Page 145 - 水利工程设计与施工技术管理

第六章 水利水电工程设计及管理

（三）构建水利水电工程与自然的良性互动
1. 最大程度赋予水体近自然状态
水利水电工程以人的意志为出发点管理水资源，不可避免的对水体的自然状

态产生了深刻的影响。坝闸等落差工程对水体的自然竖向进行了机械分割，造成
了顺流方向上的非连续化，堤防与渠道、护岸将水体的自然平面形态与横断面形
态变成了僵硬的规则形式。“强硬”的水利水电工程，改变了自然水体的状态，
进而引发了一系列的生态胁迫。从防洪角度说，裁弯取直、规则化断面看似提升

了行洪断面面积，但是由于缩短了河流的行洪路径、消解了蜿蜒水体的缓洪作用
而产生了适得其反的效果。从生境营造角度，河道的平面与剖面形态的规则化加
快了水体流速，快排模式“排”走了良好的动植物栖息地，从而极大程度的影

响了水体内部以及水陆交界处的生物多样性。因此，设计水利水电工程或对传统
水利水电工程进行改造时，应针对水利水电工程对水体状态的胁迫效应，采取针
对性的策略恢复或创造其近自然状态，以取得良好的生态效益。河流非连续化主
要表现为顺流方向的非连续化、河流侧向的非连续化。可通过针对水坝工程的高
差消解以及退堤行泛的解决思路恢复河流的连续化特征。河流的人工渠道化主要

造成了河流平面形态直线化、河床断面规则化、护坡材料硬质化。可以通过恢复
水体蜿蜒状态，恢复河流深潭浅滩序列以及构建生态护岸的方式恢复其近自然化
状态。

2. 生态材料的使用
首先，在堤防、护岸工程中，如果河流输沙能力超过来沙量，或者超越边界
组成物质的稳定极限，即当水流的输沙能力大于河道边界的抗侵蚀能力时，便会
发生侵蚀。应用植物材料能够提高河道岸坡的抗侵蚀能力，这种作用，主要体现
在三个方面：第一，截流。地面植物落叶及残枝干腐殖层可以吸收水流能量，减

少表层土颗粒的流失。第二，抑制。植物根系能够固结土壤颗粒，同时植被位于
地表的部分可过滤地表径流中的泥沙。第三，延缓。植物的茎、叶部分可增加岸
坡糙率，降低水流速度。其次，植物对堤岸的抗滑稳定性影响包含水文效应和力

学效应两方面，其中木本植物较其他类型的植物对岸坡的稳定性作用最为有利，
而传统堤防工程中由于结构的限制，木本植物几乎没有应用的机会和空间，这也
需要我们重新审视堤防和木本植物的关系。植物的抗滑与抗侵蚀效应与植物的水
文以及力学效应有关，但这种效应并非都是有利的，还有一些需要克服的有害因

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