水利工程施工中水土流失的影響及防治策略研究

摘要：水土流失是水利工程施工不可忽視的問(wèn)題，直接關(guān)系到工程結(jié)構(gòu)和周邊生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。施工引發(fā)的土壤侵蝕、水流對(duì)土壤的侵蝕，易導(dǎo)致水庫(kù)淤積和水質(zhì)惡化，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成直接和間接的影響。為有效應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，防治策略主要涵蓋工程手段、管理措施以及社會(huì)參與宣教。通過(guò)坡面保護(hù)、植被恢復(fù)、護(hù)坡結(jié)構(gòu)等工程手段，有效降低了水土流失的風(fēng)險(xiǎn)；施工管理與技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)劃與監(jiān)測(cè)體系建設(shè)等管理措施也為防治提供了科學(xué)依據(jù)；同時(shí)，社區(qū)合作、農(nóng)戶(hù)培訓(xùn)等社會(huì)參與方式，加強(qiáng)了防治效果。通過(guò)案例分析，文章闡述了水土流失在具體水利工程中的影響與防治實(shí)踐[1]，有效性評(píng)估表明，綜合施行多層次的防治策略可為水利工程提供可持續(xù)發(fā)展的路徑。

關(guān)鍵詞：水利工程；水土流失；防治策略

水利工程的建設(shè)在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮著重要作用。然而，與之而來(lái)的水土流失問(wèn)題日益引起關(guān)注。水土流失不僅對(duì)水利工程結(jié)構(gòu)造成直接威脅，還對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著施工活動(dòng)的增加，土壤侵蝕、水流對(duì)土壤的侵蝕等現(xiàn)象日益凸顯，威脅到工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和周邊生態(tài)系統(tǒng)的健康。因此，深入研究水利工程施工中水土流失的機(jī)制、影響及防治策略顯得尤為迫切。本文旨在深入剖析水土流失的機(jī)制及其對(duì)水利工程的影響，并系統(tǒng)地探討多層次的防治策略，包括工程手段、管理措施以及社會(huì)參與宣教[2]。通過(guò)對(duì)案例的分析，結(jié)合對(duì)防治策略有效性的評(píng)估，本研究旨在為水利工程的可持續(xù)發(fā)展提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以應(yīng)對(duì)水土流失帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

1 水土流失的機(jī)制與影響

1.1 水利工程施工中的土壤侵蝕過(guò)程

水土流失作為水利工程施工中的主要環(huán)境問(wèn)題，其機(jī)制與影響在土壤侵蝕過(guò)程中表現(xiàn)得尤為顯著。施工活動(dòng)中，土壤侵蝕過(guò)程主要受到兩方面因素的影響：機(jī)械性因素和水動(dòng)力因素。機(jī)械性因素指施工活動(dòng)中機(jī)械設(shè)備和工程車(chē)輛對(duì)土壤的機(jī)械破壞。例如，大型施工機(jī)械在開(kāi)挖、挖填、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中不可避免地導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)疏松、表土剝離等現(xiàn)象，使土壤失去原有的抵御水流侵蝕的能力。水動(dòng)力因素主要表現(xiàn)為施工場(chǎng)地的水流引發(fā)的侵蝕。施工現(xiàn)場(chǎng)常因?yàn)槁懵兜耐恋?、缺乏植被覆蓋等原因，使得水流容易對(duì)土壤進(jìn)行沖刷。雨水或施工過(guò)程中的水流通過(guò)裸露的土地，形成溝道，帶走了大量土壤顆粒，造成水土流失。這種土壤侵蝕過(guò)程直接導(dǎo)致了水利工程施工中水土流失的不良影響[3]。

對(duì)于此，一方面，土壤的減少和流失使得工程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)變得不牢固，增加了工程的維護(hù)難度和成本。另一方面，流失的土壤含有豐富的養(yǎng)分，其丟失直接導(dǎo)致了周邊生態(tài)環(huán)境的破壞，可能引發(fā)水質(zhì)問(wèn)題和生態(tài)系統(tǒng)崩潰。因此，為減緩水土流失對(duì)工程和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的不利影響，深刻理解和有效應(yīng)對(duì)水利工程施工中的土壤侵蝕過(guò)程至關(guān)重要。

1.2 水土流失對(duì)水利工程的直接影響

水土流失對(duì)水利工程的直接影響顯著，主要體現(xiàn)在工程結(jié)構(gòu)的損害和水庫(kù)淤積與水質(zhì)惡化等方面。水土流失導(dǎo)致了工程結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，這是由于土壤的大量流失削弱了地基的支撐能力。工程結(jié)構(gòu)如壩體、堤壩等在水土流失的影響下，易發(fā)生滑坡、坍塌等現(xiàn)象，直接危及工程的安全性和穩(wěn)定性。同時(shí)，水土流失容易導(dǎo)致大量泥沙進(jìn)入水體，導(dǎo)致水庫(kù)淤積。淤積加劇了水庫(kù)容積的減少，影響了水庫(kù)的防洪能力和調(diào)蓄效果。此外，水庫(kù)淤積還加速了水體富營(yíng)養(yǎng)化的過(guò)程，可能引發(fā)藻類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)、水質(zhì)惡化，對(duì)水庫(kù)的生態(tài)平衡造成破壞。

這些直接影響給水利工程帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問(wèn)題，不僅增加了維修和修復(fù)的成本，也危及了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。水庫(kù)淤積和水質(zhì)問(wèn)題則影響了水資源的可持續(xù)利用，威脅了生態(tài)系統(tǒng)的健康。因此，深入理解水土流失對(duì)水利工程的直接影響，采取有效的防治策略，包括工程手段和管理措施，對(duì)維護(hù)水利工程的安全、穩(wěn)定和生態(tài)健康具有重要的意義。

1.3 對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的間接影響

水土流失的間接影響主要體現(xiàn)在對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。土壤養(yǎng)分的大量流失直接導(dǎo)致了土壤的貧瘠，降低了土地的肥力。以贛南地區(qū)為例，探究該地區(qū)水土流失是否存在空間依賴(lài)及其變化特征，當(dāng)?shù)夭捎萌帜m指數(shù)空間自相關(guān)對(duì)其進(jìn)行度量。檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示，可知1996年、2000年、2011年、2019年贛南地區(qū)18縣（市、區(qū)）的水土流失面積的Morans I呈現(xiàn)出由正值轉(zhuǎn)為負(fù)值的趨勢(shì)，且逐漸趨于0。鑒于行政區(qū)劃分的客觀事實(shí)，結(jié)果仍能在一定程度上代表贛南地區(qū)水土流失的空間發(fā)展趨勢(shì)，即由集聚向發(fā)散轉(zhuǎn)變，水土流失的地理空間依賴(lài)度減弱。

表1 贛南地區(qū)水土流失面積的Morans I

同時(shí)，大量泥沙進(jìn)入河流和水體，引發(fā)了河流的淤積和水體的渾濁。這不僅影響了水體生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也加速了水體富營(yíng)養(yǎng)化的過(guò)程。水體富營(yíng)養(yǎng)化使得藻類(lèi)過(guò)度繁殖，威脅水生態(tài)系統(tǒng)的平衡，引發(fā)魚(yú)類(lèi)死亡和水生生物多樣性下降。此外，水土流失還可能引發(fā)坡地的塌方、泥石流等自然災(zāi)害，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成更為嚴(yán)重的破壞。坡地失去了植被的保護(hù)，土壤容易發(fā)生流動(dòng)，形成泥石流，對(duì)下游地區(qū)帶來(lái)威脅。

這些間接影響使得生態(tài)環(huán)境失去平衡，加劇了生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，可能導(dǎo)致生態(tài)功能喪失，甚至引發(fā)連鎖反應(yīng)，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。因此，深入了解水土流失對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境的間接影響，提出有效的防治策略，對(duì)維護(hù)生態(tài)平衡和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 水土流失防治策略

2.1 工程手段

水土流失的防治需要綜合運(yùn)用多種工程手段，以有效減緩和防止土壤的侵蝕過(guò)程。一方面，坡面保護(hù)與植被恢復(fù)是重要的工程手段之一。通過(guò)在坡面鋪設(shè)覆蓋物、植被、草墊等材料，形成保護(hù)層，可有效降低水流對(duì)土壤的沖擊力，減緩?fù)寥懒魇?。同時(shí)，植被的引入不僅增加了土壤的抗侵蝕性，還有助于土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，形成生態(tài)保護(hù)層。另一方面，護(hù)坡結(jié)構(gòu)與防護(hù)措施是水土流失防治的關(guān)鍵工程手段之一。在易發(fā)生土壤侵蝕的斜坡上，設(shè)置護(hù)坡結(jié)構(gòu)，如護(hù)坡板、護(hù)坡磚等，以增強(qiáng)坡面的抵御能力，有效減緩水流對(duì)土壤的侵蝕。此外，設(shè)置適當(dāng)?shù)呐潘到y(tǒng)，合理引導(dǎo)雨水流向，有助于減輕坡面水土流失的程度[4]。

另外，通過(guò)土地整治和合理規(guī)劃水利工程，可以減少土地開(kāi)墾和改變地形的活動(dòng)，從源頭上減緩水土流失?？茖W(xué)施工管理與技術(shù)創(chuàng)新也是重要的手段，包括合理安排施工過(guò)程、減少機(jī)械損傷、采用環(huán)保施工技術(shù)、提高工程施工的生態(tài)友好性?？傮w而言，綜合運(yùn)用這些工程手段可以有效降低水土流失的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)水土資源，維護(hù)生態(tài)平衡，為可持續(xù)發(fā)展提供有力的支持。

2.2 管理措施

水土流失的防治不僅僅依賴(lài)于工程手段，同樣需要科學(xué)有效的管理措施。建立完善的水土保持規(guī)劃和管理制度至關(guān)重要。通過(guò)明確施工區(qū)域的水土特征，科學(xué)規(guī)劃水土保持工程，合理布局工程項(xiàng)目，可以有效降低水土流失的概率。另外，加強(qiáng)施工管理和監(jiān)測(cè)體系的建設(shè)，可以提高施工活動(dòng)的科學(xué)性和可控性。建立定期的巡查與監(jiān)測(cè)制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理施工過(guò)程中的水土流失問(wèn)題，防患于未然。科學(xué)管理還包括施工人員的培訓(xùn)，提高其對(duì)水土保持的認(rèn)知和實(shí)踐水平，確保施工過(guò)程中的環(huán)境友好性。

同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土地利用的監(jiān)管和規(guī)范，合理引導(dǎo)農(nóng)民和開(kāi)發(fā)者的行為。通過(guò)制定相關(guān)政策和法規(guī)，明確土地利用的限制和要求，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)、林業(yè)和城市建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域在進(jìn)行土地利用時(shí)注重水土保持，減少對(duì)土壤的破壞，從而減輕水土流失的壓力。此外，應(yīng)加強(qiáng)社會(huì)參與宣教工作，提高公眾對(duì)水土保持的認(rèn)知和重視程度。通過(guò)廣泛宣傳水土保持的知識(shí)，引導(dǎo)公眾形成良好的環(huán)保觀念，促進(jìn)社會(huì)各界的共同參與，共同維護(hù)生態(tài)環(huán)境。

這些管理措施的綜合運(yùn)用，可以在制度、技術(shù)和社會(huì)層面形成多層次、多方位的水土保持體系，全面提高水土保持的效果，為水土資源的可持續(xù)利用提供全面保障。

3 案例分析

3.1 水土流失在具體水利工程中的案例

在具體水利工程中，水土流失問(wèn)題常常表現(xiàn)為泥沙淤積、河床漫灘、河岸崩塌等情況，給工程的正常運(yùn)行和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了一系列負(fù)面影響。以某水庫(kù)工程為例，由于該工程所在區(qū)域的強(qiáng)降雨，原有的植被覆蓋被破壞，土壤裸露，導(dǎo)致水土流失現(xiàn)象顯著。

一方面，在工程建設(shè)過(guò)程中，開(kāi)挖和填方活動(dòng)使得大量土壤裸露，暴露在雨水和徑流的沖刷下，形成溝壑和坑洞。這些被侵蝕的土壤在降雨后被帶入水庫(kù)，導(dǎo)致水庫(kù)淤積加劇，影響了水庫(kù)的存水量和調(diào)蓄能力。此外，泥沙的輸入也影響了水庫(kù)水質(zhì)，加速了水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化的進(jìn)程，威脅了水體生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

另一方面，河床漫灘和河岸崩塌問(wèn)題也在水利工程中廣泛存在。由于水土流失，河道中大量泥沙沉積，導(dǎo)致河床抬高，增加了河流的洪水風(fēng)險(xiǎn)。河岸崩塌使得河岸線退縮，威脅沿岸生態(tài)環(huán)境和居民安全。這些案例突顯了水土流失對(duì)水利工程的直接影響，強(qiáng)調(diào)了在工程建設(shè)和管理中加強(qiáng)水土保持工作的重要性，以減輕水土流失帶來(lái)的不良效應(yīng)。

3.2 成功案例的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在一些成功的水土保持案例中，有一系列寶貴的經(jīng)驗(yàn)可以為未來(lái)類(lèi)似工程提供重要參考。合理的土地利用規(guī)劃和環(huán)境影響評(píng)價(jià)是成功的關(guān)鍵。在工程前期，通過(guò)科學(xué)調(diào)查評(píng)估，明確施工區(qū)域的水土特征，科學(xué)規(guī)劃水土保持工程，合理布局工程項(xiàng)目，可以有效降低水土流失的風(fēng)險(xiǎn)。工程施工過(guò)程中的環(huán)保措施至關(guān)重要。采用環(huán)保施工技術(shù)，減少機(jī)械損傷，科學(xué)控制工程進(jìn)度，避免大面積的土壤暴露，對(duì)水土資源的保護(hù)具有重要意義。同時(shí)，要在施工現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)巡查監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理水土流失問(wèn)題，保障工程的可持續(xù)發(fā)展。

另外，社區(qū)參與宣教工作也是成功案例的經(jīng)驗(yàn)之一。鼓勵(lì)居民積極參與水土保持活動(dòng)，形成社區(qū)共治的良好氛圍。通過(guò)定期的培訓(xùn)班、講座、宣傳展覽等形式，向公眾普及水土保持的知識(shí)，提高社區(qū)居民對(duì)環(huán)保的認(rèn)知和參與度。綜合而言，這些成功案例的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)強(qiáng)調(diào)了科學(xué)規(guī)劃、環(huán)保施工、社區(qū)參與宣教等多方面的綜合治理，為未來(lái)水土保持工程的可持續(xù)發(fā)展提供了有益啟示。

4 結(jié)果與討論

4.1 防治策略的有效性評(píng)估

防治水土流失的策略有效性評(píng)估是確保工程可持續(xù)成功的關(guān)鍵一環(huán)。科學(xué)建立監(jiān)測(cè)體系，定期對(duì)工程實(shí)施的防治策略進(jìn)行全面、系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)雨量、泥沙含量、植被覆蓋率等關(guān)鍵指標(biāo)，及時(shí)掌握工程區(qū)域的水土流失狀況，為后續(xù)評(píng)估提供客觀數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展定量分析，評(píng)估防治策略的實(shí)際效果。借助專(zhuān)業(yè)的模型和統(tǒng)計(jì)方法，分析水土保持工程對(duì)土壤侵蝕、泥沙輸出等方面的影響。通過(guò)定量分析，可以準(zhǔn)確判斷防治策略的效果，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并為進(jìn)一步的調(diào)整和改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。

同時(shí)，從生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等多維度角度進(jìn)行綜合評(píng)估。生態(tài)方面，評(píng)估水土保持工程對(duì)周邊生態(tài)系統(tǒng)的影響，包括植被恢復(fù)情況、水體生態(tài)恢復(fù)情況等。社會(huì)方面，評(píng)估工程對(duì)當(dāng)?shù)鼐用裆詈蜕a(chǎn)的影響，考察社區(qū)的參與度和滿(mǎn)意度；經(jīng)濟(jì)方面，評(píng)估工程的投入產(chǎn)出比，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)評(píng)估結(jié)果調(diào)整和優(yōu)化防治策略。通過(guò)對(duì)評(píng)估結(jié)果的深入分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)防治策略的不足之處，對(duì)工程進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。整個(gè)過(guò)程是一個(gè)不斷優(yōu)化的循環(huán)，以確保水土保持工程在長(zhǎng)期內(nèi)保持有效性，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)論

水土流失作為水利工程施工中的重要問(wèn)題，在本研究中得到了全面的關(guān)注和深入的分析。通過(guò)對(duì)水土流失機(jī)制與影響的剖析，我們深刻認(rèn)識(shí)到其對(duì)水利工程結(jié)構(gòu)和周邊生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重威脅。在防治策略的研究中，通過(guò)工程手段、管理措施以及社會(huì)參與宣教的綜合應(yīng)用，有效提高了水土保持的效果。案例分析為我們提供了實(shí)踐中的寶貴經(jīng)驗(yàn)，成功案例的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成為我們制定防治策略的參考依據(jù)。防治水土流失需要全社會(huì)的共同努力，而社區(qū)合作、農(nóng)戶(hù)培訓(xùn)等社會(huì)參與方式將在實(shí)踐中發(fā)揮重要作用。在未來(lái)的研究中，我們將進(jìn)一步探索更加創(chuàng)新、可持續(xù)的水土流失防治策略，并將研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際工程中的應(yīng)用，為水利工程的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 程冬兵，趙元凌，孫寶洋，等.小流域水土流失治理優(yōu)先度的評(píng)價(jià)與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2023（22）：104-111.

[2] 陳亮.黑水河河道防洪治理水土流失預(yù)測(cè)[J].海河水利，2024（1）：22-24+28.

[3] 周月杰，楊洪波.佳木斯市水土流失特點(diǎn)及應(yīng)對(duì)策略分析[J].山西水土保持科技，2023（4）：11-14.

[4] 黃惠清.福建寧化：治理水土流失助力鄉(xiāng)村振興[J].中國(guó)水土保持，2023（12）：2.