農田水利工程施工對生態(tài)環(huán)境的影響與保護策略探討

摘要：農田水利工程在農業(yè)生產中發(fā)揮著關鍵作用，其建設有助于優(yōu)化水資源配置、提高農田灌溉效率、增強抗旱排澇能力，從而推動農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。然而，施工過程中對生態(tài)環(huán)境的影響不容忽視，主要體現(xiàn)在水土流失加劇、水體污染風險增加、土壤結構破壞、生物多樣性減少等等?；诖?，本文探究農田水利工程施工過程的重要性，分析了其中面臨的挑戰(zhàn)，并提出了農田水利工程施工的生態(tài)環(huán)境保護策略，進一步優(yōu)化農田水利工程的施工方式，加強植被保護并維護生態(tài)平衡，嚴格防控施工期污染，保障水體安全。同時，修復濕地生態(tài)，從而為水利工程綠色發(fā)展提供實踐參考。

關鍵詞：農田；水利工程；生態(tài)環(huán)境

農田水利工程施工研究對于生態(tài)環(huán)境保護、農業(yè)綠色發(fā)展、國家生態(tài)文明建設等具有重要支撐作用，深入剖析施工對生態(tài)環(huán)境的影響機制，有助于識別各類環(huán)境風險，為科學合理的工程決策提供理論依據(jù)，該研究能推動水利工程向生態(tài)友好型方向發(fā)展，提高水資源利用效率、減少農業(yè)面源污染、增強水土保持能力、維護生物多樣性。隨著國家對生態(tài)保護與高質量發(fā)展的日益重視，該研究成果可為相關政策制定提供科學依據(jù)，促進生態(tài)環(huán)境保護與農業(yè)現(xiàn)代化協(xié)同推進，并提高農田水利工程建設綜合效益。因此，本文以農田水利工程施工對生態(tài)環(huán)境的影響與保護策略為研究方向，具有重要實際意義，為相關領域發(fā)展提供有益借鑒。

1 農田水利工程施工的重要性

農田水利工程是保障糧食安全與農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎設施，其合理運行能有效優(yōu)化水資源調配、提高灌溉效率，改善農業(yè)生產對氣候變化的脆弱性影響，進而促進農村經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。然而，在施工過程中出現(xiàn)的土地擾動、土壤結構破壞、水體污染及生態(tài)系統(tǒng)干擾，若處理不當會對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成長期且難以逆轉的負面影響，特別是在全球生態(tài)環(huán)境日益惡化的背景下，農田水利工程施工生態(tài)影響已成為水利工程可持續(xù)發(fā)展的核心議題[1]。該領域研究對于生態(tài)環(huán)境保護、農業(yè)綠色發(fā)展、國家生態(tài)文明建設等具有重要支撐作用，深入剖析施工對生態(tài)環(huán)境影響機制，有助于識別各類環(huán)境風險，為科學合理的工程決策提供理論依據(jù)，該研究能夠推動水利工程向生態(tài)友好型方向發(fā)展，進而提升農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。隨著國家對生態(tài)保護與高質量發(fā)展日益重視，該研究成果可為相關政策制定提供科學依據(jù)，促進生態(tài)環(huán)境保護與農業(yè)現(xiàn)代化協(xié)同推進，從而提高農田水利工程建設綜合效益。圍繞農田水利工程施工生態(tài)影響與保護策略開展深入研究具有重要學術價值，還能為生態(tài)環(huán)境治理、農業(yè)可持續(xù)發(fā)展及區(qū)域生態(tài)安全提供重要支撐，為我國水利工程綠色轉型與高質量發(fā)展奠定理論基礎。

2 農田水利工程施工對生態(tài)環(huán)境的影響

2.1 地表擾動加劇，土壤結構破壞

農田水利工程施工使用挖掘機、推土機和壓路機等重型機械設備頻繁在施工區(qū)域移動，導致地表土壤受到劇烈碾壓，土壤顆粒間孔隙被擠壓減小，使土壤密度增加，耕作層松散結構破壞，透氣性顯著降低，土壤保水保肥能力下降，根系生長空間受限進而影響農作物對養(yǎng)分吸收，土壤壓實會降低其自然蓄水能力、增加地表徑流量，使灌溉水利用率下降，嚴重時甚至造成土壤板結，使農田變得不適合耕作影響長期農業(yè)生產可持續(xù)性[2]。施工過程中大規(guī)模開挖與填方導致地表植被破壞，原本起到穩(wěn)固作用的根系被清除，土壤裸露失去保護，在降雨、風力或施工用水沖刷下表層土壤容易被侵蝕并流失至周邊水體或低洼區(qū)域，特別是在坡地或丘陵地帶施工切斷了自然水文循環(huán)，使水流在暴雨時形成強烈沖刷作用，加劇坡面侵蝕，由于耕作層中含有豐富有機質以及礦物養(yǎng)分，土壤流失降低了農田肥力甚至會沉積在河道、渠道或水庫中影響水利設施功能，水土流失會導致施工后土地表層變得貧瘠、恢復周期長，甚至需要額外的土壤改良措施才能重新適合作物生長。

2.2 植被清理嚴重，生物多樣性減少

農田水利工程施工通常涉及渠道挖掘、灌溉系統(tǒng)建設、堤壩加固等，需要大面積清除原生植被，植被原本在地表形成天然生態(tài)屏障能固定土壤、降低蒸發(fā)、調節(jié)小氣候，提供棲息地與食物來源，施工清理植被后土壤直接暴露在陽光、風雨之下，蒸發(fā)量增加、土壤水分流失加劇，導致局部區(qū)域微氣候變化引發(fā)農田旱化，裸露地表容易受到雨水沖刷，特別是在雨季，降水會直接沖擊地表使水土流失嚴重，進一步降低農田生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性[3]。植被減少影響土壤穩(wěn)定性，會對依賴植被生存的動植物造成嚴重沖擊，許多小型哺乳動物、鳥類生存依賴灌木叢、草本植物中的種子、昆蟲等，施工清除植被后此類動物棲息地被破壞，食物鏈結構受到影響，部分物種會因生存條件惡化而遷移甚至消失，部分地下生物，如蚯蚓、甲蟲等由于土壤擾動嚴重，其生存環(huán)境遭到破壞影響土壤生態(tài)系統(tǒng)健康，生物多樣性降低會造成農田生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，害蟲天敵減少后容易出現(xiàn)害蟲繁殖失控進而影響農業(yè)生產。

2.3 水體污染加劇，生態(tài)環(huán)境惡化

農田水利工程施工過程中泥漿、砂石、混凝土碎塊以及建筑垃圾等廢棄物容易進入河流、湖泊、灌溉渠道等水體，增加水中懸浮物濃度，水質變渾濁，高濃度懸浮顆粒阻礙陽光進入水體，降低水生植物光合作用效率，影響溶解氧水平，進而影響魚類與其他水生生物生存，混凝土施工過程中產生堿性廢水，若直接排放，會改變水體pH，影響水生生態(tài)系統(tǒng)平衡，部分施工區(qū)域含有油漆、潤滑油等重金屬或其他有害化學物質，一旦進入水體會長期積累在沉積物中，對周邊農田及水生生物造成慢性毒害。水利工程改變了農田排水流向以及速度，會加速農田中農藥、化肥、畜禽糞便等污染物向河流、湖泊輸送，傳統(tǒng)農田排水方式較為緩慢，污染物有較長沉降與降解過程，但施工后，特別是在排水渠硬化或水流速度加快情況下，污染物會未經(jīng)充分降解就進入下游水體導致富營養(yǎng)化問題加劇，水體中氮、磷等營養(yǎng)物質過量積累會促使藻類異常繁殖，形成“水華”現(xiàn)象，導致水體缺氧、魚類等水生生物死亡，破壞生態(tài)平衡，部分農田廢水中會含有農藥殘留，有毒化學物質累積從而影響水生動植物健康，甚至通過食物鏈傳遞后對人體健康構成潛在威脅[4]。

2.4 水文格局改變，濕地生態(tài)受損

農田水利工程施工常涉及渠道硬化、堤壩加高、地下排水系統(tǒng)建設等措施，阻礙地下水自然補給，降低區(qū)域地下水位，濕地生態(tài)系統(tǒng)依賴穩(wěn)定的地下水供給，一旦地下水位下降，濕地水源補充減少，土壤含水量降低，濕地植被開始枯萎，逐漸演變?yōu)楦珊祷恋?，并最終使得濕地生態(tài)系統(tǒng)退化或消失。濕地消失除了影響水體凈化功能還會削弱其調節(jié)氣候、維持生物多樣性能力，使得周邊生態(tài)系統(tǒng)更易受到極端氣候條件影響[5]。農田水利工程運用修建水壩、分流渠或調整河道改變了水體流速以及水位變化規(guī)律，自然狀態(tài)下濕地水位受季節(jié)性降水、地下水動態(tài)調節(jié)，但施工后人工調控水文環(huán)境破壞了自然調節(jié)機制，過快水流會沖刷濕地植被、破壞水生植物根系，濕地土壤松散從而影響水體過濾功能，相反若水流被人為截斷，濕地長期處于靜水狀態(tài)，水質容易惡化，藻類大量繁殖導致水體富營養(yǎng)化并進一步削弱濕地生態(tài)功能。

3 做好農田水利工程施工對生態(tài)環(huán)境影響的保護策略

3.1 優(yōu)化施工方式，減少土壤破壞

傳統(tǒng)施工方式采用整體推進模式導致大面積土地長期裸露，易發(fā)生水土流失，采用分階段、分區(qū)域施工方式，可確保在某一區(qū)域完成施工后，立即進行土壤恢復，減少裸露時間從而降低土壤受侵蝕風險，可在施工過程中配合采用臨時植被覆蓋技術，如在待施工區(qū)域種植短生長期草本植物，使用可降解土工布覆蓋裸露地表來減少風蝕以及水蝕發(fā)生。合理規(guī)劃施工路線，避免重復開挖對農田原始地貌、土壤結構的破壞，推廣低壓履帶式施工機械，履帶式挖掘機以及低接地比壓推土機，減少耕作層壓實效應，并降低土壤板結風險。施工過程中可采取限制機械碾壓區(qū)域方法，劃定固定行駛路線來避免重復碾壓同一區(qū)域，在施工結束后應采用深松作業(yè)技術，運用機械深翻與生物松土來恢復土壤疏松度，提高土壤透水性以及養(yǎng)分循環(huán)能力。可施腐熟農家肥、堆肥或生物有機肥等有機肥料，以補充土壤有機質，增強土壤保水、保肥能力，對于土壤板結嚴重區(qū)域可采用客土回填技術，即在表層覆蓋一層富含有機質的土壤改善土壤結構；還可種植紫云英、苜蓿等綠肥作物，其根系能松動土壤增加土壤通氣性，同時在分解過程中釋放氮素從而提高土壤養(yǎng)分含量。

3.2 加強植被保護，維護生態(tài)平衡

在工程規(guī)劃階段應盡量保留原生植被，并保留一定植被緩沖帶，在水渠、堤壩或水庫周邊盡可能保留天然植被以減少水土流失，施工區(qū)合理分區(qū)盡量避免大規(guī)模清除植被，尤其是在濕地、河岸緩沖區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)域，確保生物棲息環(huán)境不被過度破壞，可在施工前對需要移除植被進行標記，并把可移植樹木與灌木進行遷移，在施工完成后再進行回植，盡可能減少對生態(tài)系統(tǒng)的影響。生態(tài)護坡技術利用種植耐水植物、使用生態(tài)袋、鋪設植被毯等方式有效固定土壤，減少侵蝕風險，在水渠兩側或堤壩斜坡上可種植黑麥草、狗牙根或香根草等抗沖刷能力強的植物，其根系能增強土壤穩(wěn)定性，減少水流對坡面侵蝕，可結合植物根系特點構建生態(tài)邊坡，利用生物工程護坡來增強水土保持能力并改善局部小氣候環(huán)境。農田水利工程施工會破壞原有生物遷徙通道，進而影響鳥類、昆蟲、兩棲動物等生物的棲息環(huán)境，施工結束后應恢復生態(tài)廊道，保障生物多樣性并使其可持續(xù)發(fā)展。在水渠或灌溉溝渠周圍可種植本地樹種與灌木，為鳥類提供棲息地的同時也可減少風蝕以及水蝕，在農田與水系交界處可設計濕地緩沖區(qū)，種植適應水生環(huán)境的植物以過濾水中污染物，并為水生動物提供棲息空間。

3.3 嚴格污染防控，保障水體安全

施工現(xiàn)場必須針對泥漿等沉積物建設沉砂池，并建立完備的廢棄物分類與處理體系，運用沉降作用去除泥沙，使得施工廢水在排放前達到環(huán)保標準，混凝土廢料與建筑垃圾應統(tǒng)一收集，并進行二次利用，集中運輸至指定處理場，避免隨意堆放造成水體污染，施工過程中設立防滲圍擋，防止雨水把裸露在地表的污染物沖刷至水體，在排水口設置濾網(wǎng)或沉淀池以攔截顆粒污染物，從而降低施工廢棄物對水體環(huán)境的不利影響。在水利工程建設過程中必須優(yōu)化農田排水系統(tǒng)來減少面源污染，應在農田排水渠周邊種植香蒲、蘆葦、水蔥等緩沖帶，來吸收水中氮、磷等營養(yǎng)物質；針對排水口設置生物過濾池或人工濕地，利用水生植物和微生物分解有害物質，提高水質凈化能力；在農田內部推廣精準施肥、滴灌技術，減少化肥、農藥過量使用，從源頭降低農田排水對水體環(huán)境污染的風險。為了防止油污擴散應在施工現(xiàn)場建立專門儲存區(qū)域，使用防滲漏容器存放機油、柴油、潤滑劑等有害化學品，并配備吸油棉、應急圍油欄等設施，以便在發(fā)生泄漏時能迅速處理；定期檢查機械設備運行狀況，防止因設備老化導致漏油問題，在油污較多區(qū)域鋪設防滲膜來減少污染物滲入地下水，施工結束后對油污殘留區(qū)域進行土壤修復，采用生物降解技術、土壤置換技術來降低長期污染風險。

3.4 合理調控水文，修復濕地生態(tài)

在工程規(guī)劃階段應詳細調查水文并分析區(qū)域地下水動態(tài)、降水量、蒸發(fā)量等因素，以確保施工不會阻礙自然水流，特別是在渠道硬化、堤壩建設等工程中應避免完全封閉河道，或直接切斷水流，采用修建透水堤壩、設置生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)等生態(tài)化設計來維持自然水循環(huán)，同時，在農田灌溉系統(tǒng)設計時應考慮合理引排水措施，避免因過度排水或灌溉導致地下水位異常波動而影響濕地生態(tài)環(huán)境。施工完成后可在農田與河流、湖泊交界區(qū)域利用人工濕地技術來恢復濕地功能，修建濕地緩沖區(qū)，種植蘆葦、香蒲、苦草等吸水能力強的水生植物吸附與分解農田徑流中污染物，減少水體富營養(yǎng)化問題；可結合土壤滲濾技術，利用濕地持水作用，減少地表徑流對下游河流沖刷來提高水資源可持續(xù)利用能力。人工濕地還能作為生物棲息地為水鳥、魚類、昆蟲提供生存空間，進一步增強區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。工程實施過程中應建立地下水位動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，利用水文監(jiān)測站、地下水位探測儀等設備實時跟蹤地下水變化情況，若監(jiān)測數(shù)據(jù)表明地下水位持續(xù)下降，應采取調整取水量、優(yōu)化水資源調度方案等相應措施，或利用生態(tài)補水手段，維持濕地生態(tài)功能，可在枯水季節(jié)采用人工回灌技術，運用地下滲透補水方式保持濕地土壤濕潤，確保濕地植物與水生動物生存環(huán)境不受影響，可結合遙感技術對濕地水文變化進行長期跟蹤分析來確保生態(tài)恢復措施能夠持續(xù)落地。

4 結論

綜上所述，優(yōu)化施工方式減少土壤破壞、加強植被保護維護生態(tài)平衡、嚴格污染防控保障水體安全，以及合理調控水文修復濕地生態(tài)等一系列措施，可以有效降低農田水利工程施工對生態(tài)環(huán)境不良影響，有助于維持土壤肥力、防止水土流失、減少水體污染、促進生物多樣性恢復、保障濕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，農田水利工程可持續(xù)發(fā)展需要在工程規(guī)劃、施工及后期管理各個環(huán)節(jié)充分考慮生態(tài)保護因素，確保水資源高效利用的同時最大限度減少對生態(tài)系統(tǒng)干擾，實現(xiàn)農業(yè)生產與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調共生。隨著生態(tài)文明建設不斷推進，農田水利工程發(fā)展注重生態(tài)友好型施工方式，未來研究應進一步結合遙感監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等先進技術來實現(xiàn)農田水利工程施工全過程生態(tài)監(jiān)測與智能調控，引入智能技術助推農田水利工程技術升級優(yōu)化，發(fā)揮智能技術的先進作用，從而推動農田水利工程向著綠色化、智能化的方向發(fā)展。

參考文獻

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