水利工程水土保持防治及治理措施試析

郭偉 北京市門頭溝水利工程有限公司

水土資源是水利工程可持續(xù)發(fā)展的重要資源，如果沒有水土資源，社會(huì)經(jīng)濟(jì)與物質(zhì)的高速發(fā)展就無法獲得根本保障，嚴(yán)重的水土流失會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。因此，要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，就要做好水土保持工作。水土保持是防治水土流失，保護(hù)、改良和合理利用水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，以利于充分發(fā)揮水土資源的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建立良好生態(tài)環(huán)境的綜合科學(xué)技術(shù)。

一、水利工程水土保持防治及治理對(duì)水利工程的重要意義

1.水利工程水土保持防治及治理指利用水土流失治理方法解決水利工程施工區(qū)域水土流失問題，并保證地區(qū)內(nèi)水土保持效果良好，同時(shí)保護(hù)地區(qū)內(nèi)的水環(huán)境、植被環(huán)境。在水利工程施工中，地區(qū)內(nèi)水環(huán)境、植被環(huán)境是水利工程的重要保護(hù)系統(tǒng)，可提高水利工程的防護(hù)性能，保證水資源和土壤資源，使水利工程施工更穩(wěn)定。

2.水利工程投入使用后，水土流失問題是影響工程使用效率的主要問題。一方面，水土流失問題影響水利工程周邊的自然資源環(huán)境，若治理不及時(shí)，會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境；另一方面，水土流失問題嚴(yán)重將會(huì)造成泥石流等重大地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)現(xiàn)代水利工程產(chǎn)生安全威脅。因此，在水利工程施工中，完成水利工程水土保持防治及治理，可防止水土流失地質(zhì)災(zāi)害形成，并對(duì)水利工程形成保護(hù)作用。

二、水利工程施工中形成的水土流失問題

水土工程施工中形成水土流失問題是比較常見的問題，不僅影響區(qū)域內(nèi)的環(huán)境建設(shè)，更會(huì)在一定限度上影響水利工程施工和使用安全。

1.水利工程施工資源采集造成嚴(yán)重的水土流失問題，在實(shí)施的水利工程施工中，一方面，應(yīng)建設(shè)水利工程區(qū)域內(nèi)的水利資源、河流資源，包括河流阻斷、泥沙挖掘等工作，易造成地區(qū)內(nèi)的生態(tài)破壞，影響地區(qū)內(nèi)的生態(tài)資源建設(shè)，導(dǎo)致地區(qū)內(nèi)出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象。另一方面，水土資源工程建設(shè)中應(yīng)積極利用地區(qū)內(nèi)的植被，同時(shí)需要大量的土方材料。在實(shí)際的資源采集過程中，水土資源采集會(huì)破壞地區(qū)內(nèi)的水土資源，由于施工難度相對(duì)比較大，導(dǎo)致實(shí)際的水土資源難以恢復(fù)，造成地區(qū)內(nèi)水土流失現(xiàn)象。

2.在水利工程建設(shè)過程中，需要建設(shè)工程常用的施工場(chǎng)地、施工臨時(shí)場(chǎng)地、工程機(jī)械設(shè)備存放場(chǎng)地、土料石渣場(chǎng)等。在施工場(chǎng)地建設(shè)過程中，會(huì)對(duì)地區(qū)內(nèi)的水土資源造成破壞，造成水土流失。水利工程施工中水土流失問題會(huì)影響工程施工質(zhì)量，因此，在具體的施工過程中，應(yīng)采取必要的水土流失治理方法對(duì)水利工程施工進(jìn)行保護(hù)。

三、水利工程水土保持防治及治理注意要點(diǎn)

水利工程施工保護(hù)指在水利工程具體施工過程中，應(yīng)用必要的施工技術(shù)，綜合治理水土流失問題，在水利工程水土保持防治及治理過程中，主要包括預(yù)防和治理兩種方法。

1.在水土流失預(yù)防過程中，合理規(guī)劃水利工程，減少水利工程施工對(duì)地區(qū)內(nèi)環(huán)境的破壞，加強(qiáng)水土流失預(yù)防。在水土流失預(yù)防工作開展的過程中，應(yīng)合理規(guī)劃工程的施工場(chǎng)地，有效保護(hù)水利工程的施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，提升水利工程施工質(zhì)量。

2.水利工程水土保持防治及治理技術(shù)主要是對(duì)水利工程區(qū)域內(nèi)水土流失問題進(jìn)行有效處理。①植被破壞是產(chǎn)生水土流失問題的主要原因，因此，在實(shí)際的水土流失問題處理過程中，選擇應(yīng)用增加植被的方法，完成水利工程水土保持防治及治理工作。在水利工程水土流失區(qū)域內(nèi)建立植被種植區(qū)域，選擇適宜的植被進(jìn)行種植，可實(shí)現(xiàn)水利工程水土保持防治及治理。②水土流失總額和治理技術(shù)應(yīng)用過程中，包括水土流失工程施工防治技術(shù)、水利工程邊坡防護(hù)工程施工設(shè)計(jì)、水利工程截水溝工程施工設(shè)計(jì)等技術(shù)內(nèi)容，通過水土流失工程綜合防治技術(shù)應(yīng)用，保證工程施工更高效完成，提升水利工程自身的防護(hù)性能。③水利工程水土保持防治及治理技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)針對(duì)不同的綜合治理場(chǎng)地，應(yīng)用不同的防治技術(shù)。在水利工程施工中臨時(shí)場(chǎng)地、資源開采場(chǎng)地均會(huì)出現(xiàn)水土流失問題，在實(shí)際的治理過程中，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地合理應(yīng)用綜合防止技術(shù)，保證水利工程水土保持防治及治理的效率，可提升水土流失治理效果。

四、水利工程水土保持防治及治理措施

水利工程水土保持防治及治理措施大致可分為三類，分別為工程、生物和耕作措施。同時(shí)運(yùn)用三類技術(shù)措施即為綜合治理措施。

（一）工程措施

水利工程水土保持防治及治理的工程措施大致可分為：溝道治理工程、坡面治理工程和護(hù)岸工程三類。溝道治理工程：在溝道上修建防止溝蝕發(fā)展、攔蓄徑流和泥沙的工程設(shè)施，主要包括淤地壩、攔沙壩、溝頭防護(hù)工程、土石谷坊、引洪漫地、溝道蓄水工程以及滑坡防護(hù)工程等。坡面治理工程：在丘陵、山地和塬地坡面上修筑蓄水、排水和保土工程設(shè)施，主要包括（水平溝、水平臺(tái)地、山邊溝）梯田工程、引水、蓄水和排水工程等。護(hù)岸工程：防止溝道兩岸沖刷的重要工程措施，具有穩(wěn)坡護(hù)岸、改變洪峰方向、保護(hù)耕地間道路等重要功能，包括導(dǎo)流堤、護(hù)岸堤和丁壩等。

在以上工程措施中，淤地壩可以快速減少黃粗泥沙，具有顯著的攔沙效益，被水利部評(píng)為“亮點(diǎn)工程”。對(duì)一級(jí)支流淤地壩攔沙減蝕作用研究表明，不同壩高的淤地壩每公頃平均攔沙量為57150m3，地壩的攔沙量約占水土保持總攔沙量的40%-80%。

（二）生物措施

1.水土保持林建設(shè)

水土保持林業(yè)營造措施是指在水土流失高發(fā)區(qū)營造林地提高植被覆蓋率，充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)徑流攔蓄、水源涵養(yǎng)、河川徑流調(diào)節(jié)作用，避免土壤侵蝕，提升土壤質(zhì)地和改善生態(tài)環(huán)境的功能。水土保持林包括坡面防護(hù)林、侵蝕溝道防護(hù)林、分水嶺地帶防護(hù)林、溝坡防護(hù)林、水土保持經(jīng)濟(jì)林、溝頭防護(hù)林、護(hù)岸護(hù)灘林、水庫防護(hù)林、道路防護(hù)林等。水土保持林營造宜采用人工造林、封山育林、飛播造林相結(jié)合，喬木、灌木和草本相結(jié)合的方式。

2.草牧業(yè)建設(shè)

草牧業(yè)建設(shè)措施是指在水土流失敏感性高、侵蝕等級(jí)高的草原和丘陵地區(qū)，恢復(fù)重建草地草場(chǎng)，增加植被覆蓋率，提高牧草產(chǎn)量與畜牧業(yè)開發(fā)并舉，可以通過以下具體措施進(jìn)行草牧業(yè)建設(shè)：①禁封、封育，屬于自然修復(fù)的典范，是指在輕度退化的草地上，停止開發(fā)、放牧等一系列人為破壞活動(dòng)，利用生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力自然恢復(fù)；②草地改良，對(duì)于中度退化草地，通過人工干預(yù)，如優(yōu)選草種、補(bǔ)播和耕翻、灌溉施肥、保水劑使用等輔助技術(shù)措施對(duì)草場(chǎng)進(jìn)行改良；③草地建植，對(duì)于中重度退化草地，可以通過人工種植牧草或飛播草種而新建的草地，通常具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好的特點(diǎn)；④休牧、輪牧，根據(jù)草地類型、面積、產(chǎn)量以及牲畜的種類、數(shù)量將草場(chǎng)劃分成不同區(qū)域，在不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行牧草休養(yǎng)生息、適當(dāng)放牧、輪流放牧的技術(shù)措施。

（三）耕地措施

水土保持耕地措施指就地?cái)r蓄降水，改變小地形，或增加地面覆蓋的耕作、輪作、防止水土流失，并保證農(nóng)業(yè)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)而采用作物栽培、改良土壤和培肥等措施，把水土保持和農(nóng)業(yè)產(chǎn)量提高統(tǒng)籌考慮。

1.退耕還林還草

坡度較大的耕地是水土流失易發(fā)的區(qū)域，需要進(jìn)行退耕還林還草工程，將水土流失嚴(yán)重、產(chǎn)量低且不穩(wěn)定的坡耕地和沙化耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值鼗虿莸?，修建梯田或林間間作等措施來減輕土壤侵蝕。研究表明，實(shí)施退耕還林還草，能改善土壤結(jié)構(gòu)，消減土壤侵蝕，林地能更好的消除降雨動(dòng)能，降低細(xì)溝侵蝕到50%以下，面蝕到70%以下。

2.改變小地形

改變小地形的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施主要是指增加地面粗糙度的技術(shù)措施，主要包括：圳田、區(qū)田、坑田、水平溝、豐產(chǎn)溝、農(nóng)壟作區(qū)田、等高耕作以及溝壟種植等。

3.增加覆蓋

覆蓋措施主要是指增加地面覆蓋率和增強(qiáng)土壤抗沖蝕性的技術(shù)措施，主要包括間作套種、合理密植、等高帶狀間作、草田輪作、少耕或免耕和殘茬覆蓋等。

（四）材料工程措施

根據(jù)砒砂巖侵蝕動(dòng)力與侵蝕巖性機(jī)理，開發(fā)了抗蝕促生和原巖改性技術(shù)?？刮g促生材料是基于W-OH的新型抗蝕促生復(fù)合材料，與水反應(yīng)后可聚合成為凝膠體，與土和砂的附著力強(qiáng)，具備較佳的滲透性能、抗蝕性能、保水性能及植生性能。有研究表明，抗蝕促生試驗(yàn)小區(qū)徑流量減少70%以上，產(chǎn)沙量減少91%以上。

五、水利工程水土保持防治及治理建議

水利工程水土保持防治及治理工作取得一定成效，然而，也存在水土保持配套法規(guī)和制度還不夠健全，水土保持信息化程度不高，水土流失總體好轉(zhuǎn)、局部良性循環(huán)的局面尚未實(shí)現(xiàn)等問題，水土流失治理依然任重道遠(yuǎn)，因此，本研究提出水利工程水土保持防治及治理工程的對(duì)策與建議，進(jìn)一步推進(jìn)水土保持工作的有效開展。

（一）完善水土保持法規(guī)和制度

建立健全水土保持法律法規(guī)和相關(guān)制度，強(qiáng)化依法防治，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)制度機(jī)制。建立穩(wěn)定的投入機(jī)制，實(shí)施金融扶持政策，引導(dǎo)個(gè)人、企事業(yè)單位等社會(huì)資金投入水土流失治理事務(wù)中；推進(jìn)《生態(tài)補(bǔ)償條例》制定，建立水土保持防治法律保障體系，貫徹執(zhí)行《水土保持法》《草原法》和《森林法》等相關(guān)法律法規(guī)。

（二）加大水利工程水土保持防治及治理力度

堅(jiān)持綜合治理，增加水利工程水土保持防治及治理技術(shù)研發(fā)力度；自然恢復(fù)為主，人工干預(yù)為輔，建立以生態(tài)功能提升為最終目標(biāo)的工程措施；遵循地帶性規(guī)律和因地制宜原則，持續(xù)增加增加人工植被的穩(wěn)定性，提升自然生態(tài)系統(tǒng)的水土保持功能；實(shí)行公益林補(bǔ)償機(jī)制，實(shí)施天然林保護(hù)，強(qiáng)化封山育林。

（三）監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)相結(jié)合

加強(qiáng)生態(tài)監(jiān)測(cè)與工程建設(shè)結(jié)合，建立長期、穩(wěn)定的工程監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)體系，及時(shí)反饋工程建設(shè)效果、調(diào)整水土保持策略。通過地面監(jiān)測(cè)和調(diào)查，基于遙感和GIS技術(shù)、無線通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立完善的工程監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)水土流失情況、治理動(dòng)態(tài)以及治理效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，充分保障水土保持工程順利進(jìn)行。

（四）提高農(nóng)牧民收入

優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，保障周邊居民收入、創(chuàng)造良好生存生活條件。對(duì)生活條件惡劣，地質(zhì)災(zāi)害頻繁的地區(qū)，實(shí)施生態(tài)移民，落實(shí)國家精準(zhǔn)扶貧的目標(biāo)。對(duì)水土流失地區(qū)的富余勞動(dòng)力，一方面，發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⒓s化畜牧業(yè)發(fā)展，推動(dòng)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展；另一方面，開展專業(yè)性技能培訓(xùn)，提高農(nóng)民素質(zhì)與就業(yè)能力，促進(jìn)剩余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)化。

六、水利工程水土保持防治及治理效益

（一）生態(tài)效益

水利工程水土保持防治及治理措施能夠保護(hù)水資源，降低水污染程度，合理開發(fā)并保護(hù)土地資源，提高植被覆蓋，改善土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高土壤的滲透力以及蓄水能力。當(dāng)前大部分飛沙走石與水土流失的劣跡現(xiàn)象會(huì)逐步消失，耕地可以實(shí)現(xiàn)退耕還草、退耕還林。

（二）經(jīng)濟(jì)效益

進(jìn)一步增加了每年的攔蓄水徑流量，有效減少了土壤的侵蝕量，降低侵蝕率的同時(shí)又減少了自然災(zāi)害的發(fā)生概率。此外，全面改善了各個(gè)地區(qū)的水資源使用情況，解決了農(nóng)民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水中存在的問題，促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至開創(chuàng)了農(nóng)業(yè)發(fā)展的新局面。在當(dāng)前人口快速增長的背景下，人均農(nóng)地與林地面積不斷增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)有效緩解了人多地少的矛盾，擴(kuò)大了人口環(huán)境容量。

（三）社會(huì)效益

通過采取各種治理措施提高了人們對(duì)環(huán)保的認(rèn)識(shí)，人們能夠自覺維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡，不再亂砍濫伐。在治理荒山、荒溝、荒丘、荒灘過程中，防治了水土流失，保護(hù)和改善了生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了土地資源的合理開發(fā)和可持續(xù)利用。同時(shí)，土地不再沙化、石化或者溝蝕，下游地區(qū)發(fā)生洪澇災(zāi)害的概率降低。土地資源得到了合理利用，農(nóng)林牧地的使用比例逐漸變得合理，推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。

七、結(jié)語

近年來，我國水利工程建設(shè)取得了一定的成效，其中水土保持工作發(fā)揮了重要的作用。由此可見，要切實(shí)提高水利工程建設(shè)的合理性與科學(xué)性，必須做好水土保持工作。水土流失是水利工程建設(shè)者面臨的比較突出的問題，必須結(jié)合實(shí)際做好水土保持工作，才能有效預(yù)防與治理水土流失。水利工程建設(shè)規(guī)模較大，施工技術(shù)復(fù)雜，施工周期較長，在自然環(huán)境下施工必然會(huì)影響自然環(huán)境，導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境遭到破壞。因此，需正確認(rèn)識(shí)水利工程水土保持防治及治理工作。