水利水電工程設計中的水土保持理念探討

鄆城縣水務局 史艷玲

前言

隨著信息技術的不斷發展以及其在各個行業中的廣泛應用，水利信息化以及水利工程數字化等概念已滲透到水利水電工程規劃、設計、實施以及管理等各個環節。近幾年，較大規模水利水電工程都在規劃設計階段采用智能化和數字化設計。建設單位通過招標方式選定第三方，并圍繞工程功能定位進行工程建設管理、智能施工、工程安全監控和智能分析，大范圍的系統應用決策，快速的應急響應和全面的交易管理都有先例可循。水土保持工作在水利部門中占有重要地位，水土保持管理部門近幾年進行水土保持信息系統建設和生產建設項目水土保持監督管理系統建設、綜產建設項目水土保持綜合監督信息化等方面進行了研究，但是到目前為止，專門為特定生產建設項目研發的水土保持信息系統尚不多見。

1 概述水土保持理念

1.1 水土保持概念

水土保持的概念主要是采取有效的防治措施，控制自然或人為活動造成的水土流失。目前，我國在小流域水土流失綜合治理方面積累了很多經驗。通過在小流域構建獨立的自然集水系統，發展多種多樣經濟，能夠有效緩解水土流失問題。

1.2 水土保持理念在水利水電工程設計中應用的重要性

在水利水電工程設計中，有效運用水土保持理念，進一步提升各類資源的利用率，針對工程建設過程中的突發環境問題制定專項可行的解決方案，對保障工程實施全過程的生態效益意義重大。

首先，水土保持措施能有效防止泥石流、滑坡等自然災害的發生，保障項目高質量高效發展。其次，水土保持理念還能夠進一步提升水利水電工程水庫和部分設施的蓄水能力，使水利水電工程得以在后期運營期間充分發揮水利服務功能。之后，水土保持理念還能夠有效提升水資源質量，規范小流域水土保持環節，構建完善的環境保護體系。最后，在水利工程設計過程中，優質高效借助水土保持理念還能夠補充工程旱季徑流，從根本上進一步提升工程防洪水平，減少洪澇災害對地區經濟發展造成的不利影響。

2 水利工程建設期間水土流失特點

國內最早的土壤侵蝕表征為丘陵地區的水力侵蝕。1930年，水土流失的概念由歐美傳入我國，水土流失的概念和范圍不斷擴大。土壤侵蝕之含義為水、風、重力、凍融及其他自然力與人類活動對水土資源與土地生產力之損害與損失，包括地表侵蝕、水分流失及有聯系之來源污染。

水利工程施工期間水土流失，主要由于土建工程干擾破壞地表及植被。水利工程多修建于河流之上，由于自然水土流失、河床泥沙淤積，加重了洪澇災害，水庫湖泊淤積嚴重，減少了綜合利用功能。施工期水土流失阻礙工程建設安全與進度、河流淤積阻礙泄洪排澇、損害土地資源、阻礙土地生產力、影響生態環境與景觀等。水利工程引起的水土流失是比較集中的，其中以某一時間施工期內水土流失最嚴重。場地多為山區和深山峽谷地區，交通不方便，場地較窄，在施工準備期內應做到“三通一平”，建好圍堰，導流及其他構筑物，特別是大體積的土石方的挖掘、填土和碾壓、護坡等建設對地貌及植被破壞嚴重，建設難度較大，防控措施不易于實施，易引發嚴重水土流失。水利工程除了工程建設區以外，一般都會涉及淹沒區、安置區等，工程的面積在幾平方公里或者幾十平方公里。工程可跨越山地，丘陵和平原多種地貌，填海造田和廢渣場數量大，分布零散，大多分布在農田或者河流的水邊，工程范圍具有潛在的危害性，水土流失的類型比較復雜。

3 水土流失造成的危害

3.1 水利工程整體效益下降

降水對地表土壤具有重復沖刷作用，沖刷時大量泥沙隨著地表徑流向池塘，河流，水庫，湖泊等處流動，最終導致河湖嚴重淤積，從而影響水利工程整體效率。另外，考慮到泥沙在水庫中的長期淤積，大量的庫容被占，還迫使河道及河床的位置升高，使水位升高，最終導致河道不通，影響整個水利工程的調蓄、防洪等功能，甚至會產生嚴重的后果。

3.2 水文環境退化較重

針對水土流失挾帶大量泥沙、沖入水庫及河流、水體混濁等問題。與此同時，水土流失所挾帶的泥沙還有大量垃圾及農藥殘留，對水質產生嚴重影響，對當地水文環境產生沖擊，并造成極大損害。另外，考慮到水庫、池塘淤塞，水流不暢和調節能力下降等因素，最終導致水體自凈能力銳減，同時水環境惡化也會進一步加重水土流失，如此惡性循環，給當地生態環境帶來極大沖擊。

4 水利水電工程水土保持探討

4.1 明確水土保持的目的，樹立水土保持觀念

明確水土保持理念在水利水電工程設計中的目的，樹立水土保持理念是做到水土保持理念在水利水電設計中應用的關鍵環節工程。水土流失現象主要是人類活動超過環境容量極限、森林植被過度破壞、濫砍濫伐等人為因素造成的，因此水土保持理念越來越受關注。水利水電工程建設具備建設規模大、施工程序復雜、建設周期長等特點。一般建在生態環境比較原始的深山中。因此，建設水利水電工程將直接破壞生態環境，破壞生態平衡，水土流失嚴重。水土保持具備以下功能。一是能有效防止自然災害造成的水利水電工程損失。水利水電工程建設過程中會破壞原有的樹木和植被，造成水土流失，從而致使山體滑坡、泥石流等自然災害頻發，嚴重威脅水利水電工程的安全。確保水利水電工程不被破壞，降低維修改造費用。二是改善水質，延長水利水電工程壽命。水土保持能夠防止水土流失，防止泥沙等雜質進入水體妨礙水質，增強保水蓄水能力，延長水利水電工程的使用壽命，降低成本，提高經濟效益。三是維護生態平衡，避免生態沖擊。水土保持能夠增強水土生態容量，增強土壤滲透性，減少旱季徑流波動，進一步提升汛期防洪能力，防止水土流失對水利水電工程。因此，在水利水電工程建設過程中，要明確水土保持的目的，始終秉持水土保持的理念。

4.2 優化水利水電設計，注重生態技術的應用

優化水利水電設計，以生態技術應用為重點，促進水土保持在水利水電工程中的應用。水利水電優化設計的途徑主要涵蓋以下幾個方面。一是優化工程結構設計。水利水電工程結構主要涵蓋水庫大壩結構、圍堰結構和路堤結構。結構設計時，首先要調查和掌握建設用地環境，因地制宜進行材料選擇和工程結構設計。例如，結合水庫大壩的施工地點、環境條件和材料特點，水庫大壩的施工材料應為性能良好的混凝土，以做到圍堰的穩定性，可選擇鋼架結構。二是優化工程邊坡設計。傳統的水利水電工程占地面積大，全部使用混凝土或石材鋪設，美觀性差，生態性能低，不利于水土保持和生態環境保護。在不影響工程質量的基礎上，可使用新的防護材料和設計方法，如混凝土結合植物護坡或蜂窩網植物護坡，最大程度保持水土，并提高了審美且保護了生態平衡。三是優化土方平衡設計。水利水電工程建設需要“挖”和“填”建設用地兩個主要任務。“開挖量”和“填埋量”的最佳平衡，就是對生態環境的最大保護。因此，工程建設設計人員應明確“挖”與“填”平衡對水土保持的重要性，在設計時應綜合考慮。比較多個方案后，選擇最佳方案，達到最大的平衡，能夠減少植被破壞率，提高植被覆蓋度，促進達成生態優化。四是生態設計技術的開發與應用。隨著建筑業的快速發展，生態技術得到了極大發展和應用。在水利水電工程建設過程中，應加大生態技術的開發和應用。首先，水利水電工程設計人員應深入分析建設用地生態環境狀況，始終堅持水土保持理念，制定設計方案，科學合理規劃布置工程建設，要結合實際情況，盡量減少水土流失和環境破壞。其次，深入開展生態技術探索研究，結合實踐經驗，引進先進技術進行技術優化，將生態技術充分滲透于水利水電建設，促進達成可持續發展。最后，應用生態技術并在評價反饋中明確改進方向，對生態技術進行更深入的研究，讓生態技術隨著時代的發展不斷創新優化，促進達成生態技術應用在水利水電工程中，加固水土，促進達成保護水利水電工程生態環境的目標。

4.3 進行生態環境評價并做好生態環境保護

開展生態環境評價，做好生態環境保護工作，為水利水電工程建設予以基本條件支持。“綠水青山就是金山銀山。”道出了可持續發展的真正含義。只有做好生態保護，維護生態平衡，促進達成人與自然的和諧發展，才有光明的未來。工業時代對環境的破壞，致使人們的生活環境惡化，污水不斷涌入，全球變暖，極端天氣頻發等，這讓人們認識到一定要保護生態環境，珍惜大自然給予我們的一切，否則最終只有我們人類受到傷害。水利水電工程建設不能以犧牲環境為代價來實現人民生活水平的提高和區域經濟的發展。建設過程中一定要堅持水土保持和生態環境保護的理念。開展環境保護工作，首先一定要逐步形成系統全面的生態環境評價體系。水利水電工程建設前，一定要進行環境適宜性評價和資源環境承載力分析，明確水利水電建設用地的基本環境條件，結合實際環境條件做出合理決策。科學規劃可能出現的不利因素，努力做到水利水電工程生態化。其次，在水利水電工程建設過程中，施工人員要樹立生態環境保護意識，不亂拆亂建，進行低因素開發，以水土保持理念運行，貫穿水利水電工程建設的各個階段和環節。提升從業人員和施工人員的生態環境保護整體意識，并不斷對員工進行培養訓練，增強他們的生態環境保護意識和知識。最后，需要專業的生態環保人員進行指導，將生態環境保護與水利水電工程相結合，以理論知識指導實踐，借助引進先進生態技術，進一步提升水利水電工程的生態建設水平。要增強對各行各業專業人才的培養，建設一支將水土保持、生態環境保護理念靈活運用到水利水電工程建設中的人才隊伍。

4.4 加強宣傳力度，合理制定方案

要想從根本上改善水土流失問題，就一定要增強自然環境的修復，進一步提升資源的利用率，促進達成經濟的可持續發展。人與自然和諧相處是水土保持的關鍵，因此，只有發揮群眾的力量，才能保證水土保持工作的有效性。其中，加大水土保持工作宣傳力度十分重要。相關部門可借助網絡、電視、短視頻等方式宣傳水土保持工作的重要性，讓廣大群眾深刻認識水土流失的危害，幫助群眾樹立水土保護意識，從而增強他們的社會責任感。引導群眾自覺參與本區域水土保持行動，督促相關水利工程建設單位積極落實水土保持理念，使水土保持效果不斷增強，發揮水土保持工作的最大價值。制定科學合理的水土保持規劃是進一步提升水利工程水土保持效果的關鍵。區域水利工程建設，要秉持長遠發展理念，合理安排各階段進度，做好各階段銜接工作，參照結合不同水利工程的功能和特點制定更科學合理的水土保持方案。在水利工程水土保持實施過程中，要著眼于水利工程的可持續發展，著力推進水土保持、土地規劃、水資源利用和城鄉協同規劃。

4.5 健全水土保持管理制度

針對水土保持工程在我國開展時間不長，質量控制尚不成熟等問題，有時不能實現水土保持工程管理連續化。進行水土保持必須貫徹以防為主、統籌規劃、綜合防治、因地制宜，不斷加強治理，突出效益等原則。堅持開發建設與保護并重，水土流失與治理并重，同時也要重視水土保持工程經營特殊性和水土保持工程合同經營，按照工程合同主要內容對水土保持工程進度、成本投入、施工質量甚至溝通協調等方面進行控制。建設管理單位要組織參建單位認真學習貫徹《中華人民共和國水土保持法》以及國家、省、部有關水土保持法律、法規、標準、規范與技術公開、主動與地方水土保持部門取得聯系、明確工程水土保持要求、制訂并落實工程水土保持措施、進一步加強對各類建設單位水土保持工作的檢查與監測，進一步加強水土保持監督，監測管理日常巡查監測工作，定期存檔。定期組織有關人員考核各施工單位節水情況。督促所有施工單位施工人員主動使用新技術和新材料，最大限度地減少各類物資的耗用，最大限度地降低項目對局部環境造成的影響。

5 結語

綜上所述，在當代水利工程建設和管理過程中，還有很多問題需要解決，這些問題不僅會影響工程的質量和施工效率，還會對自然環境的生態平衡造成一定的效果。因此，相關建設單位應當改變傳統的管理模式，結合區域情況特點，制定更科學合理的生態修復方案，完善水利工程管理模式，充分合理利用生態修復技術，解決水利工程建設引起的水土流失。只有充分發揮土地的自然恢復能力，水土流失問題才能在一定基礎上得到控制。