孟影影

（山東新匯建設集團有限公司，山東 東營 257091）

水資源作為國民經濟發(fā)展的重要基礎，自古至今一直是國家發(fā)展的重大項目［1］。傳統(tǒng)的水利工程雖然能夠滿足人們生活發(fā)展的要求，但只是盲目的只考慮經濟的發(fā)展增長，未能注重河流水域的生態(tài)性方面，不同程度的破壞了河流的生態(tài)系統(tǒng)，造成環(huán)境問題日趨嚴重。目前，我國的生態(tài)水利工程發(fā)展還處于起步探索階段，就目前的情況而言，河道的生態(tài)治理中，依舊未能全面多角度分析解決問題，沒有做到因地制宜，設計模式相對比較單一［2］。

1 生態(tài)水利工程學概述

1.1 生態(tài)水利的發(fā)展理念

1）尊重自然，河流地貌是歷經千百萬年的演化而形成的，與周圍的環(huán)境已經建立起了自然平衡的狀態(tài)。所以水利工程在建設的過程中應當遵循尊重自然的理念，盡可能不破壞原有的河流地貌形態(tài)，保持原有的生態(tài)平衡。對于已建的傳統(tǒng)水利工程，如若對周圍的環(huán)境造成了破壞，在保證安全的基礎上可對其重新設計和建設，修復受損的河流生態(tài)。

2）水資源共享，水資源的平衡作為生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的根本，維系著該區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展。傳統(tǒng)的水利工程目前所面臨最嚴峻的問題即人類過度開發(fā)水資源，導致地下水位顯著下降，破環(huán)了原有的生態(tài)平衡。所以，合理地開發(fā)利用水資源，在保障生產生活經濟發(fā)展的前提下，更因該注重人與生物的水資源共享。

3）可持續(xù)發(fā)展的理念需要明確水資源的儲量、水資源的承載能力，結合當地的經濟、社會發(fā)展狀況，然后再對水資源進行優(yōu)化配置、開發(fā)利用，把水資源合理的分配到生產生活的各個領域?？沙掷m(xù)發(fā)展的理念不僅需要做到合理的規(guī)劃和分配，更需要完善后續(xù)的監(jiān)督管理。

4）生態(tài)修復，需要結合生態(tài)系統(tǒng)的特點以及人為治水的目的，再進行合理的機構設計。目前常用的生態(tài)修復技術包括：生物-生態(tài)修復、生物修復、環(huán)境修復等。

1.2 生態(tài)水利工程學的基本原則

基本原則主要包括五點：第一，工程安全性和經濟性原則；第二，河流形態(tài)異質性原則；第三，生態(tài)系統(tǒng)自設計、自恢復原則；第四，景觀尺度及整體性與微觀設計并重原則；第五，反饋調整式設計原則［3］。

2 基于生態(tài)水利工程的河道治理

2.1 傳統(tǒng)河道治理與生態(tài)河道治理對比

傳統(tǒng)的河道治理形式比較單一，堰壩與水庫隔斷了上游與下游之間的聯(lián)系，同時在建造的過程中往往只追求經濟利益，忽視生態(tài)功能，導致深潭與淺灘交替布局的現象消失，上游與下游的河流同質化。生態(tài)河道治理與傳統(tǒng)河道治理的區(qū)別如表 1所示［4］。

表1 生態(tài)河道治理與傳統(tǒng)河道治理的區(qū)別

2.2 生態(tài)河道設計內容

1）河道的平面設計，在河道規(guī)劃設計的過程中，排洪泄洪是最基本的要求，在此基礎上應該根據河道地形地貌以及層次的變化、寬窄曲直進行合理的規(guī)劃。同時在設計的過程中還要盡可能加強河流上、下游之間的連續(xù)性、減少差異；。盡可能拓寬河面，一方面能夠加強汛期河道的泄洪能力，另一方面還能擴大滲水的面積，強化對地下水的補給。

2）河道斷面設計，斷面結構決定著水流速度，影響水流形式。生態(tài)河道斷面的設計重點在于在河流經過不同位置時，水位均能滿足要求。即在高水位洪水時，對周邊的農田和居民不會產生威脅，在低水位時依舊能夠滿足農田和水生物的需求。目前復式斷面更加符合河道生態(tài)性的要求，所謂的復式斷面，將常水位以下設置為梯形或者矩形斷面，常水位以上設計緩坡或二級護岸。

3）河道河床、護岸形式，在河道的治理中，對河床的建設相對較少，一般情況僅僅是修建堰壩或者橡皮壩。目前，常用的護岸形式主要有柵格、生態(tài)砌塊等，這些防護受到的共同特點均是孔隙率較大，易于植物的生長，進而通過植物的根系增強堤岸的堅固性。對于生態(tài)護岸，最為重要的問題是選材以及構造物的形式，材料決定了護岸的效果，而構造的形式則需要根據當地的實際情況進行選擇。

4）生物利用，河道的設計除了形式上的設計之外，還應該關注生物的利用，通過借助親水性的植物以及微生物來凈化水體。同時親水性生物的引進也恢復了水體中生物的多樣性，借助微生物形成生態(tài)圈進一步改善了河道的生態(tài)環(huán)境。

3 生態(tài)河道工程的實踐應用

新型柵格結構是網格結構的一種優(yōu)化，其原理網格結構相似，即在構造性結構上留有空間，孔與坡面的土質相連，通過在孔中種植植物，而形成生態(tài)護坡。但由于網格結構在空間上容易受到限制，且多適用于河道堤岸。而柵格結構進一步優(yōu)化，將立式駁岸有封閉式隔水砌墻改為格柵結構，坡角變緩，大概在70度左右，同時坡面預留柵格，以便種植植物。

護城河現有的溢水結構為梯形，高低水位之間的落差較大、連續(xù)性較差，堰壩上植物生長性較差，鑒于這種情況將溢水構造優(yōu)化為柵格斜面式，在空間內部填充砂石，并種植蘆葦等水生植物。當水位下降時，一部分水量會儲存在柵格結構的內部，滿足植物生長的需要，植物也不會因為缺水而枯死。

對于親水平臺的優(yōu)化主要體現在將直立式的砌墻結構改為斜面柵格結構，除此之外在人行道上也預留斜面柵格。當遇到汛期水位較高時，柵格空間可以讓水向更深層處流動，確保此時不會破壞砌堤的柵格空間。原河道采用的是矩形混凝土隔水凹槽結構，四面均可以認定為隔水面，這樣設計就相當于形成了一個獨立的儲水系統(tǒng)，不僅加劇了泥沙的淤積，而且阻斷了河道與周圍的生態(tài)聯(lián)系。因此可以在河床底部、靠近兩岸親水平臺側修建格柵結構的箱狀構造物。從河岸到虹吸，分別設置高低不同的擋土墻，在河道內種植等水生植物，形成一個區(qū)域的生態(tài)圈，能夠自我凈化。河道橫斷面圖以及平面設計圖如圖1所示。

4 結語

本文基于生態(tài)環(huán)保的理念，歸納了生態(tài)水利主要有尊重自然、水資源共享、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)修復四項發(fā)展理念。揭示了傳統(tǒng)河道設計中存在的缺陷，并對河道的平面、斷面、河道河床、護岸以及生物的利用等方面進行了優(yōu)化設計措施，最后基于生態(tài)水利工程的理念提出新型柵格結構設計方案，并將該方案應用于實際的工程中。