞来峡水利枢纽社岗堤加固工程中的运用[J].广东水利水电，2019，28（05）：1-4+21.

[5]   何丽.紫坪铺水库调度下的金马河防洪与生态堤防建设建议[J].中国水利，2017，25（09）：35-36+52.

[6]   胡鳳霞.水利工程对生态环境的影响及解决措施[J].科学技术创新，2011（11）：258-258.

赵心宇

摘要：水利水电工程发展速度快，防洪与灌溉都会产生较高的经济效益。在水利工程发展过程中，逐渐出现生态环境问题，因此通过建设生态堤防的方式，处理好各类环境问题，保证生态环境与社会经济能够共同发展。此次研究主要是介绍生态堤防的建设问题，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：水利水电工程;生态堤防;经济效益

长期以来，在建设水利工程堤防时，多关注河流保障航道通畅、防洪度汛等效益，因此在设计与建设阶段仅仅关注结构安全与工程经济性等问题。采用人工方式加固河流堤岸，开展河流截弯取直、堤防修筑等措施，会造成河流周边的生态环境与生态平衡的各类问题。在堤防设计与建设时，应用大量非环保型建筑材料，例如钢筋混凝土和大块石等，严重影响河流与河岸的泥沙土壤的自然交换。此外，建设堤防大多会造成了河流两岸的植被、砂石、河滩等自然生态系统的破坏，影响河道生态平衡，河道生态功能作用遭到削弱，生态链亦会受到干预而变得脆弱。所以河道工程建设中必须注重堤防设计的生态性，建设生态堤防来维护河流周边植被与生态的平衡，产生工程的生态效益。

1、水利水电工程对生态造成的影响

1.1  对水质的影响

以水库为例，在完成工程建设后，水库蓄水使库区内水位上涨，过水断面增大，库区内河道水流流速下降。而流速降低会产生水温分层的现象，一方面会降低水气界面交换速率，影响水体的复氧能力，另一方面会使污染物在水体中聚集，扩散迁移受到一定限制。因为这两方面原因导致了水体自净能力受到影响。

1.2  对水生生物的影响

因修筑河道堤防、水库等水利水电工程，改变了河流的河岸、水流状况，会对河流的水生生物有各种影响。例如采用钢筋混凝土或者浆砌块石结构的河道堤防，往往会占用原有的河滩地，在水位消落范围内由原来的柔性河岸变为硬质河岸，对鱼类、螺蛳等各类生物的繁殖有一定影响。而修建水库则会阻断鱼类洄游，改变下游水温也会使原来的河道生态系统出现变化。

1.3  对陆地生态的影响

水利水电工程建设期间，会破坏区域内水土，不仅会影响土地的质量与营养成分，引发水土流失灾害，还会影响区域内水质量，极易产生水污染问题。正是存在此种现状，陆地生物的生存环境遭到破坏。部分水利水电工程建设需要迁移当地的物种，动植物离开长期生存环境，会明显降低生活质量，还会对迁移目的地的生态环境造成影响，出现严重的生态失衡问题。

2、生态堤防的设计与建设

2.1  堤线与堤型选择

为了确保堤防周边生物物种多样化，必须合理布设堤线和堤型，确保河流形态的多样化。在布置堤线时，注意维持河流湖泊的自然形态，保留或恢复湿地、浅滩。部分区域可以使堤线后退，这样既可保证行洪断面的充足性，维护堤身稳固性，又可以营造河道的天然形态，保护岸坡植被。堤型选择也会影响周边生态，因此在选择堤型时，应当充分考虑到环境与场地因素，采用多种方案比较法，选择最佳方案。不仅要确保工程渗流安全与结构稳定，还应当采用生态恢复与保护技术，选择新型柔性护岸材料，为营造良好的生物生长环境。

2.2  岸坡防护

（1）     注重保留岸坡原有形态，避免破坏岸坡植被。局部需要采用工程措施进行加固处理的岸坡，应避免大面积削坡，避免断面型式单调统一。

（2）     减少硬质护岸结构型式，例如混凝土、浆砌块石等结构，多应用柔性护坡方式，例如应用挺水植物种植在常水位消落区域，常水位以上种植草皮、灌木、乔木等，以此固定坡岸。

2.3  优化设计生态护坡

第一，土工格室护坡。此种护坡方式是将网格均匀铺设并填充土壤，通过三维土工格室结构固定土壤，并喷播草籽等生态基材。格室结构可使松散的土壤结构变为整体，加强整体结构的抗拉强度，增加土壤的抗冲刷能力，降低水流对护坡土壤的侵蚀。喷播生态基材在网格内，形成植被后可以进一步抵消坡面冲刷，保护坡面土体，减少土壤流失量，以此降低坡面的水侵蚀影响。

第二，植草联锁块护坡。联锁块结构因其结构特点能较好地适应护坡一定程度上的变形，且能在结构孔洞中种植护坡植物，为生物提供栖息场所，同时具有较好的防冲性能。该类护坡技术的特点在于减少水流冲刷时，同时可以有效保护生态环境，起到环境美化作用。

第三，石笼填石型护坡。此种技术是通过铁丝网组成箱笼，将在箱笼内填充块石材料。选用钢丝作为方格网的防护材料，确保铁丝的空隙度，填充部分材料，以此加强变形能力。当坡体地基发生沉降时，材料会存在于箱笼内，通过自我调整措施确保平衡性。石笼型护坡适用于流速较快的河道，同时因为结构中有较大的孔隙，透水性能好，体形较小的生物能从中通过，横向通过性好。

第四，生态袋型护坡。生态袋采用聚丙烯制作无纺布，经过烧结处理后可以形成袋子。通过应用该类生态袋，可以基本防止水土流失。制作生态袋时混合草籽、肥料、保水剂，使用滤网进行包裹后填充至袋中。按照护坡实际需求，将其制作为护坡。该类护坡技术的抗老化能力、透水性、抗紫外线能力均比较强，且施工操作技术比较简单，无需使用大型机械，施工成本比较低。施工完成后，生态袋中的草籽可通过袋面孔洞生长，具有一定的生态性。

第五，护坡土壤固化剂。这是一种在土壤中添加固化剂，通过化学反应，改变土壤性质护坡处理形式。这种化学反应会使土壤中的水分子产生强大的吸附力，利用这种添加剂，吸附土质层的水分进而达到固化土壤的作用。这种固化剂最大的优点在于可以疏松河道内部的土壤，保护水生动植物的生存环境，又能固化表层土壤，防止表面水分流失。这样的护坡结构，可以在优化生态环境和保持水土方面达到共赢。

第六，生态基材。此种技术的材料包括精细热致木纤维、互锁的人造纤维、高分子聚合物和保水基、微孔颗粒、生长促进剂等，与种子混合后利用液力喷播方式施工，能在坡面形成一层均匀包裹种子的纤维植生毯。此种护坡型式适合平时水位较低，行洪时河道水位暴涨的河道边坡，具有较好的绿化效果同时有一定的抗冲刷性能。

3、结束语

综上所述，通过大量实践分析，可以提升水利水电工程的正确性认知，不断加强实践应用水平。对于水利工程设计人员来说，应当持续加强设计与建设能力，这样才可以联合实际需求，全面维护生态堤防的设计与建设质量，从根本上促进水利水电工程的建设发展。

参考文献：

[1]   欧徽彬.生态堤防设计在水利工程中的应用探讨[J].工程技术研究，2020，5（06）：235-236.

[2]   李淑珍.基于生态景观理念的河道治理与城市防洪工程设计——以额敏县城市防洪景观工程为例[J].水利水电技术，2019，50（S2）：133-137.

[3]   段红东，李发鹏，王建平，刘登伟.青岛大沽河生态堤防工程建设经验挖掘分析[J].水利经济，2019，37（06）：41-45+79+86-87.

[4]   钟鸣辉，范穗兴，杨沂，黄凌超.生态设计理念在飞来峡水利枢纽社岗堤加固工程中的运用[J].广东水利水电，2019，28（05）：1-4+21.

[5]   何丽.紫坪铺水库调度下的金马河防洪与生态堤防建设建议[J].中国水利，2017，25（09）：35-36+52.

[6]   胡鳳霞.水利工程对生态环境的影响及解决措施[J].科学技术创新，2011（11）：258-258.