（中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司 河南郑州 450046）
摘要：水利工程建设会扰动周边环境的生态系统，因土石方工程造成植被减少、地形地貌与水系流向改变等，如果在设计与施工过程中对工程的影响没有充分的评估并采取防御措施，会极大的增加水土流失以及自然灾害发生的概率。本文首先阐释了水利工程设计中水土保持理念的内涵，分析了其对于维持生态系统平衡、涵养水源以及提升水利工程建设的资源环境效益等方面的重要作用，进而探讨了如何通过优化工程结构、施工工艺与平面设计，修复植被并降低因水利工程建设带来的水土流失风险。
关键词：水土保持；设计优化；防范措施；水利工程
引言：
水利工程会从多个方面改变江河流域的生态环境，在提升抗洪防旱能力并优化水资源分配利用的同时，也给水生、陆生动植物乃至人类的生存环境带来了风险。因此需要在规划设计以及施工过程中进行必要的生态影响预测与评估，尽量采取措施避免让生态环境遭到不可逆的破坏，水土流失就是需要慎重评价并给予重视的问题之一。
一、水土保持理念及其作用
（一）水土保持理念
目前工程建设、各行各业的生产活动以及人们的生活对自然环境的干扰和破坏日益频繁，要想满足人类社会长期稳定发展的期望，就必需将对自然资源的掠取和有害物质的排放控制在一定范围。因此在目前的大型工程建设、产业结构与经济发展规划等领域，逐步引入了环境保护理念，对重大决策的生态后果进行科学的评估，避免其超出生态环境的承载力。而水土保持便是环境保护的关键，涉及到多个学科专业知识的综合运用，基于对土壤、水与动植物在生态系统当中相互作用关系的研究，旨在控制人类活动带来的水土流失与生态环境恶化。
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（二）水利工程建设中水土保持理念的作用
水利工程建设对周边环境的岩土、植被以及水系均会带来扰动，从土石方挖掘、水工建筑以及道路修建到施工临时设施用地等，都会改变当地原有的生态并加大水土流失的风险。因此近年倡导在规划设计阶段将水土保持做为优化决策的一部分，尽量选择对水土保持影响最小的方案。一方面能够尽量保持当地生态环境的原貌，保持土壤与植被的径流调节和涵养水源的作用，另一方面还可以降低自然灾害对水利工程的威胁，延长水利工程的使用寿命和提高相关流域的防洪抗旱能力。
二、水利工程对水土保持的影响
（一）植被覆盖面积的减小
水利工程施工需要在施工地点周边修建临时设施、平整和铺设道路供运输和施工机械设备进出，并且涉及到大规模的土石方挖掘、堆放与回填。而这些施工活动都需要铲除地表植被，并且扰动原有的岩土结构[1]。因此原本依靠植物根系固化的土层的抗冲蚀能力必然降低，在雨水径流或地下水的作用下便会流失。此外伴随水土流失还会造成相应区域土壤蓄水量下降，因而对干旱或洪涝更加敏感。
（二）地形地貌改变
水利工程周边的地形地貌也会伴随上述施工活动改变，在应工程需要采石、挖土以及平整场地时，系统中各生态要素原本稳定的相对位置关系被打破，导致地表和地下水系的流向改变。尤其是在远距离的灌溉和引水工程中，会大范围的影响原有生态系统的平衡，增加水土流失的风险。
三、基于水土保持需要优化水利工程设计
（一）工程结构与施工平面设计
目前随着水利工程施工技术的进步，工程中的水坝等关键设施、构筑物的结构形式有多种选择。按照传统的设计理念会将造价控制、远期经济与社会效益以及施工技术难度做为主要的衡量指标，对不同的结构形式进行论证和优化。而引入水土保持理念的设计决策，应充分考虑不同设计方案对水土保持会产生何种影响，在投资预算和施工技术允许的前提下，尽量选择影响最小的方案。理论上土石方工程量和施工场地空间要求越小，则对水土保持的影响也越小，因而混凝土、钢结构以及隧洞施工技术应得到更多应用，以取代深挖高填以及浆砌石等结构形式与施工技术。而施工平面设计则应基于对周边环境的勘查，了解其生态系统构成以及地形地貌特征，在满足施工所需交通、场地需求的同时，尽量保持原有的地表风貌，并且合理规划挖方、弃渣临时堆放地点。
（二）优化施工工艺
施工工艺设计对水利工程的水土保持也有很大影响，应在方案论证阶段进行必要的优化和深化设计。为了降低水利工程建设带来的植被覆盖面积缩减，应采用生态边坡施工技术修建护坡，取代传统的硬化混凝土和砌石边坡。首先可以使用镂空式植草砌块砌筑护坡，在呈蜂巢状分布的孔中种植适应当地环境的草类，能够利用其根系固化坡底土壤并绿化护坡表面，优化生态系统和起到水土保持作用[2]。其次也可以采用植生基质植物护坡技术，将混合好的草籽与营养物质、土壤以及保水剂等材料喷附在护坡之上。这一生态护坡技术对环境的适应性更好，非常适合在水利工程中应用。最后要科学的分析计算挖方与填方量，尽量利用挖方来满足回填需要，并且让二者的总量趋于平衡。
（三）植被修复
除了尽量减少对周边植被和岩土的扰动，在水利工程的设计中害还考虑必要的植被保护和修复措施。首先在分析了相关区域植被构成、习性等因素之后，制定临时设施、道路所占用区域的植被修复计划，尽量让其物种构成恢复到原状。其次对于需要永久性使用的道路，其地表植被因路面硬化无法修复，应从长远视角评估其对水土保持的影响，基于对植被和地形地貌影响最小的原则优化路线设计。
四、结束语
水利工程的水土保持理念应用在国内尚无完善的标准和规范，因此如何科学的评价不同设计方案对水土保持的影响还有待探索，而后续的施工管理和验收也缺少相应的依据。所以水土保持理念的落实，亟需完善既有的水利工程勘查、设计以及施工相关的标准体系。
参考文献：
[1]蒋言和. 水利工程设计中水土保持理念的应用[J]. 建材与装饰, 2017(42):257-258.
[2]于红军. 水土保持理念在水利工程设计中的应用[J]. 河南水利与南水北调, 2017(3):76-77.
论文作者:王亦昕
论文发表刊物:《云南电业》2019年7期
论文发表时间:2019/12/13
标签：水土保持论文; 植被论文; 水利工程论文; 水利论文; 护坡论文; 理念论文; 工程建设论文; 《云南电业》2019年7期论文;