水利工程水土保持措施和效果探討

高利民

甘肅省榆中縣天池峽水土保持試驗(yàn)站，甘肅榆中 730100

水利工程作為關(guān)系民生與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵項(xiàng)目，其重要性毋庸置疑。由于當(dāng)下所建立的水利工程多具有規(guī)模較大、技術(shù)先進(jìn)性較高等特點(diǎn)，因此施工周期通常較長(zhǎng)，需要在限定的施工期限內(nèi)完成預(yù)先設(shè)計(jì)的任務(wù)。在水利工程的施工期間由于對(duì)技術(shù)要求較高，且所處環(huán)境可能存在阻礙施工進(jìn)程的因素，導(dǎo)致整體作業(yè)難度較大。為在保證水利工程建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，有效解決水土流失這一關(guān)鍵問題，避免生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，需設(shè)定維持水土保持能力的目標(biāo)，進(jìn)而在配合實(shí)施多類型處理方案后確保水利資源的利用率，為實(shí)現(xiàn)全面保護(hù)我國(guó)水文環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)提供支持。

1 水土流失的影響

1.1 頻繁降雨引發(fā)洪澇災(zāi)害

部分地區(qū)在其水土含量受不確定因素影響而降低后，將會(huì)使得土壤內(nèi)部產(chǎn)生顆?？障吨饾u減少的不良現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致水土流失現(xiàn)象發(fā)生概率增加。同時(shí)，大量土壤中含水量減少和關(guān)鍵河道被泥土淤積后，會(huì)增大后續(xù)自然災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[1]。例如，若該地區(qū)進(jìn)入雨季，頻繁的降雨與暴雨現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致泥石流等典型的洪澇災(zāi)害，從而威脅區(qū)域人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 降低水利工程效益

頻繁的降水會(huì)嚴(yán)重沖刷地面表層土壤，尤其是在大量水流經(jīng)過的情況下，會(huì)使得泥沙受到較為明顯的裹挾壓力，并隨水流通過地表徑流流入河道、湖泊等區(qū)域后，長(zhǎng)期堆積在河道處，進(jìn)而使得河道淤塞風(fēng)險(xiǎn)增大，影響水利工程的運(yùn)轉(zhuǎn)效率[2]。此外，泥沙的大量堆積會(huì)使得周邊水庫(kù)容量縮減，尤其在河床與河道位置上升后，部分河流可能會(huì)被泥沙阻斷，甚至直接改道，導(dǎo)致水利工程的洪澇防御能力和水資源調(diào)運(yùn)能力明顯降低，增大各類災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 增大水文環(huán)境惡化程度

大量泥沙進(jìn)入河流區(qū)域，是水土流失較為嚴(yán)重的情況下經(jīng)常產(chǎn)生的現(xiàn)象，水庫(kù)、河流等會(huì)處于水體渾濁的狀態(tài)，且泥沙中含有人類活動(dòng)產(chǎn)生的多種有害物質(zhì)，如農(nóng)藥殘留、生活垃圾等一旦進(jìn)入水源會(huì)對(duì)周邊區(qū)域水質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響[3]。而隨著時(shí)間的推移，其水文環(huán)境的受損程度也會(huì)不斷加深，導(dǎo)致水體整體自凈能力降低，這種具有循環(huán)式特點(diǎn)的惡化影響，會(huì)嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

2 水土保持的效益概述

2.1 環(huán)境效益

水土保持的防治措施的實(shí)施，可起到防控水土流失的重要作用。在提高工程施工區(qū)域植被生長(zhǎng)能力與覆蓋率后，可降低因降雨而給地表土帶來(lái)的沖刷影響，進(jìn)而有效解決水土流失問題，為維持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)發(fā)展穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。

2.2 社會(huì)效益

水利工程建設(shè)期間，通過實(shí)時(shí)分析水土保持工作的展開效果，在確保工程設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)際效果的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮其協(xié)調(diào)作用優(yōu)勢(shì)，可以平衡經(jīng)濟(jì)與自然之間的發(fā)展關(guān)系，使得建設(shè)區(qū)域與環(huán)境條件展現(xiàn)出和諧共存的特征。此背景下，水利資源將能夠保證調(diào)用的科學(xué)性，起到預(yù)防旱澇災(zāi)害的作用，充分滿足當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田灌溉、發(fā)電、蓄水等實(shí)際需求，提高水利工程的社會(huì)效益。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

保證水土保持措施落實(shí)的有效性，與其能否滿足對(duì)自然環(huán)境條件適宜性的基本要求密切相關(guān)。而在社會(huì)效益生產(chǎn)期間，建立與自然環(huán)境之間的和諧發(fā)展關(guān)系，在確保土地能夠在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)其生產(chǎn)能力的同時(shí)，能夠獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

3 水土流失的成因分析

3.1 人為因素

3.1.1 忽視了水土保護(hù)工作的重要性 在展開相關(guān)工作時(shí)，部分施工人員水土保持意識(shí)不強(qiáng)，忽略水土保護(hù)工作的重要性。此條件下，極易在出現(xiàn)水土流失現(xiàn)象后，無(wú)法確保相應(yīng)措施落實(shí)與管控的及時(shí)性，進(jìn)而在長(zhǎng)期影響下導(dǎo)致區(qū)域水土流失現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，進(jìn)而威脅周邊區(qū)域的生態(tài)安全。

3.1.2 未能充分考慮到周邊生態(tài)系統(tǒng)情況 在水利工程運(yùn)營(yíng)期間，相關(guān)施工人員未能全面探討水土流失問題，導(dǎo)致無(wú)法明確與當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的水土保持關(guān)聯(lián)內(nèi)容，影響施工方案的落實(shí)。加之周邊生態(tài)系統(tǒng)與水利基礎(chǔ)設(shè)施不匹配，極易因后續(xù)出現(xiàn)設(shè)施維護(hù)不當(dāng)破壞河道等負(fù)面問題，不利于水土長(zhǎng)期保持，甚至導(dǎo)致自然生態(tài)環(huán)境遭到破壞。

3.1.3 補(bǔ)救措施不及時(shí) 在水利工程施工后期的現(xiàn)場(chǎng)管理期間，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)水土流失的嚴(yán)重情況，針對(duì)具體的不良影響制定并落實(shí)相應(yīng)的補(bǔ)救措施[4]。但由于水利工程的規(guī)模較大且技術(shù)條件較為復(fù)雜，在無(wú)預(yù)先準(zhǔn)備的情況下要想保證實(shí)施補(bǔ)救措施的及時(shí)性比較困難，這就導(dǎo)致水土流失的影響進(jìn)一步增大。

3.2 自然因素

部分河道的地理位置較為特殊，受自然河道改向或地質(zhì)變動(dòng)的影響，容易形成泥沙大量堆積，而抬高水位容易使周邊土層結(jié)構(gòu)逐漸坍塌。長(zhǎng)此以往將形成惡性循環(huán)，周邊區(qū)域的水土保持難度日益增大，僅憑原本的植物根系保持效果無(wú)法起到保持水土的作用，會(huì)嚴(yán)重破壞周邊生態(tài)系統(tǒng)，從而加速水土流失。

4 水利工程水土保持措施

4.1 工程措施

首先，需要對(duì)大壩的兩側(cè)進(jìn)行處理，可以選擇合適的混凝土材料加固該部位，并通過挖溝解決坡底和周邊區(qū)域作業(yè)過程中所存在的問題。

其次，需要全面掌握在施工環(huán)節(jié)中石灰混凝土骨料及涂料的分布放置情況，可在砂石采集及廢棄土層區(qū)域添加圍擋設(shè)施，配合瓦舍合適規(guī)格的排水溝將充分發(fā)揮其保護(hù)作用[5]。

最后，確保廢渣分類的合理性，對(duì)于具有回收價(jià)值的渣料預(yù)先制定相應(yīng)的處理措施，從而充分發(fā)揮渣料利用價(jià)值，進(jìn)一步降低其處理的危害性。對(duì)于不具有回收利用價(jià)值且具有一定危害性的廢渣則需要進(jìn)行重點(diǎn)處理，應(yīng)設(shè)置零污染與零破壞的處理目標(biāo)。

4.2 植物護(hù)坡工作

從土地保護(hù)的角度來(lái)看，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)環(huán)保作為各類物理措施落實(shí)的主要原則，嚴(yán)格遵循邊施工邊處理的工作要求，確保施工區(qū)域內(nèi)的地形地貌特征能夠快速恢復(fù)。以土層邊坡處理為例，應(yīng)基于對(duì)大壩進(jìn)行取材后的施工現(xiàn)場(chǎng)展開合適的植物護(hù)坡工作，配合適當(dāng)?shù)靥钔烈赃_(dá)到退工還耕的目的[6]。對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行覆土處理后即可開展地形地貌恢復(fù)工作，為后續(xù)河岸區(qū)域種植大量果樹提供條件，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供助力的同時(shí)，增強(qiáng)自然生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)效果。

4.3 完善水土流失處理方案

基于對(duì)地表環(huán)境受破壞施工影響的分析，相關(guān)人員可根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕で闆r展開科學(xué)規(guī)劃，確保各類防止水土流失的措施的實(shí)用性與可行性。例如，相關(guān)人員需要在前期施工環(huán)節(jié)收集現(xiàn)場(chǎng)的施工資料，基于植被的生長(zhǎng)情況對(duì)破壞后的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并將所獲取到的評(píng)估信息作為制定恢復(fù)措施的主要參考。相關(guān)措施的展開需要基于設(shè)定的竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面調(diào)查，嚴(yán)格遵循水土保持的基本原則，進(jìn)而將水利工程的施工而對(duì)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)造成的影響降至最低。

4.4 完善相關(guān)的管理制度

工作措施的落實(shí)程度與工程建設(shè)及水土維護(hù)的支持度密切相關(guān)，因此需要在提供充足資金保障條件以及大力配合各類措施落實(shí)的前提下展開水土保持工作，進(jìn)而保證工作措施的落實(shí)效果。在由政府牽頭給予水土保持工作資金支持的過程中，需要圍繞水利工程的實(shí)際施工情況進(jìn)行分析，強(qiáng)調(diào)最大限度降低水土流失影響的重要意義，優(yōu)先對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件予以恢復(fù)[7-9]。進(jìn)一步完善相關(guān)管理制度是對(duì)水土保持工作予以重點(diǎn)管控的關(guān)鍵因素，相關(guān)部門應(yīng)基于水土保持工作的實(shí)際情況判斷現(xiàn)有的工作缺陷，提高預(yù)防與監(jiān)管制度的實(shí)施可靠性。同時(shí)，相關(guān)部門還應(yīng)鼓勵(lì)群眾參與水利工程建設(shè)，調(diào)動(dòng)其水土保持工作過程中的積極性與主動(dòng)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)施工區(qū)域全面保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境的管控目標(biāo)。

4.5 引入科學(xué)技術(shù)

為保證實(shí)施的水土保持工作措施所產(chǎn)生的效果與預(yù)期定制目標(biāo)相匹配，相關(guān)部門需要在工作的實(shí)際開展期間提高對(duì)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的重視，基于當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況建立完善的水土保持體系。同時(shí)，相關(guān)部門還需要在區(qū)域水土條件允許的情況下引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，如種植、施肥、后期養(yǎng)護(hù)等，在為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展注入活力的同時(shí)，促使生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)效果進(jìn)一步增強(qiáng)。

4.6 強(qiáng)調(diào)臨時(shí)占地區(qū)域保護(hù)

完成施工任務(wù)后，相關(guān)人員應(yīng)全面分析臨時(shí)占地區(qū)域的土質(zhì)，對(duì)于不適宜植物生長(zhǎng)的土壤進(jìn)行替換處理，提高地貌環(huán)境全面恢復(fù)的效率。對(duì)臨時(shí)占用生活區(qū)進(jìn)行處理與恢復(fù)的過程中，相關(guān)人員需要充分考慮多類干擾因素的影響，如氣候條件、生物種類、水土分布等[10-13]。大量種植適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的植物，加速原始地貌環(huán)境的恢復(fù)。

4.7 重點(diǎn)監(jiān)測(cè)施工區(qū)域

為最大限度地降低區(qū)域的水土流失影響，在加大周邊環(huán)境保護(hù)力度的基礎(chǔ)上，相關(guān)人員要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)施工區(qū)域，確保全面掌握施工區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)情況和措施落實(shí)后的處理效果，并基于所制定的監(jiān)測(cè)指標(biāo)展開對(duì)相關(guān)信息的調(diào)查確認(rèn)工作。硬性指標(biāo)設(shè)置規(guī)范條件下可以為給相關(guān)人員展開針對(duì)性管理工作提供參考，通過約束施工人員行為、施工考核等方式，可以在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)施工地區(qū)的植被。此過程需要深入分析區(qū)域氣溫、植被類型等情況，獲取具有系統(tǒng)化特點(diǎn)的可用數(shù)據(jù)，為展開水土保持工作提供可靠依據(jù)。

4.8 棄渣場(chǎng)利用與堆放的處理

水利工程施工期間需要基于招標(biāo)文件所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)將廢棄渣料放置于指定區(qū)域，并在周邊位置設(shè)置漿砌石擋土墻，以避免因降雨天氣的影響而導(dǎo)致廢棄渣料被沖散流入河道，從而對(duì)供水系統(tǒng)造成不良影響。在圍墻后增加過濾層過濾凈化，降低水流流速，以達(dá)到預(yù)防水土流失的目的[14-17]。及時(shí)處理所產(chǎn)生的施工廢棄渣料，并設(shè)置排水溝渠、自然流水坡等為渣場(chǎng)提供保護(hù)條件，避免產(chǎn)生水流匯集現(xiàn)象，導(dǎo)致水土流失加劇，有效預(yù)防環(huán)境污染。

4.9 場(chǎng)地邊坡的處理

第一，在開挖邊坡場(chǎng)地的過程中，基于周邊環(huán)境條件增設(shè)排水溝渠，保障周邊水流引流的科學(xué)性，從而降低因基坑及邊坡等結(jié)構(gòu)所造成的水流影響，可有效防范坍塌現(xiàn)象。

第二，選擇使用放坡開挖的作業(yè)方式，確保所設(shè)定的坡度值能夠匹配穩(wěn)定控制的基本要求。若坡高度＞8 m則建議增加額外的道路，將周邊器械堆放的距離控制在3 m以外，避免因地面荷載的降低而造成不良影響[18-19]。

第三，在監(jiān)測(cè)邊坡穩(wěn)定情況的過程中，提高對(duì)監(jiān)測(cè)頻率和監(jiān)測(cè)信息的重視，進(jìn)而有效預(yù)防坍塌事件的產(chǎn)生。

第四，合理管理在施工區(qū)域外的植被，并需要切實(shí)落實(shí)相應(yīng)的保護(hù)措施為周邊植被提供更為全面的保護(hù)條件。

4.10 飲用水源的保護(hù)

第一，科學(xué)、合理地劃分生活區(qū)域與施工區(qū)域，對(duì)雨水徑流進(jìn)行引導(dǎo)匯聚，在經(jīng)過沉淀池處理后依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放。第二，及時(shí)、科學(xué)地清理區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的生活垃圾。例如，可以臨時(shí)堆放在半封閉的垃圾池中定期清理，清理完成后需要以焚燒或掩埋的方式避免生活垃圾對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成不良影響，配合定期消毒的方式，從而更好地保護(hù)飲用水源。

4.11 防止廢氣污染

第一，在施工區(qū)域內(nèi)的機(jī)動(dòng)車輛及燃油機(jī)械設(shè)備均需要為其提供消音排煙凈化系統(tǒng)，嚴(yán)格監(jiān)管廢氣的排放情況。

第二，在對(duì)施工區(qū)域的路面進(jìn)行處理的過程中，工作人員需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定佩戴合適的防塵面罩，并需要通過定期灑水的方式降低現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵。

第三，在運(yùn)輸車輛運(yùn)行期間，需要在其物料上覆蓋篷布，并需要在每次進(jìn)出時(shí)對(duì)車輛的外表及車輪進(jìn)行沖洗清潔處理，避免揚(yáng)塵污染過大對(duì)市區(qū)道路造成影響。

4.12 采用生態(tài)保護(hù)措施

水利工程完工后需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)展開恢復(fù)處理工作，相關(guān)部門要強(qiáng)調(diào)臨時(shí)設(shè)施的全面清理的重要性，從而更好地展開覆土還耕及還林等工作。

第一，完成開挖作業(yè)后需要針對(duì)破壞區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性的處理保護(hù)工作，通過植樹種草等措施確保在短時(shí)間內(nèi)將區(qū)域的自然狀態(tài)予以恢復(fù)，這也是解決區(qū)域水土流失嚴(yán)重問題的關(guān)鍵手段。

第二，嚴(yán)格監(jiān)管自然景觀恢復(fù)情況，避免因施工區(qū)域所產(chǎn)生的施工活動(dòng)及施工人員的日常生活所遺留下的垃圾而對(duì)區(qū)域自然景觀造成影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)論是在水利工程施工期間還是在其后續(xù)的運(yùn)營(yíng)過程中，均需要采取對(duì)應(yīng)的預(yù)防管控措施，以確保工程質(zhì)量與措施的落實(shí)效果，最大限度地降低水利工程施工或運(yùn)營(yíng)所帶來(lái)的影響。而想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，關(guān)鍵在于對(duì)自然災(zāi)害、水資源調(diào)運(yùn)等方面的合理控制。在水利工程施工期間，相關(guān)部門需要深入分析當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，并需要提高對(duì)水土保持內(nèi)容的重視程度，全面增強(qiáng)各類恢復(fù)措施的應(yīng)用效果，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域水土保護(hù)目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。