生产建设项目水土保持设计理念与原则

王治国，李世锋，陈宗伟

(1．水利部水利水电规划设计总院，100120，北京;2．浙江省水利水电勘测设计院，310002，杭州;3．交通运输部科学研究院，100029，北京)

生产建设项目水土保持设计理念与原则

王治国1，李世锋2，陈宗伟3

(1．水利部水利水电规划设计总院，100120，北京;2．浙江省水利水电勘测设计院，310002，杭州;3．交通运输部科学研究院，100029，北京)

生产建设项目水土保持设计理念是水土保持设计的主导思想，也是主体工程设计思想的重要组成部分。在对近10年来我国不同工程类型生产建设项目独具特色的水土保持设计方案及其实施后效果调研的基础上，总结提出水土保持设计理念的内涵与外延，指出水土保持设计理念核心是最大限度地保护生态、控制扰动范围、减少植被破坏和水土流失、快速有效修复生态系统，并在更高层次上达到工程、生态、景观的协调，达到人与工程、人与自然和谐。在这一设计理念的指导下，提出生产建设项目设计的5项基本原则:1)落实责任，明确目标;2)预防为主，保护优先;3)综合治理，因地制宜;4)综合利用，经济合理;5)生态优先，景观协调。

水土保持;生产建设项目;设计理念;设计原则

我国生产建设项目水土保持可追溯到20世纪40年代的西北公路和铁路工程护路种草植树及生物工程防护，以及塌方滑坡和泥石流防治试验研究。到20世纪80年代初，我国在矿山、水利水电工程、公路铁路、电力等工程的水土保持方面做了不少探索性的工作。1991年《中华人民共和国水土保持法》颁布，国家与地方相应出台了一系列法律法规和技术规范，生产建设项目水土保持设计在内容、深度、技术和方法等方面不断完善，工程设计中的水土保持理念得以不断总结应用［1-2］。2010年12月25日新修订的《中华人民共和国水土保持法》［3］对生产建设项目水土保持提出更高的要求。笔者对近10多年来建设完成或正在建设的大型生产建设项目，如三峡水利枢纽工程、小浪底水利枢纽工程、南水北调工程、万家寨引黄工程、神府煤田建设、安太堡露天煤矿建设、西气东输工程进行了调研，进一步总结预防优先、植被优先、生态优先、保护和节约利水土资源、重建景观多方面的生产建设项目水土保持设计理念，并据此提出水土保持设计的基本原则，为今后生产建设项目水土保持设计提供参考。

1 水土保持设计理念

1.1 设计理念的内涵与外延

设计理念是设计人员在设计构思过程中所确立的主导思想，对工程总体设计尤为重要，是设计思想的精髓所在。从更高层次讲，就是通过设计理念的应用和贯彻，赋予某一工程设计具有个性化、专业化的独特内涵、风格和效果。生产建设项目的水土保持设计理念就是从水土保持角度对工程总体设计思想的补充和完善，是评价工程建设是否做到有效保护和利用水土资源，恢复生态环境的鉴尺，也是使工程与水、土、生态、景观协调指针。生产建设项目水土保持设计理念是工程设计理念的组成部分，其应渗透到整个工程设计中。

水土保持设计理念的内涵就是将水土流失防治、水土资源合理利用、生态恢复、景观重建与主体工程设计紧密结合起来，通过抽象和归纳形成的水土保持总体思路，目的主要是提出约束和优化主体工程总体规划与布置、主体工程设计意见和要求，这对扭转“重结构设计轻外观设计，重视工程设计轻生态景观设计，重刚性措施轻植物措施”的工程设计思想具有重要意义，并且能够通过优化主体工程设计减少弃土弃渣量和开挖扰动面积，有效控制水土流失，是水土保持设计理念的内在作用。水土保持设计理念的外延就是根据水土保持、生态和景观的综合要求，提出与工程设计相适应的水土流失防治措施的总体布局与设计思路，是水土保持设计理念的外在作用。外在作用通过内在作用才能真正发挥效力［4-6］;因此，只有通过水土保持设计与主体工程设计的互动，才能提出工程与地貌、植被、土壤、水体等景观要素协调与融合的设计方案。

1.2 设计理念的应用与实践

1.2.1 约束和优化主体工程设计 生产建设项目水土保持设计各阶段技术文件是贯彻《中华人民共和国水土保持法》规定的“三同时”制度的一个重要环节，也是主体工程设计技术文件的重要组成部分。可行性研究阶段的水土保持方案是水行政主管部门批复的具有法律约束力的设计文件，既是对工程设计、施工、管理的法律约束，也是对水土保持后续设计的指导性技术文件;因此，水土保持设计理念首先是从水土保持角度约束和优化主体设计，即以主体工程设计为基础，本着事前控制原则，从水土保持、生态、景观、地貌、植被等多方面全面评价和论证主体工程设计各个环节的缺陷和不合理性，提出主体工程设计的水土保持约束性因素、相应设计条件及修改和优化意见和要求［7］，重点是主体工程选址选线、方案比选、取料和弃渣场选址的意见和要求。

1.2.2 充分考虑弃土弃渣综合利用 弃渣是生产建设项目建设生产过程中造成水土流失最主要的问题。如何合理利用弃土弃渣，并通过工程总体方案比选和施工组织设计优化减少弃渣量是水土保持评价的核心与重点。这不仅能够最有效地减少新增水土流失量，而且是实现循环经济的有效途径。在某一技术条件下，某一弃渣就是一种资源，应通过各种技术实现综合利用，这比被动拦挡防护更经济更环保。如煤炭开采过程中的弃渣——煤矸石、中煤、煤泥等低热值燃料，可以通过特殊技术发电;也可制成砖、水泥、陶粒、路基材料、混凝土掺合料等建筑材料;水利水电工程及公路铁路等工程建设中，弃渣(土、石)可在本工程或其他工程建设回填利用，或加工成砂石料和混凝土骨料等，或回填于荒沟、废弃砖场或采砂坑，以增加土地资源，甚至也可以通过主体工程总体规划充分利用弃渣就势置景，使弃渣场成为景观建设的组成部分。因此，水土保持设计评价应优先考虑弃土弃渣综合利用，提出相应意见与建议，并在主体工程设计中加以落实。

1.2.3 着力强化水土资源节约利用

1)节约和利用土地资源。生产建设项目在建设和生产时，需征用和占用大量土地。必须牢固树立节约、整治和恢复利用土地的理念，充分协调工程规划、施工组织、移民等专业，通过优化建(构)筑物布置、弃土弃渣综合利用，取料场与弃渣场联合应用等来减少土地特别是耕地占压，并采取整治措施恢复土地的生产力。如青藏铁路水土保持设计［8］要求取弃渣场远离铁路两旁500 m以外，并提出了取土场取土限制深度，要求取土后尽可能用弃渣回填，施工组织设计据此做了大量的优化工作，大大减少了弃渣场数量、土地的占压和植被的破坏，有效保护沿线植被和景观;山西潞安矿业(集团)有限责任公司司马矿排矸场设计充分考虑了土地恢复利用，有序弃渣回填荒沟，使荒沟变成大片林地。

2)保护和利用土壤。从裸岩形成土壤，再到稳定的植物群落需千万年计的时间，因此，保护和利用土壤，特别是表土，是生产建设项目水土保持设计中极为重要的理念，水土保持设计之初就必须根据主体工程施工组织设计进行土方平衡及覆土用量计算，并落实表土剥离、堆放和回覆。如浙江秦山核电厂扩建项目将工程占地区的2.6万m3表土剥离后集中堆置在施工区一角，后用于绿化覆土，节约利用了土壤，又为后来的植被恢复奠定了基础。

3)充分利用降水资源。生产建设项目不仅在生产建设过程中改变区内的地形和地表物质组成等条件，而且平整和硬化地面，导致径流损失加大，不仅对周边造成冲刷，一定程度上也破坏正常的局地水循环，因此，通过拦蓄利用或强化入渗等措施，充分利用降水资源，也是水土保持设计的一项重要理念。在降雨较多的地区采用强化入渗的水土保持措施，能够改善局地水循环，减少工程建设对所在区域及周边的影响;有条件的地区，还可利用引流入池，建立湿地，净化水质，做到工程建设与降水利用、水土保持、生态恢复相结合;在水资源紧缺或降雨较少的地区，采取拦集蓄引设施，充分收集汛期的降水，用于补灌林草，既提高成活率和生长量，又节约水资源，降低运行养护成本。

1.2.4 重视植被的保护、利用与恢复

1)保护和利用植被。在主体工程与水土保持设计过程中，要树立保护与利用植被的理念，通过选址选线、总体方案比较、优化主体工程布置等措施保护植被。这在生态脆弱的高原高寒地区、干旱风沙地区尤为重要，因植被一旦破坏，将很难恢复，青藏铁路［8］将剥离后的草皮专门存放并洒水养护，待土方工程完成后再覆盖到裸露面，保护和利用高原草甸。同时，提高施工道路设计标准，变临时道路为永久性道路，提高施工道路的服务期，避免因道路毁坏另辟蹊径而扩大草甸植被占压面积。又如神农架木鱼坪至兴山昭君桥旅游公路［9］改扩建工程最大限度地利用原有老路，并根据当地地形地貌情况，优化结构设计，增加半幅桥、悬挑板等设计比例，大大减少了植被破坏，水土保持效果明显。在水库工程建设通过合理比选工程规模，尽可能减少植被淹没，这样既减少淹没补偿投资，又保护了生态。

另外，在工程建设中对可能被损坏的植被加以利用也十分重要。如在公路建设将基础处理和清表可能破坏树木移植，在公路沿线建立苗圃，最终服务于公路植被恢复;水库工程建设可将淹没区的乔灌木移植移栽，建立场圃，既保护种质资源，又可用于后期恢复植被，节约了投资，提高了植被存活率。浙江老虎潭水库在建设过程中，将淹没区需要砍伐的树木提前移植出来在管理区假植，为后续建设区植被恢复准备苗木就是很好的例证。

2)保障安全和植被优先。植物措施能够有效防治项目建设区水土流失、丰富景观、美化环境，因此，在保障工程安全的前提下，坚持植被优先，工程措施和植物措施相结合，优先发挥植物的生态景观效果，已越来越成为工程设计的重要理念。如工程建设项目在建设过程中产生的开挖和堆垫边坡防护，传统上总是采用硬防护措施，如混凝土挡土墙、浆砌石拦渣坝和护坡等，结果是工程造价很高，视觉效果差，更谈不上生态景观重建。在边坡、施工迹地、弃土弃渣场、取料场的防护设计中应尽量采取林草措施，或植物与工程相结合的措施，着力提高植被覆盖率，恢复和改善生态环境。近年来，我国高陡边坡特别高速公路边坡的水土流失治理中已形成了植物与工程相结合的水土保持技术体系。例如:广东渝湛高速公路［10］采用三维网植草生态防护碟形边沟代替传统砌石边沟，排水沟与周围的自然环境更协调;大隆水利枢纽、浙江省华光潭梯级水电站的电站厂房后高陡边坡采用植物护坡措施，既降低了造价，也控制了水土流失，还取得了明显的生态景观效果。随着经济发展和人们生态文明建设意识的提高，工程设计开始向生态景观型设计发展。

1.2.5 注重生态景观的恢复和重塑

1)充分应用植物措施，重建生态景观。植物措施设计是生态景观建设的灵魂，没有植物生存就难有动物的存在，没生命的景观是死寂的景观。传统的工程措施一般是圬工结构或砼工结构，其视觉效果较差，没有生机。如何将各类裸露地复绿，并与主体工程设计及周边生态景观相协调，使工程景观与植物景观协调，达到人与自然和谐、工程与生态和谐是水土保持设计极为重要的理念。水土保持植物措施设计必须做到工程、生态与景观相结合，统筹考虑主体建(构)物的造型、色调、外围景观(包括周边河湖水体、植物、土壤)等，使之在微观尺度和宏观尺度上与周边环境的协调和融合，如应利用植物外部形态、色彩、季相、意境等合理选择和配置植物种及其结构，并辅以布置园林小品，形成富有内涵的生态景观，并综合应用“清、露、封、诱、秀”等多种景观手法，提升景观效果。

同时，应注重乔灌草合理配置，多种植物相结合，多采用乡土植物种，降低养护成本，并满足工程运行安全要求的情况下，优化植物措施配置。例如:供水明渠两侧最好种植常绿树种，落叶应不对水质产生较大影响;精密仪器设备厂区不能采用有飞絮植物;公路两侧有弯道的地方不能种植遮挡视线的高大乔木;冶炼化工厂应选择种植抗污性强的植物;埋设输油输气管的上方不能选择根系发达的乔灌木等。

2)人与自然和谐相处，实现近自然生态景观恢复。近年来，建设项目区的生态与景观设计又进一步向近自然恢复发展。从今后发展趋势看，应树立“人与自然和谐、工程与生态和谐”的理念，在工程总体规划与设计中充分利用原植物景观，使之与主体建筑景观和周边环境景观相协调并有机融合，实现近自然生态景观恢复。传统的工程追求整齐、光滑、美观、壮观，突出人造奇迹，如河道整治、引水渠等工程边坡修得“三面光”，呈直线型，既不利于地表和地下水分交换和动植物繁衍，陡滑的坡面也不利于乔木、灌木生长和人、水、草相近相亲［11］。在稳定的前提下，开挖面凸凹不平，便于土壤和水分的保持，有利于植物生长，恢复后的景观自然和谐。排水沟模拟自然植物群落结构的植被恢复方式、生态水沟代替浆砌石水沟及坡顶(脚)折线的弧化处理等，更贴近自然。

2 水土保持设计原则

综上所述，可以得出:生产建设项目水土保持设计应在执行“三同时”的制度的基础上，与主体工程设计充分衔接，并通过水土保持设计理念修正和优化主体设计，使各项水土保持措施更具有可操作性。为此，笔者认为生产建设项目水土保持设计应坚持以下5条原则。

2.1 落实责任，明确目标

根据《中华人民共和国水土保持法》确立的“谁开发，谁保护”“谁造成水土流失，谁负责治理”的原则，通过分析项目建设和运行期间扰动地表面积、损坏水土保持设施数量、新增水土流失量及产生的水土流失危害等，结合项目征占地及可能产生的影响情况，合理确定项目的水土流失防治责任范围，即明确生产建设单位负责水土流失防治时间与空间范围，明确其水土流失防治目标与要求，特别是应根据项目所处水土流失重点预防区与重点治理区及所属区域水土保持生态功能重要性等确定其水土流失防治标准执行的等级，并按防治目标、标准与要求落实各项水土流失防治措施。

2.2 预防为主，保护优先

“预防为主，保护优先”是水土保持的工作方针之一，也是生产建设项目水土保持设计基本原则之一。据此，针对项目建设和新增水土流失的特点，水土保持设计首先是对主体工程进行评价，即提出约束和优化建设项目的选址(线)、规划布局、总体设计，施工组织设计等方面的意见与要求，并通过工程设计的不断修正和优化减少可能产生的水土流失。水土保持设计思路应由被动治理向主动事前控制转变，特别注重与施工组织设计紧密结合，完善施工期临时防护措施，防患于未然。

2.3 综合治理，因地制宜

“综合治理，因地制宜”不仅适应于小流域综合治理，也同样适用于生产建设项目水土保持。所谓综合治理就是指生产建设项目布设的各种水土保持措施要紧密结合，并与主体设计中已有措施相互衔接，形成有效的水土流失综合防治体系，确保水土保持工程发挥作用。所谓因地制宜就是根据建设项目自然条件与预测可能产生的水土流失及其危害，合理布设工程、植物和临时防护措施。由于我国幅员辽阔、气候类型多样，地域自然条件差异显著，景观生态系统呈现明显的地带性分布特点，植物种选择与配置设计是能否做到因地制宜的关键，必须引起高度重视。

2.4 综合利用，经济合理

任何生产建设项目都是要进行经济评价的，其产出和投入首先必须符合国家有关技术经济政策的要求。技术经济合理性是生产建设项目立项乃至开工建设的先决条件。生产建设项目水土流失防治所需费用是计列在基本建设投资或生产费用之中的，因此，加强综合利用，建立经济合理的水土流失防治措施体系同样是生产建设项目水土保持设计所必须遵循的原则之一。如选择取料方便、易于实施的水土保持工程建(构)筑物，选择当地适生的植物品种，降低营造与养护成本，选择合适区段保护剥离表层土，留待后期植被恢复时使用，提高主体工程开挖土石方的回填利用率，以减少工程弃渣，临时措施与永久防护措施相结合等，均是这一原则具体体现。

2.5 生态优先，景观协调

随着我国经济社会的发展，广大人民群众物质、精神和文化需求日益提高，生产建设项目的工程设计、建设在满足预期功能或效益要求的同时，也逐步向“工程与人和谐相处”方向发展。由于植物是具有自我繁育和更新能力的，植物措施实际也就成为水土流失防治的根本措施，同时也具有长久稳定的生态与景观效果，是其他措施不可替代的。因此，在治理生产建设项目水土保持设计必须坚持“生态优先、景观协调”原则，措施配置应与周边的景观相协调，在不影响主体工程安全和运行管理要求的前提下，尽可能采取植物措施。

［1］李文银，王治国，蔡继清．工矿区水土保持［M］．北京:科学出版社，1996

［2］曾大林．开发建设项目水土保持理念之探讨［J］．中国水土保持，2004(2):9-10

［3］中华人民共和国水土保持法［M］．北京:中国法制出版社，2011

［4］王治国，朱党生，纪强，等．开发建设项目水土保持方案编制及设计的若干思考［J］．中国水利，2006(12):37-39

［5］姜德文．转变设计理念适应开发建设项目的水土保持限制性规定［J］．中国水土保持，2008(8):4-8

［6］王治国，朱党生，张超．我国水土保持规划设计体系建设构想［J］．中国水利，2010(20):45-48

［7］交通部公路司．新理念公路设计指南［M］．北京:人民交通出版社，2005

［8］程吴，陈泽昊．青藏铁路高原冻土地区施工期水土保持措施初探［J］．铁道劳动安全卫生与环保，2003，30(5):218-220

［9］陈宗伟，张翔．基于景观功能的山区旅游公路水土保持设计思路:以湖北神农架木鱼坪至兴山县昭君桥旅游公路为例［J］．中国水土保持科学，2009，7(6):46-50

［10］李天．广东渝湛高速公路生态恢复与景观设计［J］．工程设计，2008，22(3):342-344

［11］曾大林．用新理念提升开发建设项目水土保持工作［J］．中国水土保持，2006(6):5-7

Design concept and principles of soil and water conservation for production and construction projects

Wang Zhiguo1，Li Shifeng2，Chen Zongwei3

(1．Water Resources and Hydropower Planning and Design General Institute，100120，Beijing;2．Zhejiang Design Institute of Water Conservancy ＆ Hydro-Electric Power，310002，Hangzhou;3．China Academy of Transportation Sciences，100029，Beijing:China)

Design concept of soil and water conservation for production and construction projects is one of dominant ideas in the field of soil and water conservation，in addition，it is also the important component of design concept of main work．On the basis of studying different types of design schemes of production and construction projects completed in the last 10 years as well as the implementation effects，the connotation and denotation of the design concept was summarized．To achieve the harmonious coexistence between projects with ecology and landscape at a higher level，there are four parts of the core concept．The first is to protect ecosystem，and the second is to control disturbance range，and the third is to reduce vegetation destruction and soil and water losses，and the fourth is to restore ecosystem effectively and fast．Under the guidance of the design concept，this study raised five basic principles of designing production and construction projects．1)all-round implementation of controlling measures of soil and water loss according to set the aim in extent of legal liability．2)Stress should be put on the prevention measures and give priority to taking protective measures for soil and water．3)Taking different comprehensive treatment of controlling soil and water loss in line with local conditions．4)Taking proper measures of controlling soil and water loss in during of process in technical and economic appraisal，and the comprehensive utilization for abandoned soil and rock in the procedure of production and construction．5)The giving priority to taking ecological measures for controlling soil and water loss，the disturbed area of production and construction has changed into harmonious and graceful landscape．

soil and water conservation;production and construction project;design concept;design principles

2011-07-26

2011-10-10

项目名称:生产建设项目水土保持设计指南研究与编写(水保监便字［2009］137号)

王治国(1963—)，男，教授，博士。主要研究方向:水土保持规划设计、工矿区水土保持。E-mail:wangzhiguo@giwp．org．cn

(责任编辑:程 云)