水利水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用探究

張 科

（廣東岐城水保技術(shù)有限公司，廣東 中山 528415）

1 生態(tài)修復(fù)技術(shù)及其應(yīng)用價(jià)值

1.1 生態(tài)修復(fù)技術(shù)概述

生態(tài)修復(fù)是依靠自然生態(tài)系統(tǒng)中自有的調(diào)節(jié)能力，對自然生態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)修復(fù)，使之走向良好有序的方向的過程。自然的生態(tài)修復(fù)過程一般不會由人工干預(yù)，在特殊的自然生態(tài)修復(fù)過程中會搭配一些輔助性的人工措施，以便于更加快速、高效地幫助受損的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，最終修復(fù)到破壞之前的生態(tài)模式。地球的自然生態(tài)形成了一體化的穩(wěn)固生態(tài)系統(tǒng)，由于人類日漸頻繁的生產(chǎn)生活導(dǎo)致自然生態(tài)平衡被打破，因此需要幫助生態(tài)恢復(fù)到原有平衡狀態(tài)，這被稱為生態(tài)修復(fù)[1]。

生態(tài)恢復(fù)技術(shù)通常有相關(guān)部門技術(shù)人員支撐，依托現(xiàn)有的自然規(guī)律作為指導(dǎo)思想，通過現(xiàn)代技術(shù)對自然生態(tài)進(jìn)行修復(fù)，最終達(dá)到恢復(fù)生態(tài)環(huán)境中的物種、生物多樣性的目的。因此，生態(tài)修復(fù)技術(shù)并不是傳統(tǒng)理解上的生態(tài)功能性修復(fù)，而是對自然生態(tài)環(huán)境的重新塑造。目前，人類并沒有單一的科技能夠修復(fù)所有類型的自然生態(tài)系統(tǒng)，不同的自然生態(tài)需要有針對性的使用不同的生態(tài)修復(fù)技術(shù)及模式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

1.2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

我國的河流、湖泊眾多，我國的水利水電工程事業(yè)利國利民，對我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到強(qiáng)有力的推動作用。然而水利水電工程所帶來的社會經(jīng)濟(jì)價(jià)值并不是持續(xù)性的，極易受到環(huán)境影響[2]。從社會效益來看，水利水電工程可以提升社會穩(wěn)定性，減少居民用電限電情況發(fā)生，提高發(fā)電量等。但是從環(huán)境保護(hù)的層面來看，水利水電工程的建設(shè)會對工程周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定程度上的破壞，對自然環(huán)境平衡帶來一定威脅。綜上所述，水利水電工程人員不僅僅要注重工程建設(shè)過程中的環(huán)境保護(hù)，還需要合理利用生態(tài)修復(fù)技術(shù)對水土進(jìn)行保持，讓水利水電工程更好服務(wù)于國家和社會。

2 水利水電工程水土流失特點(diǎn)分析

2.1 破壞原有生態(tài)環(huán)境

水利水電工程是依托自然水文生態(tài)進(jìn)行建設(shè)的，因此在建設(shè)過程中難免會對當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)產(chǎn)生一定的破壞，甚至?xí)斐伤亮魇У葒?yán)重問題。這不僅給工程人員的生命安全帶來一定威脅，還會影響工程的工期、提升建設(shè)難度，對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。此外，在具體的工程施工中，非常容易對工程周邊的生物、水土多樣性產(chǎn)生破壞，被破壞的施工區(qū)域的環(huán)境、生態(tài)、生物的自然恢復(fù)進(jìn)程相對緩慢。因此，即便是水利水電工程單位將施工地點(diǎn)的植物進(jìn)行移植栽培，也無法在較短時間內(nèi)對本地區(qū)的水土產(chǎn)生“固定”效果。此外，水利水電工程的建設(shè)還會對區(qū)域內(nèi)土壤的含水量產(chǎn)生負(fù)面影響，更加重了對工程施工區(qū)域原有生態(tài)環(huán)境的破壞程度。在水利水電工程建設(shè)完成后，運(yùn)行過程中的截流所形成的水庫會逐步增加上游區(qū)域的土壤含水量，同時降低下游區(qū)域土壤的含水量，進(jìn)而對水利水電工程周邊的環(huán)境產(chǎn)生破壞性影響，此后的植被會難以適應(yīng)全新的自然生存環(huán)境，導(dǎo)致當(dāng)?shù)刂参锏牟∠x害率大幅度提升，影響當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境[3]。

2.2 形成更多災(zāi)害

我國幅員遼闊，地域分布、水域分布的范圍十分廣泛，因而不同地域所屬的自然水域，其自然生態(tài)環(huán)境也十分復(fù)雜、多樣。在水利水電工程建設(shè)過程中，管理人員通常會采用“因地制宜”的方式對工程地區(qū)的水質(zhì)、水域進(jìn)行全面考察，并依據(jù)調(diào)查結(jié)果選擇相應(yīng)的實(shí)施方案。但傳統(tǒng)的知識、經(jīng)驗(yàn)無法在調(diào)查過程中面面俱到，時常會在建設(shè)過程中出現(xiàn)相關(guān)問題，對環(huán)境造成一定負(fù)面影響，并且造成的災(zāi)害種類繁多，如水利水電工程建設(shè)過程中的不規(guī)范行為會增加區(qū)域山洪、水土滑坡、泥石流、堰塞湖等不同種類的災(zāi)害，不僅對自然生態(tài)產(chǎn)生不利影響，還會對周邊的居民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來威脅。

2.3 植被難以修復(fù)

在水利水電工程的設(shè)計(jì)、實(shí)施過程中，通常會在施工現(xiàn)場建造一定的構(gòu)筑物，而此類構(gòu)筑物的修建則會一直與工程建筑一同存在，因而會占用一部分土地。在水利水電工程長期使用過程中，被占用的土地持續(xù)被構(gòu)筑物所擠壓，導(dǎo)致構(gòu)筑物所在地區(qū)的土壤逐漸弱化，具體表現(xiàn)為肥沃程度降低和水土保持能力降低等問題，對應(yīng)自然生態(tài)中植物的自我修復(fù)十分不利，最終使得當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的修復(fù)能力減弱，而此類情況下人工對已遭受破壞的植物、生態(tài)進(jìn)行輔助修復(fù)也較為困難[4]。

3 水利水電工程水土流失主要原因分析

3.1 植被破壞的后果

在水利水電工程在建設(shè)實(shí)施的準(zhǔn)備工作中，會協(xié)同相關(guān)技術(shù)部門對實(shí)際工程現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際考察，依據(jù)考察調(diào)研所得出的地質(zhì)、環(huán)境、水質(zhì)、水源等因素設(shè)計(jì)制定出一套對本地自然生態(tài)破壞最小的方案，并按照方案選擇合適的設(shè)備進(jìn)行施工工作。即便是方案制定恰到好處，但只要使用工程機(jī)械就勢必會對周邊區(qū)域的土地、植被造成一定程度的破壞，致使該區(qū)域的水土保持能力下降。此外，工程建設(shè)中的廢棄物及工人生活垃圾都會對水土造成一定的空間擠壓和污染，降低本地區(qū)的土壤質(zhì)量及水土的保持能力，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)刂脖坏纳L，而植被的生長受阻又會反過來繼續(xù)惡化自然生態(tài)，形成負(fù)反饋。綜上所述，地面原有的植被能夠起到很好的防沙固水作用，而植被的破壞會對本地區(qū)的自然水土生態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響，這是水利水電工程中水土流失的原因之一[5]。

3.2 臨時占用造成的破壞

水利水電工程中造成水土流失的另一個原因，是建設(shè)用地的臨時占用。水利水電工程通常具有規(guī)模大、建設(shè)時間長的特點(diǎn)，在實(shí)際的建設(shè)過程中投入大量的工程人員、機(jī)械設(shè)備，因而需要在工程區(qū)域的周邊建設(shè)工作人員居所，以及設(shè)備倉庫等臨時建筑，以此來滿足工程建設(shè)中人員生活和設(shè)備維護(hù)的需要。但原有的自然生態(tài)較為脆弱，臨時建筑用地會對原本的生態(tài)植被、自然水土造成損害，在臨時建筑拆除后，占用區(qū)域先前的植被、水源難以恢復(fù)到先前的狀態(tài)，進(jìn)而造成水土流失問題[6]。

3.3 工程造成的水土流失

水利水電工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，工程的推進(jìn)過程中會涉及到多層環(huán)節(jié)。從體系化的角度來看，在工程初期設(shè)計(jì)中會涉及到電力、洪水防控、農(nóng)業(yè)控制、水流量控制、生活用水量、工業(yè)用水量、水資源利用率等多方面，因此每一個環(huán)節(jié)都會或多或少的造成一定程度的水土流失，破壞自然水土的生態(tài)多樣性。在上述環(huán)節(jié)中，不同環(huán)節(jié)所造成的水土流失的原因不盡相同，進(jìn)而會對土地的重力、水力產(chǎn)生不同的功能性影響。因此，水利水電工程環(huán)節(jié)繁雜多樣，如果不能及時有效地進(jìn)行針對性處理，勢必會對當(dāng)?shù)厮辽踔潦亲匀簧鷳B(tài)造成破壞，最終影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及社會經(jīng)濟(jì)的增長。

4 水利水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)分析

4.1 水資源保護(hù)及所利用技術(shù)

水利水電工程施工過程中，使用水資源保護(hù)技術(shù)是十分重要且必要的，該技術(shù)主要面向水利水電中的河道水資源管理。護(hù)岸在水利工程中主要的作用便是防洪控水，對水資源進(jìn)行保護(hù)利用，因此在整個工程中，河道的整治十分重要，需要對護(hù)岸進(jìn)行工程設(shè)置。相關(guān)技術(shù)人員、工作人員需要結(jié)合工程實(shí)際情況，采取合理的管控措施，以求提升該水利水電工程的泄洪安全指標(biāo)，對水資源的生態(tài)進(jìn)行保護(hù)，并且提高水資源的使用效率，同時為兩岸的居民生命財(cái)產(chǎn)提供安全保障。此外，需要重視水利水電工程中的疏浚。水源的疏浚與河床的變化存在十分密切的聯(lián)系，為了更好地保護(hù)水資源、利用水資源，就必須要使用合適的疏浚手段，提高水源的泄洪效率，改善水土品質(zhì)。在生態(tài)修復(fù)過程中，需要用最新的技術(shù)模式，依據(jù)“不輕易加深河道”原則，對淤泥堆積較為嚴(yán)重的流段進(jìn)行技術(shù)處置。具體而言，應(yīng)利用大數(shù)據(jù)及水資源測算技術(shù)，定期對水土的保持度進(jìn)行測量、存檔，并將存檔數(shù)據(jù)進(jìn)行周度、月度總結(jié)，形成可視化的圖表，以此來強(qiáng)化對水利水電工程的水資源利用情況的監(jiān)測[7]。

4.2 植被生態(tài)修復(fù)技術(shù)

從現(xiàn)階段的水利水電工程建設(shè)情況來看，我國絕大部分的森林地域在實(shí)際的水利水電工程中，存在較為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，其中重要的原因便是森林植被遭到不同程度、不同原因的破壞。相關(guān)部門在工作中應(yīng)把握植被生態(tài)修復(fù)工作的本質(zhì)，依據(jù)實(shí)際情況尋找植被修復(fù)的可行方案及技術(shù)手段。具體包含普通綠化、噴播技術(shù)以及香草根技術(shù)。普通綠化主要是在相對平緩、平整的土壤鋪貼草皮，適用于水土質(zhì)量較好，無特殊要求的工程現(xiàn)場；噴播技術(shù)主要是在一定坡度的地區(qū)，通過草種、粘合劑、營養(yǎng)液等物質(zhì)混合，實(shí)現(xiàn)噴播植草的技術(shù)，能夠快速修復(fù)一定具有一定坡度的水利水電工程；香草根技術(shù)主要是將香草與其它根系發(fā)達(dá)的輔助草混合配置，按實(shí)際工程地區(qū)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，形成高強(qiáng)度的生物墻體，以此來減少水土沖溝的形成，降低水土化滑坡概率。

4.3 邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)

邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)是水利水電工程水土保持的重要技術(shù)手段，在實(shí)際應(yīng)用主要使用剛?cè)嵋惑w的防控原則，利用該技術(shù)進(jìn)行水土生態(tài)修復(fù)，能夠在一定基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)水土保持、坡度保護(hù)、景觀改善以及生態(tài)維護(hù)。根據(jù)水利水電工程中邊坡的現(xiàn)狀，抽取不同邊坡的巖體結(jié)構(gòu)、土壤覆蓋層情況，通過質(zhì)量分析儀器對采集到的樣本進(jìn)行物質(zhì)分析，以便于制定技術(shù)方案。該技術(shù)的具體實(shí)施需要與梯度綠化、基板綠化、點(diǎn)孔挖溝、溝槽綠化、植被恢復(fù)等方法進(jìn)行相關(guān)操作。以點(diǎn)孔挖溝法為例，該技術(shù)模式主要應(yīng)用于受拉變形的巖質(zhì)邊坡，此種結(jié)構(gòu)邊坡均勻度較差，裂痕較多，孔洞分布廣泛。因此，在邊坡表面較好的區(qū)域挖鉆植被種植孔洞，并加入適宜水土，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)孔種植。還可以通過邊坡挖溝，在溝中放置植被種植材料，提升邊坡的水土保持度[8]。

5 水利水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)具體應(yīng)用策略

5.1 保護(hù)表面種植層土壤

要做好水利水電工程的水土保持保持生態(tài)修復(fù)工作，需要強(qiáng)化對土壤資源價(jià)值的正確認(rèn)知，只有保護(hù)工程區(qū)域的表面土壤，才能保障后續(xù)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用及取得的成果。傳統(tǒng)的水利水電工程主要保持“三通一平”的工作原則，這會使工程地區(qū)的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重?fù)p害。因此，在實(shí)際的生態(tài)修復(fù)過程中，工作人員應(yīng)將工程周邊填埋的廢棄渣質(zhì)進(jìn)行挖掘取出，并妥善處理，之后對挖掘區(qū)域進(jìn)行施肥，強(qiáng)化表層的土壤肥力及水土保持力，確保后續(xù)的水土恢復(fù)植被能夠獲取足量的養(yǎng)分。此外，在水利水電工程建設(shè)初期，就應(yīng)重點(diǎn)落實(shí)工程區(qū)域表面種植層土壤的保護(hù)，通過設(shè)置各類措施及規(guī)章制度降低對周邊環(huán)境的破壞，保護(hù)原有生態(tài)[9]。

5.2 制定合理的水土修復(fù)計(jì)劃

不同區(qū)域、不同工程的水土流失存在差異性，因此在水利水電工程水土保持生態(tài)修復(fù)工作實(shí)施前，需要遵循“因地制宜”原則，先制定科學(xué)、合理、合適的水土修復(fù)計(jì)劃。

首先，計(jì)劃制定者需要根據(jù)本區(qū)域的水土流失原因?yàn)閷?dǎo)向，制定生態(tài)修復(fù)計(jì)劃。重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域水土保持情況、生態(tài)學(xué)水土量度，發(fā)揮技術(shù)人員的數(shù)理能力。此外，修復(fù)人員需要依據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際水土情況選擇移植植物，搭配合理，發(fā)揮不同植物的生態(tài)修復(fù)優(yōu)勢，在工程區(qū)域構(gòu)建多層次、全方位的人工生態(tài)。其次，借助技術(shù)及人工力量加快生態(tài)修復(fù)速度。計(jì)劃制定者需要依據(jù)區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)條件及具體情況，制定具備針對性的生態(tài)修復(fù)計(jì)劃。利用最新的生物科學(xué)技術(shù)，促進(jìn)水土生態(tài)的自我修復(fù)能力，同時強(qiáng)化管理人員的監(jiān)管力度，實(shí)現(xiàn)水土自我修復(fù)與人工輔助修復(fù)的高效協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)水利水電工程水土流失的有效控制。

5.3 構(gòu)建水土保持監(jiān)測管理體系

首先，重視水利水電工程中河流的水土監(jiān)測，構(gòu)建網(wǎng)格化監(jiān)測站、監(jiān)測點(diǎn)體系，對本地區(qū)水土保持情況進(jìn)行全方位監(jiān)控。其次，保障水利水電工程監(jiān)測管理的落實(shí)，工作人員結(jié)合當(dāng)?shù)厮良碍h(huán)保政策，有效提升生態(tài)修復(fù)效率。最后，依托水土保持監(jiān)測管理體系，對管轄范圍內(nèi)的水土環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行全方位分析，結(jié)合本地區(qū)生態(tài)情況定期進(jìn)行考察調(diào)研，針對本地區(qū)植物、溫度、濕度、降水量進(jìn)行因素多元分析，并形成統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確保區(qū)域水土保持監(jiān)測及管理順利進(jìn)行。

6 結(jié)語

綜上所述，水利水電工程與我國的國計(jì)民生息息相關(guān)，但水利水電工程不應(yīng)該僅關(guān)注于其經(jīng)濟(jì)、社會效益，還需要重視水利水電工程對于生態(tài)環(huán)境影響。通過分析水利水電工程中水土流失及原因，依據(jù)實(shí)際情況選擇科學(xué)、合理的水土保持與生態(tài)修復(fù)技術(shù)，最終保證水利水電工程區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)。