堤防工程设计几点体会

堤防工程设计几点体会 张曦 摘要：河流治理工程可以使人们更好地利用河流，产生经济效益，但同时也带 来一些不利影响，严重时人们不得不考虑将河流重归“自然化” 。随着越来越认 识和尊重自然规律，人们发现只有通过河流综合管理，河流利用、河床演变以 及河流生态三方面才能达到协调和统一。本文总结我国近年来中小河流治河经 验，提出了河流综合种防洪工程设计新思路。河流防洪工程规划应遵从以下三 个原则：1）防洪工程在发挥传统的防洪功能之同时，应兼顾河流的生态健康。 2）增加河水在陆地上的流动时间，增加河长和降低流速；维护河道生态健康； 3）保持和恢复河流的自然景观。 关键词：河流防洪工程，堤防设计，生态健康 1 引言 一直以来，河流综合治理都是关乎国计民生的大事，如防洪、发电、航运、 淡水养殖等对国民经济的增长做出了很大贡献。河流和滨河水域既是鱼类的栖 息地，也是人们娱乐和休闲的好去处。随着社会的发展，为了满足人们对水和 土地资源的需求，人们规划设计河道防洪工程时，将河道进行渠化治理，尤其 在城市段和风景区的防洪工程缺乏全局考虑、仍然沿用上世纪五六十年代的堤 防设计思路，尤其是城市堤防建设，一般仅考虑防洪、航运等要求,进行堤岸加 固、裁弯取直、修筑丁坝，极少考虑发挥河流自然生态、休息娱乐、景观、提 升城市形象等综合功能。这些堤防工程虽然保障了社会安定，产生了巨大的社 会效益,但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。如 堤防对河岸带的侵占，严重破坏了岸边生态环境，片面强调防洪功能，采用大 量钢筋混凝土、块石建筑材料硬化渠道,两岸陡直,河流完全被人工化、渠道化， 淡化了河流的生态功能，破坏了自然河流的生态链和原有的生态平衡,导致生态 环境恶化,并阻碍人与水的和谐共存。对河床演变和河流生态产生了不利影响， 人们不得不考虑将河道重归“自然化”。近年来，人们认识到只有通过河流综 合治理，河流利用、河床演变和河流生态景观三者之间才能互相协调。 2、堤防工程建设的几点体会 近年来，根据水利部和省政府等相关主管部门对2008 年上牺牲中小河综 合流治理规划批复意见，近两年，我院承担并完成了大量的中小河流治理中 防洪工程，在回顾以往的堤防设计过程，发现工程设计存在以下几点体会： （1）防洪工程在发挥传统的防洪功能之同时，应兼顾河流的生态健康。 河流生态健康其内涵为在以往的河道堤防工程设计中，设计人员通过水文计 算，推算出不同频率年的洪水流量，根据河道现状，确定行洪宽度和堤防高程， 其中难免存在出现人水争地的现象，尤其在河道城市段。导致防洪工程大多采 用以重力式挡墙等硬护岸，割断河道主槽和漫滩间的天然联系，大大降低了天 然河道的蓄洪、滞洪能力，继而带来一系列的小水大灾、红树林和漫滩的消减 退化，乃至消亡，破坏河道生物多样性。使天然河道丧失原有的行洪输沙、降 解污染物的能力。 建议在河道防洪工程设计过程中，应根据河道天然状况，合理利用原有的老 岸坎，陡坡、崖壁、漫滩，构建立体式河道防洪工程，尽可能少占，或者不占 河道漫滩。尤其在城市段，避免因城市用地紧张，而出现“人进河退”等违背 河道自然规律的现象。尽可能利用天然河流系统构建城市滨河景观带，将城市 河道打造成具有净化空气，需纳城市暴雨洪水、涵养城市地下水资源。 （2）堤防的加糙措施 过去堤防建设，在人们的印象中，江河堤防是保护人民生命财产安全的屏障， 它用没有生命的躯体保护着生命，是清一色由灰白组成的冷色调。一般仅考虑 防洪、航运等要求,进行堤岸加固、裁弯取直、修筑丁坝，极少考虑发挥河流自 然生态、休息娱乐、景观、提升城市形象等综合功能。 河流是生命的载体，为各种水生生命提供栖息地。增加河水在陆地上的流动 时间可以为水生物种提供更多的栖息地，并有利于人们对河流的利用。滩地和 滨河湿地的生物多样性之所以很高是因为它们处于水陆交界地带。可以通过延 长河道或降低流速的方法来实现这个目标。而河道渠化、河岸硬化、裁弯取直 和清障减糙等工程不符合这个原则。弯曲是河流的本性，将蜿蜒的河流改成顺 直违背了河流的本性。裁弯取直集中了水流能量，引起河道冲刷和河岸侵蚀， 导致河道不稳和破坏水生栖息地，不符合河道自然规律。 河道渠化涉及那些用来控制洪水、提高过水能力、开发和维持航运以及控制 河岸侵蚀的工程，包括加宽河道、重新规划河道、硬化河岸、筑堤以及加固原 有的渠道或新建渠道等，疏浚和清障工程也属于渠化工程。渠化对河流地貌和 生态都产生不利影响。用混凝土硬化河道和河岸的做法违背了原则一，光滑河 岸相对于自然河岸糙率要小很多，导致近岸流速提高，威胁河岸和大堤安全。 人们已经认识到光滑河岸不利于防洪安全，一些地方为控制近岸流速，将大石 块镶嵌在光滑护岸上以增加河岸糙率。 对于河流生态，河流的管理应该降低河流流速。河流清障减糙与此原则相违 背。另外，河流的阻力建设十分重要，阻力分布决定河流纵剖面和河床的稳定 性。河流上游阻力增大，流速降低，尖而高的洪峰变得低平，大大降低下游洪 水威胁。2007 年嘉陵江洪水陡长陡落，许多大船因为河水陡落而搁浅。如果加 大河道阻力，当地洪水就不会陡长陡落，下游防洪压力也会减小。同时，河流 栖息地更加稳定，适合度指数也将增加。 （3）堤防的绿化 绿化是建设江河堤防防护体系的组成部分，主要包括堤内护堤林、堤外防浪 林、植物护坡、水源及灌溉等工程，目的是在非硬护范围内合理布设植物防护 措施，确保堤防免受践踏、冲刷等破坏，为堤防作用的有效发挥提供保证。江 河堤防绿色防护工程一直是水利绿化的重要组成部分，也是我省水利绿色通道 建设的主要工程。渭河、汉江、以及延河堤防工程建设伊始，省水利厅就提出 建设一流堤防、配套一流绿色防护体系的目标，并对两江堤防的绿化进行了专 项设计，要求在设计理念上考虑生态建设与自然景观的和谐，美化、绿化与文 化的统一。西安、咸阳在总结堤防绿化经验和充分论证的基础上，实施了大规 模的堤防绿化建设。 堤防绿化不同于街道绿化和大地造林，其土质主要为生土，土壤肥力低，且 施工战线长。因此，地方绿化建设应开展前期实验工作，针对不同的河道堤防 列堤防绿化试验段，并组织有关专家进行了充分的考察和论证，在批复的堤防 绿化设计中对工程总体布置、工程措施、植物措施、施工管理与维护和工程概 算等都进行了详细阐述，为其科学施工提供了可靠的依据。 3 结论 总之、在新一轮的中小河流治理的过程中，尤其是堤防工程，应遵循河流 的自然规律，结合流域综合治理规划，在