關(guān)于在堤防工程規(guī)范中增加生態(tài)建設(shè)內(nèi)容-建議

1、關(guān)于在堤防工程規(guī)范中增加生態(tài)建設(shè)內(nèi)容-建議            摘要：隨著科學(xué)進步，人們認識到水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成不同程度的負面影響。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是自然河流的人工渠道化，包括平面布置上的河流形態(tài)直線化，河道橫斷面幾何規(guī)則化，河床材料的硬質(zhì)化。二是自然河流的非連續(xù)化，包括筑壩導(dǎo)致順水流方向的河流非連續(xù)化，筑堤引起側(cè)向的水流聯(lián)通性的破壞。從保護生態(tài)環(huán)境的高度，充分認識這種負面作用，積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態(tài)系統(tǒng)予以必要的補償，維護水域

2、生態(tài)系統(tǒng)的功能，是流域生態(tài)建設(shè)的重要任務(wù)之一。  關(guān)鍵詞：堤防工程 規(guī)范 生態(tài)建設(shè)  一、我國堤防工程規(guī)范增加生態(tài)技術(shù)內(nèi)容的必要性  1998 年大洪水后，為滿足堤防工程設(shè)計和施工的要求，我國先后頒布了堤防工程設(shè)計規(guī)范（GB50286-98） 和堤防工程施工規(guī)范（SL260-98）。規(guī)范的頒布實施，對于指導(dǎo)我國的堤防工程建設(shè)起到了重大作用。但是這兩個規(guī)范也存在著一定的局限性，主要是對于堤防工程的環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)補償重視不夠。  隨著科學(xué)進步，人們認識到水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成不同程度的負面影響。這主要表現(xiàn)在以

3、下兩個方面：一是自然河流的人工渠道化，包括平面布置上的河流形態(tài)直線化，河道橫斷面幾 何規(guī)則化，河床材料的硬質(zhì)化。二是自然河流的非連續(xù)化，包括筑壩導(dǎo)致順水流方向的河流非連續(xù)化，筑堤引起側(cè)向的水流聯(lián)通性的破壞。從保護生態(tài)環(huán)境的高度，充分認識這種負面作用，積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態(tài)系統(tǒng)予以必要的補償，維護水域生態(tài)系統(tǒng)的功能，是流域生態(tài)建設(shè)的重要任務(wù)之一。  近年來，各地在進行防洪工程建設(shè)和河流整治工程中，已經(jīng)采取了一些新技術(shù)和新材料加強河流的生態(tài)建設(shè)。比如生態(tài)型護坡技術(shù)，堤防綠化措施等。但是這些技術(shù)經(jīng)驗還缺乏系統(tǒng)的總結(jié)，也迫切需要有關(guān)技術(shù)規(guī)范和技術(shù)導(dǎo)則的指導(dǎo)，使之

4、更具科學(xué)性和規(guī)范化。  二、對堤防工程設(shè)計和施工規(guī)范修訂的幾點建議    結(jié)合目前規(guī)范修訂工作，從河流生態(tài)恢復(fù)技術(shù)要求出發(fā)，提出如下幾點建議，作為堤防工程設(shè)計與施工規(guī)范修訂參考。  1、有關(guān)防洪工程規(guī)劃的原則  （1）在堤防工程規(guī)劃設(shè)計總則中，應(yīng)補充工程經(jīng)濟效益和環(huán)境效益分析方面的條款，權(quán)衡滿足人的需求的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益之間的關(guān)系，即進行工程項目經(jīng)濟技術(shù)及生態(tài)環(huán)境效益評估，改變現(xiàn)行的單一經(jīng)濟技術(shù)評估指標體系。  （2）以往的治河工程著眼于河流本身，往往忽略了河流湖泊與岸上生態(tài)系統(tǒng)的有機聯(lián)系，忽視了河流周圍的生物群落的存在，

5、也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復(fù)。因此，在進行防洪工程的規(guī)劃時，應(yīng)明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個完整的生態(tài)系統(tǒng)中。建議按照“河流生態(tài)廊道”的范圍，進行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)。  （3）在與工程勘察有關(guān)的條款中，除說明需進行常規(guī)的水文、地質(zhì)的測量勘察外，還要補充加強相關(guān)范圍的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查的要求，重點是生物群落（動物、植物）的歷史與現(xiàn)狀調(diào)查，對特定的生物群落與水體的相互依存的關(guān)系有明確的認識。  2、堤線布置及堤型選擇河流形態(tài)的多樣化是生物物種多樣化的前提之一，河流形態(tài)的規(guī)則化、均一化，會在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此，針對有關(guān)條款，建議補充或強調(diào)以下要

6、點：  （1）在堤線布置原則中，補充說明應(yīng)盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài)，保留或恢復(fù)其蜿蜒性或分汊散亂狀態(tài)，即保留或恢復(fù)濕地、河灣、急流和淺灘。  （2）在確定堤防間距時，遵循宜寬則寬的原則，要處理好行洪和生態(tài)保護要求與土地開發(fā)利用之間的矛盾，河槽和河漫灘不僅要能滿足設(shè)計洪水行洪要求，還要保持一定的淺灘寬度和植被空間，為生物的生長發(fā)育提供棲息地，發(fā)揮河流的自凈化功能。  （3）堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩(wěn)定和滑動穩(wěn)定等安全條件外，還應(yīng)結(jié)合生態(tài)保護或恢復(fù)技術(shù)要求，盡量采用當(dāng)?shù)夭牧虾途徠拢瑸橹脖簧L創(chuàng)造條件，保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。   3、河流斷面

7、設(shè)計   自然河流的縱、橫斷面也顯示出多樣性的變化，淺灘與深潭相間。因此設(shè)計規(guī)范中應(yīng)提出河道盡量要做到河床的非平坦化，采用非規(guī)則斷面。避免因規(guī)則斷面而導(dǎo)致流場的均一化，增加與生物的親和力，并有助于與自然風(fēng)景相協(xié)調(diào)。   與上述設(shè)計相對應(yīng)，需要推廣使用一些與非規(guī)則斷面有關(guān)的水力學(xué)計算方法和配套的實用工具或計算機軟件包。  4、岸坡防護   在河流整治工程中，對生態(tài)系統(tǒng)沖擊最大的因素是水陸交錯帶的岸坡防護結(jié)構(gòu)。水陸交錯帶是水域中植物繁茂發(fā)育地，為動物的覓食、棲息、產(chǎn)卵、避難所，也是陸生、水生動植物的生活遷移區(qū)，至關(guān)重要。因此，岸

8、坡防護工程的設(shè)計應(yīng)從強調(diào)人與自然和諧的生態(tài)建設(shè)要求出發(fā)，采用與周圍自然景觀協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)形式，在滿足工程安全的前提下，確保生態(tài)和景觀的護岸形式多種多樣。   在典型的岸坡防護結(jié)構(gòu)中，可盡量使用具有良好反濾和墊層結(jié)構(gòu)的堆石，多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)，盡可能避免使用硬質(zhì)不透水材料，如混凝土、漿砌塊石等，為植物生長，及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創(chuàng)造條件。  5、景觀建設(shè) 城市水域整治的景觀建設(shè)中，可以強調(diào)注意保留江河湖泊天然的美學(xué)價值，避免將水流置于過多的亭臺樓閣等混凝土與砌石形成的人工環(huán)境之中。水利工程設(shè)施要造成一種人與自然親近的環(huán)境，現(xiàn)代的城市景觀

9、設(shè)計，應(yīng)更多注重生物棲息地建設(shè)。水利工程還應(yīng)為公眾廣泛參與和對兒童進行水環(huán)境保護教育創(chuàng)造良好條件。如水生態(tài)公園、河流小型博物館等。  6、工程施工  在工程施工中，建議強調(diào)施工期對生物棲息地進行保護和恢復(fù)，避開動植物發(fā)育期進行施工。對特殊區(qū)域的物種，在施工期要采取其它輔助保護措施，如它處養(yǎng)育等。  取料場開挖后應(yīng)進行適當(dāng)處理，以滿足美觀和環(huán)境方面的要求，要求合理設(shè)置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區(qū)應(yīng)進行植被恢復(fù)，與周圍景觀相一致。  7、工程管理  為降低施工環(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)的沖擊，保障工程效果的實現(xiàn)，并延長生態(tài)工程的壽命，宜強調(diào)

10、加強前期的養(yǎng)護和后期的管理，包括維護、監(jiān)測和評估，并積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。      2007-04-23        8、河流生態(tài)恢復(fù)技術(shù)設(shè)計手冊  由于河流生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)工程技術(shù)在我國是一個新生事物，很多技術(shù)人員對此還不熟悉。需要與規(guī)范相配套，編寫并發(fā)布專門的河流生態(tài)工程設(shè)計手冊，涉及規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理等各方面的內(nèi)容。  附件：1、國外部分國家堤防設(shè)計規(guī)范有關(guān)生態(tài)環(huán)境內(nèi)容2、國外部分技術(shù)手冊或?qū)t介紹3、河流生態(tài)工程設(shè)計典型案例圖片附件1：國

11、外部分國家堤防設(shè)計規(guī)范有關(guān)生態(tài)環(huán)境內(nèi)容  從上世紀70 年代開始，發(fā)達國家科技界和工程界針對水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的負面影響，提出了如何進行補償?shù)膯栴}，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了河流生態(tài)恢復(fù)的理論與工程實踐。河流的生態(tài)工程在德國稱為“河川生態(tài)自然工程”， 日本稱為“ 多自然型建設(shè)工法”，美國稱為“自然河道設(shè)計技術(shù)”。與之相對應(yīng)，一些發(fā)達國家在河道整治工程和堤防工程設(shè)計施工規(guī)范中增加了有關(guān)河流生態(tài)建設(shè)的內(nèi)容，或者頒布了專門的河流生態(tài)工程設(shè)計導(dǎo)則，這方面的經(jīng)驗值得我們借鑒，現(xiàn)擇要摘錄如下。  1、美國陸軍工程師團堤防設(shè)計與施工  據(jù)美國陸軍工

12、程師團于2000 年4 月發(fā)布的堤防設(shè)計與施工（工程師手冊）（EM 1110-2-1913 ），其第四章取料場總體布置內(nèi)容里，提出了環(huán)境方面的要求，摘錄如下：  “環(huán)境方面，取料場開挖后的處理應(yīng)滿足美觀和環(huán)境方面的要求，這已經(jīng)成為標準的做法。處理的程度將根據(jù)工程的類別和位置而變化。一般是靠近城市地區(qū)或旅游開發(fā)區(qū)要比人口稀少的農(nóng)業(yè)地區(qū)更加認真地處理。最低要求的處理是合理布置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。在實際可能的情況下，料場區(qū)應(yīng)進行植被恢復(fù)，與周圍景觀相一致。如果全然可能的話，背水側(cè)的料場區(qū)應(yīng)該保留成片的樹木，開挖后不應(yīng)留有孔洞、溝

13、槽或突變的坡度?；謴?fù)植被的生長對于迎水側(cè)和背水側(cè)的料場挖坑都是很重要的，因為這不僅僅是美觀而且是作為防沖蝕的保護。柳樹對沼澤地區(qū)的干燥是大有幫助的。迎水側(cè)的料坑不應(yīng)挖得很深，以免被恢復(fù)的草皮在長時間浸水時被淹死。  在第八章幾個特殊問題里，專門提出了堤防植被管理問題，提出：“為了防護、美觀以及保護自然資源，堤防及其周圍的植被（樹木、灌木、草） 也是設(shè)計中應(yīng)該考慮的重要部分。只要不削弱堤防系統(tǒng)的完整性及其功能，不妨礙堤防的運行、維護以及抗洪能力，植被可以結(jié)合在堤防系統(tǒng)中。一個包括有結(jié)構(gòu)工程師、地基工程師、植物學(xué)家、規(guī)劃師的多學(xué)科隊伍參與評估植被設(shè)計或建議。在設(shè)計過程中，可能需

14、要與當(dāng)?shù)卣?、州政府以及土著美洲人部落協(xié)調(diào)，EM1110-2-301 和ER500-1-1 是包含植被政策的兩個文件，它可適用于PL-84-99 項目下的聯(lián)邦堤防和非聯(lián)邦堤防”。  2、荷蘭河道堤防設(shè)計導(dǎo)則  在荷蘭1991 年發(fā)布的河道堤防設(shè)計導(dǎo)則的總則中，提出了“綜合設(shè)計”的概念。該設(shè)計方法強調(diào)應(yīng)盡可能服從環(huán)境要求，密切注意風(fēng)景、歷史文化和生態(tài)環(huán)境。  在概要中，說明了設(shè)計的基本出發(fā)點，即主要考慮防洪安全措施，堤防的管理和維護，風(fēng)景、歷史文化和生態(tài)環(huán)境及有關(guān)費用問題。  在第二章設(shè)計出發(fā)點，提出“設(shè)計堤防斷面應(yīng)

15、滿足的要求可歸納為以下幾點：堤防應(yīng)滿足規(guī)定的防洪要求，又易于管理和維護；同時還需滿足風(fēng)景、歷史文化和生態(tài)環(huán)境要求；而且建設(shè)費用與效益之間應(yīng)有合適的比例”。在該章第2 節(jié)對風(fēng)景、歷史文化和生態(tài)價值進行了闡述，摘要如下：  （1）河流地形與堤防的存在密切相關(guān)。首先，蜿蜒性的堤防本身就是一道風(fēng)景線，由于堤防決口而形成的侵蝕坑及其它風(fēng)景要素也是風(fēng)景“ 畫”中的組成部分。這些風(fēng)景還包括牛軛湖、粘土坑、排水溝、堤防上的建筑物、農(nóng)場和其它植物。風(fēng)景畫中一重要的組成部分是壩坡上、排水溝、侵蝕坑、牛軛湖兩側(cè)盛開的鮮花。各風(fēng)景要素的結(jié)合因地而異，因此各河道區(qū)域的風(fēng)景各有千秋，每一個風(fēng)

16、景點均有其特色。這千姿百態(tài)的風(fēng)景蘊含著很大的價值，許多風(fēng)景要素還有著重要的植物學(xué)意義和歷史文化意義，從而使得這一人造風(fēng)景在世界上幾乎是唯一的，而且具有高度的國際價值。因此，每一河堤的加固必需對此慎重對待，以免破壞這難得的風(fēng)景。  （2）堤防的施工也導(dǎo)致了河道區(qū)域建筑物型式的巨大變化。過去建筑物大多集中在自然高地，但堤防取代了高地的功能。因此，沿河堤兩側(cè)建成了許多建筑物，它們保存至今。在地勢較高處或堤防附近，也發(fā)現(xiàn)了一些花園、城堡、要塞、大的農(nóng)舍和許多別墅，這些別墅大多呈“T”字型或“V”字型。建筑群不僅具有重要的歷史文化意義，而且也構(gòu)成了風(fēng)景線的一部分。  （3）從生態(tài)環(huán)境

17、來說，河道區(qū)域也有其特別之處。明顯的特點之一是所謂“河谷植物”的特殊種類。河道區(qū)域野生植物中約20% （250 種）具有河區(qū)植物特征，8%（100 種）主要局限于大河區(qū)域。壩坡上的草地、灌木和堤防邊緣的籬芭也具特色。再者，堤防排水溝、弓形湖以及侵蝕坑四周的水生、淺灘和沼澤地植物也有很大的植物學(xué)價值。植物學(xué)和風(fēng)景價值的密切關(guān)系清楚地闡明在這里。如果讀者想得到關(guān)于河堤風(fēng)景、歷史文化和植物學(xué)意義方面的有關(guān)資料，請參閱河堤委員會報告的附錄1。  在第三章有關(guān)設(shè)計中已有情況的調(diào)查里，提出要調(diào)查“沿堤防風(fēng)景、歷史文化和生態(tài)環(huán)境的有關(guān)資料”。在第12 章第3

18、 節(jié)，論述了有關(guān)植被的問題，摘要如下：  “堤防上以及附近的植物多少對堤防的正常運行有所影響，這已在文獻3中討論。建議防洪設(shè)施上盡量不種植灌木和樹。下列考慮對于新種植計劃的制訂是重要的。  作為堤防主要擋水部分的外坡、堤頂不應(yīng)種植樹木，以刺激草皮的生長。 堤防前灘粘土覆蓋層上不能出現(xiàn)因樹木深根、死樹所形成的穿孔。 堤防內(nèi)坡滲流出逸區(qū)域不應(yīng)種植樹木，以防止形成集中滲流而發(fā)生滲透破壞。  如果需要，可在壩后反壓平臺上種植樹木，但不應(yīng)產(chǎn)生影響堤防擋水能力的孔洞。如進行附加培土，可允許種植淺根灌木和低矮樹（如果樹）。深根和枝葉茂盛的樹木對堤防的安全非常不利，這是

19、因為高水位期間，樹根處的有效應(yīng)力很低，風(fēng)的作用很可能使樹木傾斜或完全倒塌，從而危及堤防安全”。  3、德國技術(shù)標準防洪堤  據(jù)德國1997年11月頒布的技術(shù)標準防洪堤（DIN19712），考慮到最新的科學(xué)知識和實踐經(jīng)驗，這個技術(shù)規(guī)范包括了有關(guān)自然保護與生態(tài)環(huán)境方面的內(nèi)容。提出:“在確定防洪堤安全標準時，對公共的利益，如自然景觀、城建、社會方面的要求以及河灘生態(tài)系統(tǒng)保護等也要予以考慮”。      2007-04-23        在防洪堤縱向布

20、置一節(jié)，提出“一個流暢的彎曲變化的防洪堤縱向布置及多樣變化的橫斷面有助于與自然風(fēng)景相協(xié)調(diào)”。  第12 章，專門論述了植被的問題，摘錄如下：  “從防護目的出發(fā)，防洪堤應(yīng)具有的功能對于植被規(guī)劃具有重要作用。相應(yīng)地要對堤身和灘地進行規(guī)劃和形態(tài)設(shè)計。這時要將防洪堤作為河流風(fēng)景的一部分來看待。  如果河灘地上沒有被河岸樹林覆蓋或沒有其它的生態(tài)植被覆蓋，可作為綠地來加以利用。在充分開發(fā)利用的河谷地區(qū)，欠開發(fā)利用的防洪堤和河灘地，對動植物提供了充分的生態(tài)空間，此區(qū)域內(nèi)避免用作耕地”。  4、日本建設(shè)省河川砂防技術(shù)標準（案）及解說（設(shè)計篇一） 

21、日本在1997 年頒布了建設(shè)省河川砂防技術(shù)標準（案）及解說， 在其設(shè)計篇有關(guān)河道護岸工程的設(shè)計一節(jié)，提出“護岸往往設(shè)置在重要的河邊，周圍有生態(tài)和自然景觀等環(huán)境，因此護岸應(yīng)采用與周圍自然景觀協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)然，能夠確保生態(tài)和景觀的護岸形式多種多樣，可使用石頭、木材、植被等。在設(shè)計新材料護岸時，應(yīng)確保水流作用下的結(jié)構(gòu)安全。此時，并不要盲目地追求護岸的安全性和耐久性，以致其余量偏大，而是選擇能夠適應(yīng)河流長期演變的結(jié)構(gòu)形式，與河灘地和丁壩組合在一起保護護岸結(jié)構(gòu)的安全，這才是勘察設(shè)計的目的?！?#160;    5、美國防洪墻、堤防和土石壩景

22、觀植被和管理導(dǎo)則美國陸軍工程師團在2001年1月發(fā)布了防洪墻、堤防和土石壩 景觀植被和管理導(dǎo)則(Guildelines for Landscape Planting and Vegetation Management at Floodwalls, Levees, and Embankment Dams) (EM 1110-2-301)。在總則中闡述了植被的目的在于保障自然環(huán)境和人 居環(huán)境的和諧統(tǒng)一，對結(jié)構(gòu)進行加固，控制沙塵和侵蝕，提供隱蔽場所或消除不滿足需求的特征，為野生動物提供臨時的棲息地，創(chuàng)建一個舒適的娛樂環(huán)境等。植被應(yīng)保持自然特征，避免園林化。 在該導(dǎo)則中，規(guī)定了不應(yīng)進行植被和避免植物根

23、系發(fā)育的區(qū)域，以保障建筑物的安全。如在堤防的內(nèi)外坡腳，均不允許進行植被，但植草可以例外，這樣在維護和搶險時，可以方便快速到達該區(qū)域。不允許存在植物根系的區(qū)域（圖2-1，圖3-1，圖3-2） 為植物根系可能發(fā)育的最遠端與建筑物表面之間的空間，該區(qū)域底面應(yīng)是按照穩(wěn)定和防滲安全要求所設(shè)計的堤防、土壩和防洪墻斷面的外邊緣。對景觀植被規(guī)劃中所選擇的植物根系特性必須有清晰的了解，要說明對所選擇植物的種類、栽培變種、無性系等充分認知的重要性，以保障植物根系不會穿過無根區(qū)?？梢栽跓o根區(qū)的邊界位置使用土工膜之類的障礙結(jié)構(gòu)防止植物根系的侵入，但不應(yīng)影響地下水和滲流水的通過。 附件2：國外部分技術(shù)手冊或?qū)t介紹 1

24、、英國河流恢復(fù)技術(shù)手冊 英國河流恢復(fù)技術(shù)手冊（ Manual of River Restoration Techniques）發(fā)布于2002年4月。在1995年Cole Skerne河生態(tài)恢復(fù)技術(shù)總結(jié)的基礎(chǔ)上，融合其它不同類型河流上15個工程的技術(shù)經(jīng)驗而編寫完成。主要內(nèi)容包括：河流蜿蜒性的恢復(fù)，牛軛湖生態(tài)功能的加強，直線化河段的生態(tài)加強，河道岸坡生態(tài)防護，河床高程及水位和徑流的調(diào)控，洪水管理，洪泛區(qū)濕地特征的創(chuàng)建，公眾和人畜接近設(shè)施的建設(shè)，河流排水設(shè)施的強化，河道浚挖泥土的利用，河流的改道。本手冊結(jié)合實際工程，對上述各方面的背景、設(shè)計和實施方案進行了詳細闡述，從而把工程建設(shè)與生態(tài)恢復(fù)需求有機融合。該手冊目前在英國河流整治工程中起到了很好的指導(dǎo)作用。 2、澳大利亞河流恢復(fù)手冊 澳大利亞水和河流委員會于2001 年4 月出版了河流恢復(fù)-澳大利亞西部河流的自然保護、恢復(fù)和長期管理導(dǎo)則（River Restoration A Gu