水利工程水土保持工作技術的應用研究

王瑞宇

(滄州水利勘測規(guī)劃設計院有限公司 河北滄州 061000)

在社會發(fā)展、城市發(fā)展、經(jīng)濟發(fā)展的影響下，水利工程的建設有了較大程度的推動。通過水利工程的建設，不僅可以為水資源的供求提供較強幫助，也可以使人們的日常生活更加便利，但是該工程的建設也會對生態(tài)環(huán)境造成很大影響，導致生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量得不到保證。對此，在進行水利工程建設的時候，相關的負責人員、工作人員需要將生態(tài)修復的措施踐行到位，既要防止生態(tài)環(huán)境問題的發(fā)生，也要在一定程度上提升生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，進而使水利工程建設的成效得到加強。對生態(tài)環(huán)境問題的控制解決來講，生態(tài)修復技術的結(jié)合是一個關鍵點。在這種技術作用下，可以使工程建設與生態(tài)環(huán)境兩者的平衡性得到保證，也可以使工程建設的后續(xù)發(fā)展得到一定保證。

1 水利工程中水土保持修復技術的應用

1.1 原有系統(tǒng)修復技術

在水利工程施工過程中，會對周邊的環(huán)境造成很大影響，具體的影響體現(xiàn)在以下兩個方面。

一是對植被造成的影響。在施工時，施工人員需要將一些阻礙性的植被砍伐掉，但是在砍伐之后并沒有采取有效的修復措施，這也就造成植被的流失，導致生態(tài)平衡受到影響。

從植被修復的角度上來看，側(cè)重點分為兩個：一是盡可能地保留原有的生態(tài)植被，確保這些植被不受破壞，這樣也就可以在一定程度上使生態(tài)平衡得以維持，也可以防止出現(xiàn)生態(tài)破壞的情況，同時工程建設的開展需要對建設區(qū)域進行控制，避免在植被茂盛的區(qū)域建設，這樣也就可以使工程建設的影響降低[1]；二是對需要砍伐的植被，工作人員需要在砍伐之后將相對應的修復措施踐行到位，像植被的重新覆蓋、植被的種植、植被的培育等，如圖1 所示。通過這些修復措施，就可以防止生態(tài)功能的喪失，也可以防止出現(xiàn)土地的裸露，進而使水土流失的情況得到有效控制。

圖1 植被的重新覆蓋

二是對土石造成的影響。工程的施工必然會涉及到土石的開挖，對挖出的土石，更多的是采取拋棄的方式來處理，這種方式就會在一定程度上造成水土的流失，也會使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響。對此，在進行生態(tài)修復技術應用的時候，工作人員主要是從上述兩個方面入手。

從土石修復的角度上來看，土壤資源的保證是關鍵點，像土壤種類的保證、土壤質(zhì)量的保證、土壤數(shù)量的保證等。在土石修復過程中，工作人員需要先將填埋進去的廢渣清理出來，并對這片區(qū)域進行施肥，使土壤的養(yǎng)分得到補充，這樣也就可以使土壤自身的質(zhì)量得到加強，流程如圖2所示。在這樣的基礎上，工作人員就可以結(jié)合土壤的質(zhì)量情況來選擇綠化植物的種植。在種植的時候，不僅需要對種植所需的水分予以控制，也需要保證植物生長所需的養(yǎng)分，只有這兩方面的保證，才可以使土石修復的效果展現(xiàn)出來。

圖2 土石的修復流程

1.2 沿河系統(tǒng)修復技術

在開展水利工程建設的時候，河流的水文條件、河流的地形地貌、河流的水力特性等都會受到一定程度影響，這些影響不僅會使河流自身的生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，也會對河流中其他的生態(tài)系統(tǒng)造成威脅。在年夜壩的修建中，河流的連續(xù)性就遭到了破壞，河流上游與下游均會受到一定程度的影響，如上游的高位水頭、下游的水流量等，這也會在很大程度上致使河流中生物群落的多樣性減弱。在河道硬化治理中，工作人員會通過截彎取直的方式來實現(xiàn)，這種方式會使河流的地形地貌被破壞掉，也會造成河流水力的削弱，同時也會使河流原有的景觀受到影響，進而使河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡性打破。

沿河系統(tǒng)常用的修復方式有3 種，分別是河流生物群落的恢復、人工浮島的結(jié)合以及微生物的修復[2]。

河流生物群落的恢復指的是河流中水生植物的恢復、河流中底棲植物的恢復、河流中浮游生物的恢復、河流中魚類的恢復等。在水生植物作用下，可以推進河流中微生物的代謝，使其中的有機物得到有效降解，而且這種植物也可以對藻類的生長起到抑制作用，進而使河流中水體的營養(yǎng)程度加強，促使河流中的污染性成分得到有效清除。

人工浮島的結(jié)合指的是結(jié)合生態(tài)學原理，在被污染的河流、河道上構建出一個浮島，并以該浮島為基礎種植一些植被，如圖3所示。在這樣的情況下，植被在生長的過程中，植被的根部會逐漸向下延伸，之后在吸收作用、吸附作用、競爭機制的影響下將河流中存在的污染性物質(zhì)消除，同時也會將河流中的營養(yǎng)性物質(zhì)吸收利用，如氮元素的吸收、磷元素的吸收、有機物的吸收等。在這樣的情況下，河流中的水體就可以得到有效凈化，進而使河流中生物群體的繁衍得到一定保證。

圖3 人工浮島

微生物的修復指的是借助河流中的微生物來實現(xiàn)系統(tǒng)的修復。微生物不僅可以對河流中的污染物起到去除作用，也可以使河流中的營養(yǎng)成分得以循環(huán)，因此微生物屬于河流修復中的一個核心。在進行微生物修復的時候，工作人員需要借助微生物制劑來實現(xiàn)，在微生物制劑的作用下，可以使微生物的代謝進程加快，進而使河流中的有機物分解加快，也使河流污染的去除加強。對微生物制劑來講，這是一種循環(huán)性的微生物系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較強的生態(tài)性，包含的微生物種類繁多，像光合菌、放線菌、乳酸菌等都是其中的一種。

除了這3 種修復方式外，河流與陸地交集位置植被的修復、河流河岸的修復、河流景觀的構建等也可以對沿河生態(tài)系統(tǒng)修復起到較強作用。

1.3 自然退化系統(tǒng)修復技術

自然退化系統(tǒng)主要分為3種類型：一是水土流失，指；二是土地沙漠化；三是土地次生鹽漬化。對不同類型的生態(tài)系統(tǒng)退化，工作人員需要采取不同的修復措施。

在水利工程中，出現(xiàn)水土流失的原因較為多樣，其中自然生態(tài)的退化是一個關鍵性因素[3]。對此，在解決水土流失問題的時候，工作人員能以此為出發(fā)點，以水土流失的具體情況為基礎，進而采取針對性的措施。若是水土流失情況發(fā)生在鹽堿區(qū)域，該情況的控制就可以通過區(qū)域圍欄、區(qū)域封育的方式來進行，這樣不僅可以使水土流失的情況得到有效緩解，也可以使區(qū)域內(nèi)的植被損失情況得到改善；若是水土流失情況發(fā)生在水資源充裕的區(qū)域，在進行該情況控制的時候，就可以結(jié)合一些水利工程來實現(xiàn)，促使水土流失的情況得到有效修復、有效治理。

如果水土流失的情況較為嚴重，或者是存在大面積土地退化的現(xiàn)象，那么工作人員就可以借助自然力來予以恢復。對自然力的恢復來講，我國的應用時間比較早，北京延慶區(qū)山區(qū)的森林恢復就是采用這種方式。1991—1999 年，該地區(qū)的人員從最開始的60 000人逐漸減少到30 000 人，這種人口的減少就可以減輕當?shù)厣值膲毫ΓM而使森林資源的恢復得以推進。在當?shù)厝丝诎徇w轉(zhuǎn)移之后，林木資源的覆蓋率就從30.0%增長到了70.0%，這些資源的增加也就在很大程度上防止了水土流失的出現(xiàn)。

1.4 過度墾殖系統(tǒng)修復技術

對自然資源的過度開采就會使生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、平衡性受到破壞，進而使生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)各種問題。對自然資源的過度墾殖來講，主要是體現(xiàn)在開采過度、樵采過度這兩方面，因此在進行這種情況修復時，主要是從這兩個方面入手。

1.4.1 開采過度的修復是以退耕還林為主

我國對這種情況有著明確規(guī)定，若是坡地在25°以上，該坡地上的所有耕地均需要予以退耕，并在坡地上進行生態(tài)林草的種植，促使坡地的生態(tài)性得到維持；若是坡地在15°～25°之間，該坡地上的農(nóng)田開墾需要予以嚴格控制，不僅需要確保農(nóng)田耕種的有效性，也要防止出現(xiàn)坡地的生態(tài)損傷；若是坡地在15°以下，該坡地的農(nóng)田種植需要將周圍的情況匯總起來，像人員情況的匯總、村莊情況的匯總、道路情況的匯總等，既要保證農(nóng)田耕種水分的充裕性，也要使農(nóng)田種植的安全性得以加強。

1.4.2 樵采過度的修復是以封山育林為主

在進行封山育林修復的時候，工作人員需要根據(jù)具體的情況來決定封閉的時間，具體的類型情況如表1所示。

表1 封山育林的類型

在正常情況下，若當?shù)氐闹脖恢饕遣莸兀忾]的時間是在3年左右；若植被是灌木林，封閉的時間就需要控制在5年左右；若植被是樹木，封閉的時間就需要延長至8年左右[4]。對封閉時間的控制來講，工作人員也需要將當?shù)氐臍夂蚯闆r、生態(tài)系統(tǒng)情況、地區(qū)特點情況綜合在一起，若是情況較為嚴重，該地區(qū)封閉的時間就需要予以延長，直至植被的恢復情況得到好轉(zhuǎn)。在封山育林過程中，工作人員也可以采取一些輔助性措施，像植被的補種、植被結(jié)構的調(diào)整、柴新能源的調(diào)整、新能源的推廣等，在這些輔助措施的作用下，就可以為植被的恢復提供一定助力。

1.5 過度開發(fā)系統(tǒng)修復技術

水利工程的建設與開發(fā)中，生態(tài)系統(tǒng)的過度開發(fā)成為了一個嚴峻的問題。在過度開發(fā)的影響下，生態(tài)系統(tǒng)的自身循環(huán)、自身平衡被打破，這也就造成生態(tài)系統(tǒng)的紊亂。對此，過度開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的修復必不可少。在進行這種生態(tài)系統(tǒng)修復時，常用的修復方式有3種：一是采取套間種植的方式；二是采取輪番種植的方式；三是生態(tài)鏈的模擬。

套間種植指的是在同一片種植區(qū)域中套間種植不同類型的作物，如糧果的套間種植、林果的套間種植。就糧果的套間種植來講，可以將早熟的甜瓜與秋菜花種植在一起，也可以將早熟的馬鈴薯與秋收的白菜種植在一起，如圖4所示，也可以將春收的白菜與菜豆種植在一起。在套間種植的作用下，不僅可以幫助土壤恢復自身的沃力，也可以使土地的使用率、利用率得到提升，同時對水土流失情況的預防也可以起到一定作用[5]。

圖4 馬鈴薯與白菜的套間種植

輪番種植指的是對植物采取輪作的方式，也就是在固定的時間內(nèi)或者是固定的區(qū)域內(nèi)對植物進行輪流種植。例如：在第一年時種植灌木叢，第二年時種植小型樹木，第三年時種植落葉樹木，在第四年時再次種植灌木叢，以此類推。通過這種種植方式的結(jié)合，可以大大提升植物的產(chǎn)出率，也可以使土壤的營養(yǎng)成分、營養(yǎng)需求得到保證，進而為水土保持提供一定助力。

生態(tài)鏈模擬指的是對當?shù)卦械纳鷳B(tài)系統(tǒng)進行觀察研究，并以此為基礎構建出一個相似的生態(tài)鏈。在這種模擬出的生態(tài)鏈中，工作人員可以進行植被、植物的循環(huán)種植，促使植物的生長情況得以加強。通過這個生態(tài)鏈的模擬，就可以在很大程度上實現(xiàn)當?shù)厣镦湹牧夹匝h(huán)，也可以使生態(tài)系統(tǒng)的情況得到改善，促使生態(tài)系統(tǒng)的恢復得以加強。

1.6 開發(fā)建設系統(tǒng)修復技術

在一些水利工程建設的過程中，建設方?jīng)]有給予環(huán)境修復足夠的重視，也沒有明確修復的具體措施、具體方案，造成了生態(tài)環(huán)境的破壞。若是沒有及時采取改善應對措施，就很容易發(fā)展為更嚴重的問題。在進行這類系統(tǒng)修復時，具體的修復措施可以分為兩個類別：一是工程施工的整頓；二是植被綠化的加強[6]。

工程施工整頓指的是在施工過程中，若是出現(xiàn)環(huán)境方面的問題，或者是生態(tài)系統(tǒng)方面的問題，施工人員就要及時停止工程的施工，并對問題出現(xiàn)的原因予以查找，在這樣的基礎上，針對該原因采取相應的調(diào)整措施、預防措施、治理措施。通過這些措施的實踐與應用，不僅可以使生態(tài)系統(tǒng)存在的問題得到解決，也可以使生態(tài)系統(tǒng)的整體情況得到維持。例如：在施工中，生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量在逐漸減弱，出現(xiàn)這種情況的原因有兩個，一是人為因素的影響，二是施工因素的影響。施工人員就可以結(jié)合這兩方面原因采取相應的改善策略，促使該問題得到有效解決。

植被綠化加強是指在施工時施工人員可以充分利用當?shù)氐耐恋刭Y源，種植一些成活率偏高、適應能力強的植被，像狗牙根、黑麥草等，如圖5、圖6所示，促使當?shù)刂脖坏母采w范圍得以增加。在這樣的情況下，不僅可以使整個系統(tǒng)得到高效恢復，也可以使生態(tài)系統(tǒng)的多樣性得到保證，同時對于水土流失的預防治理、水土保持的鞏固都可以起到較強作用。

圖5 狗牙根

圖6 黑麥草

2 水利工程中水土保持工作的重要性

在水利工程中，水土保持工作開展的重要性可以體現(xiàn)在3個方面：一是減小地質(zhì)災害發(fā)生的可能性，使水利工程的正常運行得到保證，也防止水利工程因地質(zhì)災害的影響而出現(xiàn)問題；二是降低水利工程中的水土流失的可能性，水土流失造成的危害較大，這種情況的預防與控制可以使水利工程的使用效率、水庫的蓄水量得到大幅提升；三是降低水文災害發(fā)生的頻率，這樣也就可以使干旱情況、洪澇情況發(fā)生的概率降低，進而使水分的使用、水源的維持得到一定保證。

3 結(jié)語

綜上所述，在水利工程建設的影響下，環(huán)境的質(zhì)量會受到較大程度的影響，對此環(huán)境保護與修復就成為了人們關注的一個焦點。本文針對6種水土保持修復技術進行分析：一是原有系統(tǒng)修復技術；二是沿河系統(tǒng)修復技術；三是自然退化系統(tǒng)修復技術；四是過度墾殖系統(tǒng)修復技術；五是過度開發(fā)系統(tǒng)修復技術；六是開發(fā)建設系統(tǒng)修復技術。這6種修復技術分別適用于不同類型的環(huán)境破壞，在進行技術選擇的時候，工作人員需要從多個方面考量，既要確保技術應用的有效性，也要使環(huán)境破壞的情況得到高效控制。