生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水土保持工程的應(yīng)用探析

陜西省安康市石泉縣水利局 呂波 余凡 付健

水土流失問題一般是地表受外力作用而造成地表土壤、母質(zhì)或者巖石本身受到相應(yīng)破壞，我國國土面積較大，地理地質(zhì)情況相對特殊，目前已經(jīng)是全球范圍內(nèi)水土流失問題最為嚴(yán)重的國家之一。水土流失很容易造成山體滑坡、泥石流等災(zāi)害，給生態(tài)環(huán)境保護(hù)和社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展帶來了非常大的影響。所以必須要充分關(guān)注并重視這一問題，積極推進(jìn)水土保持工程，借助生態(tài)修復(fù)技術(shù)開展好水土流失治理工作，對過去的水利工程項(xiàng)目施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)共進(jìn)。

1 導(dǎo)致水土流失的原因分析

1.1 破壞植被

對于水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)而言，施工作業(yè)現(xiàn)場附近的植被會受到較為嚴(yán)重的影響，路基和路面的穩(wěn)定性也會受到影響。對表層土壤開展挖掘作業(yè)時，為防止地表受到損壞，應(yīng)當(dāng)通過有效策略對地基進(jìn)行加固。如若不然，遇到較為惡劣的氣候環(huán)境時，施工作業(yè)現(xiàn)場受到雨水沖刷會順勢帶走大量泥土，從而造成非常嚴(yán)重的水土流失，不但會阻礙水利工程施工建設(shè)，同時也會對附近的水體造成污染。

1.2 臨時占地

水利工程建設(shè)項(xiàng)目屬于周期長、內(nèi)容多、流程繁瑣的系統(tǒng)工程，在施工時往往涉及諸多設(shè)備和工作人員，為確保水利工程施工建設(shè)的有序推進(jìn)，一般會在作業(yè)現(xiàn)場附近設(shè)置工作人員的臨時生活區(qū)，以此作為作業(yè)人員的臨時宿舍。而在搭建這些臨時居所的過程中因?yàn)樘钔磷鳂I(yè)較為頻繁，可能對區(qū)域土層的穩(wěn)定性帶來影響，必須要通過有效策略來對土地進(jìn)行加固，增強(qiáng)土層穩(wěn)定性，防止其受到惡劣天氣的影響。對于水土保持工程而言，為處理好水土流失的問題，作業(yè)人員需要在拆除臨時搭建居所后再次對土層實(shí)施加固[1]。

1.3 水利工程設(shè)計(jì)多樣化

在水利工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，一般很容易涉及農(nóng)田、港口、環(huán)境以及防洪等內(nèi)容，可能引起各種水土流失現(xiàn)象。在實(shí)際施工作業(yè)過程中，受生態(tài)系統(tǒng)類型的差異性的影響也會出現(xiàn)不同類型的水土流失問題，其表現(xiàn)形式各不相同，但最終都可能導(dǎo)致塌方、山體滑坡、洪水或者泥石流等自然災(zāi)害，在很大程度上威脅到當(dāng)?shù)厝罕姷纳?cái)產(chǎn)安全，因此必須要引起充分重視。

2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用類型

2.1 邊坡修復(fù)技術(shù)

邊坡修復(fù)技術(shù)是應(yīng)用于水土保持工程中的一種具有代表性的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用原則是堅(jiān)持柔性防治為主、剛性防治為輔，借助該技術(shù)能夠達(dá)到水土保持、邊坡防護(hù)、生態(tài)維護(hù)的目的。在實(shí)際應(yīng)用過程中必須要根據(jù)邊坡的破壞形式，充分考慮到當(dāng)?shù)貛r體結(jié)構(gòu)以及覆土狀況，合理確定不同的技術(shù)方案，在邊坡修復(fù)技術(shù)中較為普遍的包括階梯復(fù)綠法、種基盤復(fù)綠法、點(diǎn)穴挖溝法、垂直植生法以及溝道植生法等。比如點(diǎn)穴挖溝法，它往往應(yīng)用在角度超過75°且同時表現(xiàn)出張裂變形現(xiàn)象的層狀結(jié)構(gòu)巖體的邊坡，這種凹凸不平且?guī)r石結(jié)構(gòu)不是很好的邊坡往往會觀察到很多巖壁裂痕，另外還伴有密集分布的巖穴以及空隙。借助點(diǎn)穴挖溝方法必須要根據(jù)坡面巖穴的具體分布狀況和凹陷突起位置，在邊坡坡面選擇適當(dāng)位置對植物種植穴進(jìn)行挖掘，同時在穴內(nèi)加入適量的土壤、肥料以及水分等，此時再開始栽植植物?；蚴窃谶吰麻_鑿深溝，在其中添加適量的土壤、肥料以及水分，隨后將植物的種子直接投放到其中，這樣不但能夠美化裸露巖體，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)水土保持的目標(biāo)。

2.2 土壤改良技術(shù)

在水利工程實(shí)際施工作業(yè)過程中，容易導(dǎo)致較為嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，受損土地由于自身保肥保水性能下降，貧瘠多鹽會造成后續(xù)土壤逐漸退化。應(yīng)用土壤改良技術(shù)主要包括了表層土替代、生物改良以及施肥改良等幾種方案。比如選擇生物改良技術(shù)方案，能夠有效處理好施工作業(yè)后的土壤貧瘠計(jì)劃和營養(yǎng)缺失等現(xiàn)象，借助于某些微生物和植物的活化特性，能夠改良貧瘠土壤。如培肥微生物可以有效催熟土壤，做到養(yǎng)分活化，將土壤內(nèi)的氮磷肥進(jìn)行固化，促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，對植物的健康生長具有非常好的作用。另外在運(yùn)用生物改良技術(shù)的過程中也能夠選擇綠肥作物進(jìn)行輪作，從而對土壤肥力情況以及物理結(jié)構(gòu)予以優(yōu)化，綠肥作用可以確保土壤內(nèi)保持更加豐富的磷酸鹽和各種微量元素，有效治理土壤顆粒松散的問題，同時還能夠增強(qiáng)土壤的保肥保水性能。同時綠肥作物有助于控制其他無用草類的生長，避免這些草類和植物搶奪土壤內(nèi)的營養(yǎng)成分，促進(jìn)綠肥作物抗逆性和耐酸堿性的不斷增強(qiáng)，對水土保持工程具有重要意義[2]。

2.3 植物應(yīng)用策略

要想充分發(fā)揮出生態(tài)修復(fù)技術(shù)的作用，實(shí)現(xiàn)水土保持效果，植物有著重要的價(jià)值與意義，因此必須要篩選出合理的植物品種，對其進(jìn)行科學(xué)的種植搭配。在篩選植物品種的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到水利工程所在區(qū)域的土壤條件、氣候特征以及地理位置等因素，明確具備的限制元素及立地條件，嚴(yán)格按照因地制宜、耐干旱、品種多樣化、生態(tài)修復(fù)、植物多樣性、耐貧瘠、復(fù)綠快等一系列根本原則，選擇具備較強(qiáng)性能的生態(tài)修復(fù)用植物，從而讓所構(gòu)建的植物群落以及林地系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展。針對邊坡部位，應(yīng)當(dāng)采用深根植物與淺根植物共同栽種的方式，從而有效穩(wěn)定已經(jīng)出現(xiàn)松動的邊坡，防止產(chǎn)生水土流失的現(xiàn)象。針對土壤改良部位，可以種植綠肥作物，例如各類豆科植物，以此來實(shí)現(xiàn)對土壤結(jié)構(gòu)的有效改良，激活土壤中的養(yǎng)分，并對土壤內(nèi)部的氮、磷這類元素進(jìn)行固定，長此以往出現(xiàn)損壞的土壤營養(yǎng)結(jié)構(gòu)能夠得到有效的改良與優(yōu)化。

2.4 水資源保護(hù)利用技術(shù)

在開展水利工程時，必須要加強(qiáng)河道治理，設(shè)置合理的護(hù)岸工程，護(hù)岸工程的目的是為了對洪水進(jìn)行有效的預(yù)防，因此相關(guān)工作人員要采取合理的措施來確保河道具有較高的行洪安全系數(shù)，并且對河道生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改善，讓河岸民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全有扎實(shí)的保障。為了讓河道能夠順暢通行，要增強(qiáng)河道行洪能力，對原有的水質(zhì)進(jìn)行改善，通過合理的途徑來治理淤積情況較為嚴(yán)重的河段。疏浚工程和河床的演變有著緊密的聯(lián)系，要按照河道具體情況來明確實(shí)際挖掘范圍，綜合考慮到河道清淤、疏?？v剖面情況，嚴(yán)格遵循不輕易加深河道這一根本原則，按照相關(guān)規(guī)章制度做好河道斷面清淤設(shè)計(jì)[3]。

3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水土保持工程的實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程概況

為了讓研究具備更高的實(shí)踐價(jià)值，將某水利樞紐工作當(dāng)作研究對象。該工程開展了山體開挖、開山修路以及深挖壩基等工作，破壞了周邊生態(tài)環(huán)境，使得坡體土質(zhì)較為松散，高陡土質(zhì)邊坡缺乏植被覆蓋。因此這一工程采取了生態(tài)修復(fù)技術(shù)，有效契合了水利工程水土保持需要。

3.2 土壤修復(fù)

該工程項(xiàng)目北部地區(qū)的土質(zhì)坡體分為五臺，其實(shí)際坡面陡長，跨度范圍較大，通過實(shí)際勘察調(diào)研能夠了解到，該坡體土質(zhì)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)不佳，對于坡面生態(tài)修復(fù)工作以及未來植物的健康生長會產(chǎn)生很大的阻礙作用。所以經(jīng)過論證研討，決定組織進(jìn)行土壤修復(fù)改良，促進(jìn)坡面表層土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化、確保坡面穩(wěn)定性得以保證，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)工作目標(biāo)。應(yīng)用土壤改良技術(shù)時，針對邊坡坡面的具體結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，首先對溝道進(jìn)行挖掘，把挖掘形成的余土堆疊到溝道間的平整坡面，從而產(chǎn)生諸多小型土丘，見圖1。

圖1 坡面調(diào)整示意圖

之后在坡面溝道中投放具備較強(qiáng)活性以及擁有良好滲透性的水溶性有機(jī)肥料，將固土固坡植物放置于坡面的小土丘之中，從而對坡體進(jìn)行穩(wěn)固，實(shí)現(xiàn)水土保持目的，在植物栽植后降水產(chǎn)生的坡面徑流能夠減少對坡面表層土壤的侵蝕。在此工程項(xiàng)目中，土壤修復(fù)改良以挖掘橫向分布的坡面溝道為基礎(chǔ)，能夠?qū)邓畯搅鬟M(jìn)行減速、截留以及儲蓄，溝道附近所栽培的植物能夠直接依靠溝內(nèi)儲蓄的雨水來補(bǔ)充其生長所需的水量，由于重力影響，之前所投入的水溶性肥料也可以很好地滲透到植物根系，確保植物能夠健康生長[4]。通過上述技術(shù)方法，該坡面的土壤肥力以及物理性質(zhì)有了很大程度地轉(zhuǎn)變，邊坡逐漸復(fù)綠，圖2是針對本工程項(xiàng)目坡面進(jìn)行土壤改良修復(fù)的基本原理圖。

圖2 土壤改良原理

3.3 生態(tài)修復(fù)

該工程項(xiàng)目中包含了很多坡度超過75°的巖石邊坡，因此很容易發(fā)生滑坡以及落實(shí)等自然災(zāi)害，對生態(tài)修復(fù)工作帶來了更大的壓力，為有效處理好相關(guān)問題，我們選擇點(diǎn)穴挖溝法以及垂直復(fù)綠方案實(shí)施修復(fù)。點(diǎn)穴挖溝法真正利用了巖壁側(cè)坡面中的諸多巖穴以及裂縫，在實(shí)際調(diào)研考察后確定挖淺穴后填蓋10~30cm的種植土，隨后在其中移栽植物，讓植物在生長過程中能夠?qū)⒏瞪钊氲綆r石縫隙中，從而實(shí)現(xiàn)對巖體的有效保護(hù)，也擁有一定的景觀功能。而借助于垂直復(fù)綠法對巖壁底部實(shí)施挖溝、筑坑以及鑿穴作業(yè)，選擇金銀花、爬山虎等綠植進(jìn)行移栽，可以形成綜合生態(tài)綠網(wǎng)，讓坡面真正復(fù)綠，同時提升坡面穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

總而言之，水土流失問題可能導(dǎo)致諸多自然災(zāi)害，必須要引起充分關(guān)注和重視，在水土保持工程中應(yīng)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況，靈活制定有針對性地生態(tài)修復(fù)工作方案，確保生態(tài)修復(fù)工作實(shí)效性得到提升。