生態修復技術在水土保持工程的應用探析

陜西省安康市石泉縣水利局 呂波 余凡 付健

水土流失問題一般是地表受外力作用而造成地表土壤、母質或者巖石本身受到相應破壞，我國國土面積較大，地理地質情況相對特殊，目前已經是全球范圍內水土流失問題最為嚴重的國家之一。水土流失很容易造成山體滑坡、泥石流等災害，給生態環境保護和社會經濟建設發展帶來了非常大的影響。所以必須要充分關注并重視這一問題，積極推進水土保持工程，借助生態修復技術開展好水土流失治理工作，對過去的水利工程項目施工工藝進行優化，從而實現生態環保與經濟發展的協調共進。

1 導致水土流失的原因分析

1.1 破壞植被

對于水利工程項目施工建設而言，施工作業現場附近的植被會受到較為嚴重的影響，路基和路面的穩定性也會受到影響。對表層土壤開展挖掘作業時，為防止地表受到損壞，應當通過有效策略對地基進行加固。如若不然，遇到較為惡劣的氣候環境時，施工作業現場受到雨水沖刷會順勢帶走大量泥土，從而造成非常嚴重的水土流失，不但會阻礙水利工程施工建設，同時也會對附近的水體造成污染。

1.2 臨時占地

水利工程建設項目屬于周期長、內容多、流程繁瑣的系統工程，在施工時往往涉及諸多設備和工作人員，為確保水利工程施工建設的有序推進，一般會在作業現場附近設置工作人員的臨時生活區，以此作為作業人員的臨時宿舍。而在搭建這些臨時居所的過程中因為填土作業較為頻繁，可能對區域土層的穩定性帶來影響，必須要通過有效策略來對土地進行加固，增強土層穩定性，防止其受到惡劣天氣的影響。對于水土保持工程而言，為處理好水土流失的問題，作業人員需要在拆除臨時搭建居所后再次對土層實施加固[1]。

1.3 水利工程設計多樣化

在水利工程項目的設計階段，一般很容易涉及農田、港口、環境以及防洪等內容，可能引起各種水土流失現象。在實際施工作業過程中，受生態系統類型的差異性的影響也會出現不同類型的水土流失問題，其表現形式各不相同，但最終都可能導致塌方、山體滑坡、洪水或者泥石流等自然災害，在很大程度上威脅到當地群眾的生命財產安全，因此必須要引起充分重視。

2 生態修復技術的應用類型

2.1 邊坡修復技術

邊坡修復技術是應用于水土保持工程中的一種具有代表性的生態修復技術，該技術的應用原則是堅持柔性防治為主、剛性防治為輔，借助該技術能夠達到水土保持、邊坡防護、生態維護的目的。在實際應用過程中必須要根據邊坡的破壞形式，充分考慮到當地巖體結構以及覆土狀況，合理確定不同的技術方案，在邊坡修復技術中較為普遍的包括階梯復綠法、種基盤復綠法、點穴挖溝法、垂直植生法以及溝道植生法等。比如點穴挖溝法，它往往應用在角度超過75°且同時表現出張裂變形現象的層狀結構巖體的邊坡，這種凹凸不平且巖石結構不是很好的邊坡往往會觀察到很多巖壁裂痕，另外還伴有密集分布的巖穴以及空隙。借助點穴挖溝方法必須要根據坡面巖穴的具體分布狀況和凹陷突起位置，在邊坡坡面選擇適當位置對植物種植穴進行挖掘，同時在穴內加入適量的土壤、肥料以及水分等，此時再開始栽植植物。或是在邊坡開鑿深溝，在其中添加適量的土壤、肥料以及水分，隨后將植物的種子直接投放到其中，這樣不但能夠美化裸露巖體，同時也能夠實現水土保持的目標。

2.2 土壤改良技術

在水利工程實際施工作業過程中，容易導致較為嚴重的水土流失現象，受損土地由于自身保肥保水性能下降，貧瘠多鹽會造成后續土壤逐漸退化。應用土壤改良技術主要包括了表層土替代、生物改良以及施肥改良等幾種方案。比如選擇生物改良技術方案，能夠有效處理好施工作業后的土壤貧瘠計劃和營養缺失等現象，借助于某些微生物和植物的活化特性，能夠改良貧瘠土壤。如培肥微生物可以有效催熟土壤，做到養分活化，將土壤內的氮磷肥進行固化，促進土壤結構優化等，對植物的健康生長具有非常好的作用。另外在運用生物改良技術的過程中也能夠選擇綠肥作物進行輪作，從而對土壤肥力情況以及物理結構予以優化，綠肥作用可以確保土壤內保持更加豐富的磷酸鹽和各種微量元素，有效治理土壤顆粒松散的問題，同時還能夠增強土壤的保肥保水性能。同時綠肥作物有助于控制其他無用草類的生長，避免這些草類和植物搶奪土壤內的營養成分，促進綠肥作物抗逆性和耐酸堿性的不斷增強，對水土保持工程具有重要意義[2]。

2.3 植物應用策略

要想充分發揮出生態修復技術的作用，實現水土保持效果，植物有著重要的價值與意義，因此必須要篩選出合理的植物品種，對其進行科學的種植搭配。在篩選植物品種的過程中，應當充分考慮到水利工程所在區域的土壤條件、氣候特征以及地理位置等因素，明確具備的限制元素及立地條件，嚴格按照因地制宜、耐干旱、品種多樣化、生態修復、植物多樣性、耐貧瘠、復綠快等一系列根本原則，選擇具備較強性能的生態修復用植物，從而讓所構建的植物群落以及林地系統能夠實現可持續健康發展。針對邊坡部位，應當采用深根植物與淺根植物共同栽種的方式，從而有效穩定已經出現松動的邊坡，防止產生水土流失的現象。針對土壤改良部位，可以種植綠肥作物，例如各類豆科植物，以此來實現對土壤結構的有效改良，激活土壤中的養分，并對土壤內部的氮、磷這類元素進行固定，長此以往出現損壞的土壤營養結構能夠得到有效的改良與優化。

2.4 水資源保護利用技術

在開展水利工程時，必須要加強河道治理，設置合理的護岸工程，護岸工程的目的是為了對洪水進行有效的預防，因此相關工作人員要采取合理的措施來確保河道具有較高的行洪安全系數，并且對河道生態環境進行改善，讓河岸民眾的生命財產安全有扎實的保障。為了讓河道能夠順暢通行，要增強河道行洪能力，對原有的水質進行改善，通過合理的途徑來治理淤積情況較為嚴重的河段。疏浚工程和河床的演變有著緊密的聯系，要按照河道具體情況來明確實際挖掘范圍，綜合考慮到河道清淤、疏浚縱剖面情況，嚴格遵循不輕易加深河道這一根本原則，按照相關規章制度做好河道斷面清淤設計[3]。

3 生態修復技術在水土保持工程的實際應用

3.1 工程概況

為了讓研究具備更高的實踐價值，將某水利樞紐工作當作研究對象。該工程開展了山體開挖、開山修路以及深挖壩基等工作，破壞了周邊生態環境，使得坡體土質較為松散，高陡土質邊坡缺乏植被覆蓋。因此這一工程采取了生態修復技術，有效契合了水利工程水土保持需要。

3.2 土壤修復

該工程項目北部地區的土質坡體分為五臺，其實際坡面陡長，跨度范圍較大，通過實際勘察調研能夠了解到，該坡體土質的營養結構和理化性質不佳，對于坡面生態修復工作以及未來植物的健康生長會產生很大的阻礙作用。所以經過論證研討，決定組織進行土壤修復改良，促進坡面表層土壤結構進一步優化、確保坡面穩定性得以保證，最終實現生態修復工作目標。應用土壤改良技術時，針對邊坡坡面的具體結構形式進行適當調整，首先對溝道進行挖掘，把挖掘形成的余土堆疊到溝道間的平整坡面，從而產生諸多小型土丘，見圖1。

圖1 坡面調整示意圖

之后在坡面溝道中投放具備較強活性以及擁有良好滲透性的水溶性有機肥料，將固土固坡植物放置于坡面的小土丘之中，從而對坡體進行穩固，實現水土保持目的，在植物栽植后降水產生的坡面徑流能夠減少對坡面表層土壤的侵蝕。在此工程項目中，土壤修復改良以挖掘橫向分布的坡面溝道為基礎，能夠對降水徑流進行減速、截留以及儲蓄，溝道附近所栽培的植物能夠直接依靠溝內儲蓄的雨水來補充其生長所需的水量，由于重力影響，之前所投入的水溶性肥料也可以很好地滲透到植物根系，確保植物能夠健康生長[4]。通過上述技術方法，該坡面的土壤肥力以及物理性質有了很大程度地轉變，邊坡逐漸復綠，圖2是針對本工程項目坡面進行土壤改良修復的基本原理圖。

圖2 土壤改良原理

3.3 生態修復

該工程項目中包含了很多坡度超過75°的巖石邊坡，因此很容易發生滑坡以及落實等自然災害，對生態修復工作帶來了更大的壓力，為有效處理好相關問題，我們選擇點穴挖溝法以及垂直復綠方案實施修復。點穴挖溝法真正利用了巖壁側坡面中的諸多巖穴以及裂縫，在實際調研考察后確定挖淺穴后填蓋10~30cm的種植土，隨后在其中移栽植物，讓植物在生長過程中能夠將根系深入到巖石縫隙中，從而實現對巖體的有效保護，也擁有一定的景觀功能。而借助于垂直復綠法對巖壁底部實施挖溝、筑坑以及鑿穴作業，選擇金銀花、爬山虎等綠植進行移栽，可以形成綜合生態綠網，讓坡面真正復綠，同時提升坡面穩定性。

4 結語

總而言之，水土流失問題可能導致諸多自然災害，必須要引起充分關注和重視，在水土保持工程中應用生態修復技術，必須要結合當地的具體情況，靈活制定有針對性地生態修復工作方案，確保生態修復工作實效性得到提升。