水土保持理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

□于紅軍（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)十師勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

水土保持理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

□于紅軍（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)十師勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

水利工程關(guān)系到國計(jì)民生的重要工程，然而施工中容易產(chǎn)生對(duì)周邊環(huán)境和生態(tài)的破壞，在這種情況下，積極構(gòu)建生態(tài)水利工程至關(guān)重要。要想徹底實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程，必須將水土保持理念融入到設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)之中。文章從水利工程建設(shè)中水土流失的特點(diǎn)入手，對(duì)水土保持理念在水利工程中的作用進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性的對(duì)水土保持理念在水利工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的措施展開了研究，希望對(duì)我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展奠定一定理論基礎(chǔ)。

水土保持理念；水利工程；設(shè)計(jì)；措施

0 引言

水利工程具有規(guī)模大、耗時(shí)長的特點(diǎn)，實(shí)際施工中，很容易對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。在可持續(xù)發(fā)展理念不斷深入人心的背景下，現(xiàn)階段我國在積極構(gòu)建水利工程的過程中，開始注重民生水利、生態(tài)水利的構(gòu)建，其中一個(gè)重要的建設(shè)理念就是水土保持理念。將水利工程設(shè)計(jì)同水土保持理念進(jìn)行融合，有助于加大水土流失的防治力度，在對(duì)土地生產(chǎn)力的維護(hù)中，也發(fā)揮著不容忽視的重要作用。在這種情況下，積極加強(qiáng)水土保持理念在水利工程設(shè)計(jì)中的措施研究具有重要意義。

1 水利工程建設(shè)中水土流失的特點(diǎn)

1.1 點(diǎn)狀水利工程水土流失特點(diǎn)

此類型水利工程不僅工程量較大、耗時(shí)時(shí)間長，同時(shí)擁有復(fù)雜的施工工序，在長期施工中，很可能受到臺(tái)風(fēng)、暴雨等的侵襲，從而產(chǎn)生水土流失現(xiàn)象。

首先，施工準(zhǔn)備期是防治水土流失的關(guān)鍵階段。通常情況下，水利工程的建設(shè)地點(diǎn)通常會(huì)選擇山區(qū)等交通不便的地區(qū)。因此，工程施工需要經(jīng)歷一個(gè)較長的準(zhǔn)備期，努力進(jìn)行施工場地的平整操作，對(duì)進(jìn)場道路和交通道路進(jìn)行修筑，因此，擁有較大的工程量和較大的施工難度，此時(shí)如果不及時(shí)加大水土流失預(yù)防力度，將嚴(yán)重?cái)_動(dòng)當(dāng)?shù)氐乇碇脖?。其次，水利工程擁有較廣的覆蓋面積，這是因?yàn)?，除了工程主體的建設(shè)，同時(shí)還需要構(gòu)建水利淹沒區(qū)和移民安置區(qū)等，因此，工程整體上將造成較大范圍的影響，遭到破壞的地表植被也相對(duì)較多。通常情況下，會(huì)對(duì)水利工程涉及范圍內(nèi)的土地進(jìn)行徹底的清除和平整，才能夠提升施工便捷性和施工質(zhì)量。然而，在這一過程中，將導(dǎo)致當(dāng)?shù)赝恋乜骨治g能力大大下降，增加裸露地面，為水土流失現(xiàn)象的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。

1.2 線狀水利工程水土流失特點(diǎn)

線狀水利工程指的是輸水工程渠道和灌溉工程等，此類型工程擁有較長的施工路線，工程最多擁有上千公里，最少也有幾十公里，在各個(gè)施工段會(huì)遇到峽谷、丘陵或平原等多種類型的地貌，因此，也需要構(gòu)筑分散性較強(qiáng)的取料場或棄渣場等。在此類型水利工程中，水土流失也呈現(xiàn)出線狀分布的特點(diǎn)，所以控制難度較高，各項(xiàng)預(yù)防措施必須針對(duì)不同施工段的特點(diǎn)來采用。

2 水土保持理念在水利工程中的作用

近年來，中國在積極進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，環(huán)境污染和生態(tài)破壞現(xiàn)象日益嚴(yán)重，在這種情況下，我國加大了環(huán)境保護(hù)力度，水土流失就是重點(diǎn)環(huán)境問題之一。在對(duì)水土流失進(jìn)行防治的時(shí)候，一項(xiàng)重要的措施就是水土保持，該措施針對(duì)水土流失嚴(yán)重或生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱的地區(qū)具有重要意義。例如，在三峽庫區(qū)壩上庫首的湖北稊歸縣中，早在1982年就已經(jīng)產(chǎn)生了2 030 km2的水土流失面積；至2002年，水土流失面積縮減到1 253.51 km2，每年擁有526.66萬t的土壤侵蝕量流入到溪河當(dāng)中，產(chǎn)生了2 170 t/km2的年侵蝕模數(shù)。兩河、泄灘、茅坪等是重點(diǎn)水土流失區(qū)域，擁有69.29km2的強(qiáng)度流失、457.18km2的中度流失和725.08km2的輕度流失現(xiàn)象。由此可見，僅僅是該區(qū)域的水土流失問題，已經(jīng)足夠引起人們的高度重視。水利工程中水土保持理念的作用：第一，有助于預(yù)防各種自然災(zāi)害的發(fā)生，如滑坡或泥石流等，因此，能夠降低滑坡、泥石流等對(duì)水利工程的破壞性。第二，水土保持能夠極大的降低水土流失量，促進(jìn)攔泥拽沙和塘庫蓄水量的增加，從而提升水利工程的效益，在這一過程中，能夠延長水利工程的使用時(shí)間，并減少水庫、湖泊等的淤積。第三，洪澇災(zāi)害在水土保持的影響下將有效減少，并能夠提升土壤入滲量。針對(duì)枯水季節(jié)，徑流的年際變化將在水土保持的基礎(chǔ)上有效減少，實(shí)現(xiàn)對(duì)徑流的補(bǔ)充；而在汛期，通過水土保持，有助于防洪能力的提升。第四，水環(huán)境質(zhì)量在水土保持的基礎(chǔ)上將有效提升。在進(jìn)行水土保持的過程中，應(yīng)將水源保護(hù)作為出發(fā)點(diǎn)，加大綜合治理小流域的力度，努力實(shí)現(xiàn)對(duì)修復(fù)生態(tài)和保護(hù)生態(tài)的目標(biāo)。在這種情況下，在水利工程的建設(shè)過程中，能夠完善生態(tài)環(huán)境保護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)水土保持、水源保護(hù)以及環(huán)境改善的目標(biāo)。

3 將水土保持理念應(yīng)用到水利工程設(shè)計(jì)中的措施

3.1 優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

將水土保持理念應(yīng)用于水利工程的設(shè)計(jì)中，應(yīng)從優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，即在展開設(shè)計(jì)的過程中，努力將地表擾動(dòng)和挖填的土石方量降到最低。例如，在設(shè)計(jì)水庫大壩的過程中，如果當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)以及水工等條件都符合設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)混凝土壩進(jìn)行優(yōu)先考慮，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)方案是地表破壞最小的方案，如果此方案不可行，才可以對(duì)地表破壞相對(duì)較大的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行采用，如面板堆石壩等；在設(shè)計(jì)輸水工程時(shí)，針對(duì)部分渠段如深挖和高填等，應(yīng)充分對(duì)比渡槽方案和高填方案，并對(duì)比隧洞方案和深挖方案，設(shè)計(jì)人員要盡可能選擇隧洞方案和渡槽方案，同時(shí)注重成本控制，盡量避免大開挖、大回填土石方的施工，有效預(yù)防水土流失問題；在設(shè)計(jì)圍堰時(shí)，應(yīng)努力取代傳統(tǒng)的土石圍堰，而應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)圍堰；在設(shè)計(jì)堤防工程時(shí)，傳統(tǒng)的堤防邊坡比例為1∶3，設(shè)計(jì)人員可以通過大量計(jì)算，盡量將1∶2的比例應(yīng)用于部分堤防邊坡坡率設(shè)計(jì)中等。

以上設(shè)計(jì)方法是充分應(yīng)用水土保持理念的體現(xiàn)，通過設(shè)計(jì)，在水利工程施工過程中，不僅棄渣量、取土量能夠有效減少，同時(shí)也能夠有效保護(hù)工程周邊生態(tài)景觀，加大水土流失的預(yù)防力度。

3.2 優(yōu)化工程邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

漿砌石護(hù)坡、噴混凝土護(hù)坡等是水利工程邊坡防護(hù)過程中的主要措施，嚴(yán)禁將硬護(hù)坡應(yīng)用于工程邊坡設(shè)計(jì)中，而在邊坡防護(hù)中要想充分體現(xiàn)水土保持的理念，應(yīng)盡可能應(yīng)用噴混植生植物護(hù)坡和蜂巢式網(wǎng)格植草護(hù)坡等形式，以上形式不僅能夠維護(hù)生態(tài)景觀，還能夠減少水土流失。例如，營地高邊坡防護(hù)就被應(yīng)用于我國的四川省國電大渡河水電站設(shè)計(jì)和建設(shè)中，噴混植生植物護(hù)坡被應(yīng)用在我國的長江三峽五級(jí)船閘下游引航道邊坡防護(hù)工程中。設(shè)計(jì)師在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)從工程實(shí)際出發(fā)，科學(xué)設(shè)計(jì)防護(hù)形式，才能夠加大對(duì)生態(tài)景觀的維護(hù)力度，并實(shí)現(xiàn)預(yù)防水土流失的目的。

3.3 優(yōu)化工程土石方平衡設(shè)計(jì)

水利工程建設(shè)過程中，工程的棄渣量、借土方量都同土石方平衡性具有緊密的聯(lián)系。因此，在進(jìn)行土石方平衡設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)用水土保持理念，必須努力減少借方并實(shí)現(xiàn)以挖作填，同時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)回填利用開挖方的可行性進(jìn)行全面掌握。例如，在堤防工程中，部分土石方是清基用的，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行直接利用的可能性進(jìn)行分析，同時(shí)，在利用中也應(yīng)綜合考慮多種途徑，如在摻灰工藝的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行利用，從而促進(jìn)棄渣量、取土量的減少。在這一過程中，周邊環(huán)境受影響的概率也將大大下降，在引水渠道工程中，設(shè)計(jì)人員在水土保持理念的基礎(chǔ)上，應(yīng)努力對(duì)渠道高程進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)回填量、開挖量的減少。

4 結(jié)語

綜上所述，近年來，我國為構(gòu)建生態(tài)水利工程付出了很多努力，在工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中，必須對(duì)水土保持等理念進(jìn)行充分的利用，即從分析水土流失將造成的生態(tài)影響入手展開設(shè)計(jì)，促使整個(gè)水利工程通過設(shè)計(jì)能夠呈現(xiàn)出科學(xué)的生態(tài)觀。在這一過程中，要求設(shè)計(jì)師能夠采取有效措施對(duì)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，確保工程施工中水土流失現(xiàn)象得到有效預(yù)防和控制，為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)景觀的有效恢復(fù)奠定良好的基礎(chǔ)。

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編輯：劉長垠 邢博輝

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1673-8853（2017）03-0076-02

2016-01-16