水土保持生態修復在水利工程設計中的應用研究

劉 丹 陳修同

（青州水建工程建設有限公司，山東青州 262500）

水利工程的修建主要是為了滿足灌溉農田、防洪抗旱、地區用電需求。水利工程是一項耗時長、內容復雜、要求高的工程項目，在施工時對周邊環境的影響相對較大。傳統水利工程設計主要以“先破壞、后治理”理念為主，此模式已無法滿足社會發展需求。為了推動水利事業長期穩定發展，必須深入研究水土保持生態修復技術，實現水利工程建設與環境保護協調進行的目標。

1 我國水利工程現狀

由于水利工程建設是一項大規模的施工建設活動，容易導致水土流失問題，在水土流失區域，大多數植被都無法快速恢復，嚴重時還會導致當地的生態系統徹底崩潰，只有少數物種能夠存活。

（1）土壤結構變化。

土壤的水分組成出現了明顯變化，導致生活的適應性下降。水利系統運行時會定期截流與泄洪，導致水利壩體下游與上游區域的土壤含水量發生明顯變化，兩個區域土壤含水量的變化引起生物組成結構出現變化，部分植物無法在變化頻率較高的土壤體系中存活，導致植被系統出現崩潰，動物出現遷徙。

（2）土壤流失。

修建水利工程時，需要挖掘選址區域原有土層，導致區域植物生長環境遭到破壞，影響地底生物的生存。

（3）動物缺失。

由于植物生長并不是一項單一的生命活動，還需要動物參與整個生命系統，修建水利項目會破壞動物種群結構，影響整個生態圈。為了確保本地區自然資源不遭到破壞，需要優化水利生態修復技術，確保生態結構的可持續性。

2 水土保持生態修復在水利工程設計中的應用

我國面積遼闊，不同地區的氣候以及水文特點都具有差異。例如，南方地區主要以潮濕的氣候為主，降水量較大，北方地區則以干燥為主，降水量相對較小。解決水土流失問題時，應結合地區氣候、水文等條件選擇合適的治理方案，通過個案分析制定具體的治理方案。結合不同地區特點設計完善的質量方案，才能夠確保治理方案的科學合理性。

2.1 優化設計方案

通常情況下，在坡面匯流處布設堰塘，能夠提升水利項目的蓄水、提水能力，形成綜合型的灌溉網絡，有效解決灌溉死角問題。進行工程設計時，首要任務是選擇壩址，理想的選址地主要以來水充足、地質結構穩定、地形肚大口小的區域為主，要求選址靠近用水區，盡量將壩址附近存在的材料應用到水壩修建中。

水壩高度控制在5.0 m內，壩體寬3.0 m即可，設計水壩內外邊坡時按照1∶2的比例設計，內坡塊修建材料以石料為主，外坡以草皮為主，外坡腳修建以干砌堆石固腳為主。

迎水坡1∶0.15～1∶0，背水坡1∶0.65～1∶0.85，要求邊坡底寬不超過壩高的80%，修建重力壩時需要對重力壩進行應力分析以及穩定分析。

施工前需要將施工所用的土料、石料準備齊全，做好施工導流準備工作，如果施工時采用的放水涵管同時也用作導流管，應先進行放水涵管施工作業。施工時應根據設計尺寸開展施工放線作業，施工時注意溢洪放水設施控制位置，施工人員需要保護好施工定線樣樁，及時對樣樁進行校核。根據設計要求開展清基工作，清基時應做好基礎處理工作。防滲襯砌構筑物設計應結合設計程序進行，要求護砌工程的建設應在洪水來臨前結束，結束后及時進行回填夯實。施工時應選擇專職施工員對各項施工工序進行把關，聘請質量監理員對工程質量進行監督。

建立管理制度，管理人員能夠及時發現問題，及時對這題進行處理；定期檢測樞紐工程的質量，收集樞紐沉陷量、裂縫寬度、滲漏位、移量、淤積量等數據，為后期維護提供依據；調整用水計劃，禁止出現猛蓄猛放的現象，要求夏季蓄水控制好水量；落實防汛檢查要求，汛期到來前應組織人員對堰塘進行巡守；優化集雨區水土保持工作，進一步減少進入塘堰的泥沙量；合理利用水土資源，確保其合理性。

2.2 表層土保護

在生態修復中，土壤資源質量直接影響生態修復效果。水利工程設計中，通常采用“三通一平”方式進行施工，例如開挖地土壤、填埋回填作業以及渣堆棄渣場，會對整個工程產生較大影響。后期生態恢復工作中，地表種植土壤質量下降會制約地表植被生長，使得植物生長環境惡化。做好地面種植土壤保護工作十分關鍵，設計期間應挖掘并存儲地表土壤，做好防流失工作，施工后可以將這些土壤進行再利用，提升土壤的利用率，降低對植被的影響。

2.3 退耕還林設計

設計水利工程項目時，應盡量降低施工對生態系統的影響，使原有生態植被結構能夠最大限度保留，這也是生態修復中十分重要的方式。

修建水利項目時會影響地面生態，原有植被的破壞程度也因工程而異，植被的生態功能大幅度降低，取而代之的是被破壞后的裸露地面，引發了嚴重的水土流失問題，也增加了生態修復難度。大多水利工程選址都位于理想的區域，施工時應盡量確保植被良好區域不受影響，嚴格對施工面積進行控制，提升場地再用率。

植被的選擇以水保林樹種為主。松類植被，密度范圍為900～2 400 株/hm2；刺槐，密度設計900～6 000 株/hm2；紫穗槐，密度設計以900～3 300 株/hm2為最佳。樹種選擇應遵循一定規則，應以實地實樹為主，最好選取防護效果良好且有一定經濟價值的樹種，要求樹種具有較強的適應性，且樹種的抗逆性強，生長旺盛，具有發達的根系以及濃密的樹冠，可以提升修復的質量。可供選取的樹種為刺槐、濕地松（喬木林）、紫穗槐（灌木林）。

整地時主要以穴狀整地為主，要求原坡面與穴面能夠形成一定內傾角，要求穴徑的尺寸范圍為0.4～0.5 m，穴徑的深度應超過25 cm，形狀以品字形為主。對于植物栽植要求，應以喬、灌、草套種形式為最佳，栽植時需要確保樹苗的垂直度，確保樹種根系能夠得到舒展，栽植深淺適度。進行填土時作業時，應先進行表土、濕土作業，再進行生土、干土添加作用，最后對土體進行分層踩實。如果土壤墑情較差，應對土壤進行澆灌透水處理，在土壤上覆蓋一層虛土。做好修枝整形工作，結合不同樹種特點進行修枝整形工作，修剪時應確保修枝的科學性，要求主干下部不夠存在太多枝條，具體的位置為1/3位置，如果是闊葉林則需要在第二年秋天后進行修建，修建時遵循因樹修剪的原則，按照隨枝作形原則進行整枝。灌水施肥時，應注意幼林可能因為干旱而出現缺水枯萎的現象，此時應及時補充水分。此外，還應做好防病蟲害工作，要求幼林的成活率能夠超過90%，均勻分布在周圍，缺少幼苗應進行補植，確保其成活率達到要求。

3 生態修復需要注意的問題

3.1 提高人員意識

治理水土流失問題應選擇科學的生態修復方法，切實解決生態環境修復中遇到的主要問題，降低生態修復過程中對生態環境造成的影響，契合可持續發展理念。進行實際作業時，要求相關人員能夠遵循水土保持政策法規，科學進行施工建設，樹立良好的水土保護意識，從根本上解決水土流失問題。在施工過程中，應盡可能將施工區域受到的破壞影響消除，確保工程區域不存在過多砂礫以及渣土。

進行工程管理作業時，管理人員應最大限度落實節水工作，防止水資源因為各項施工受到浪費及污染等問題。在項目建設前期，要求承包商能夠全面制定生態保護計劃，通過宣傳教育使施工人員形成良好的水土保護意識，推動水土保護工作開展，落實“三聯”制度落實，推動水土保護工作順利進行。部分施工內容進行提前應制定應急措施，有效解決施工中棄渣處理問題，提升邊坡防護質量，滿足水土保護工作的要求，解決水土保護工作中的不足以及缺陷。

3.2 強化保護機制

對于水利項目水土保護工作的進行，應通過人為力量進行干涉，切實將環境部門出臺的法律、法規等落實下去，對于施工中不完善的地方進行糾正處理，確保施工的合理性，所有立項都應遵循標準，降低施工過程對水土環境造成的破壞，避免施工污染對水土環境產生嚴重影響，提升水土保護的質量。

要求施工方施工時科學設置臨時圍擋，避免施工碎屑進入水體，棄渣及時運至指定地點進行處理。水土保護工作屬于綜合性的工作，保護的質量與人類生存發展具有十分密切關系，需要廣大群眾參與，對施工作業進行監督。水利工程建設過程中對于水土流失治理的重視程度不足，特別一些小型的施工項目，為了減少資金投入，部分企業未能嚴格執行水土保護要求。水利工程施工時，應通過多種管理機制對水土保護工作進行規范，將具體措施納入保護機制，通過詳細的保護制度作為約束，確保保護質量不受影響，通過各種有力的制度約束，進一步推動水土保護工作的進行，減少施工過程對水體環境造成的影響。

4 結語

綜上所述，隨著國家經濟發展，水利工程數量也越來越多，應進一步做好水利工程施工優化工作，做好水土保持生態修復工作，確保水利工程周邊生態結構不出現過大變化。施工中應將人為失誤降低，通過民眾的力量解決水土流失問題。通過綜合整治的方法，使得土壤和植物生長環境得到保護，進一步提升水資源利用率，降低水利項目對自然生態的影響，保證人與自然協調發展。