解析水土保持理念在水利工程设计中的应用

郑维，陈馥芳

（宜昌清江水利电力勘察设计院，湖北 宜昌443500）

1 引言

现阶段，水利水电工程的重要性尤为突出，其在诸多领域发挥着至关重要的作用，如发电领域、防洪领域以及农田灌溉领域等。同时，水利水电工程是十分复杂且烦琐的工程项目，随着建设机会的增多与建设规模的扩大，会对周围环境造成一定程度的影响，这与我国可持续发展的战略目标是相违背的。因此，在水利工程的设计环节，应注重水土保持理念的融入，减少或是避免发生水土流失的问题。

2 水土保持理念的概念与目的

近些年，随着社会经济的快速发展，对自然环境的过度开发与破坏已十分严重，植被种类的不断减少、水土流失等现象的频发，为社会敲响了警钟，保护自然环境已刻不容缓【1】。由此，水土保持理念的提出得到了社会的广泛认可，并且全面应用于水利工程的建设中。在进行水利工程建设时，相关人员应具备良好的环保意识与知识，企业也应注重对其水土资源保护观念的培养与提高，加强环保知识的宣传，确保设计人员与施工人员以保护环境为前提开展相关的工作，进而减少水利工程项目对自然环境的破坏。

3 水利工程水土流失的特征

3.1 点状水利工程水土流失的特征

首先，点状水利工程具有工序繁杂、体量较大以及施工周期较长等特征，如水库、塘坝等。由于其施工周期较长，极易受到恶劣自然天气的影响，造成水土流失的问题。其次，通常情况下，点状水利工程施工现场的交通条件与现场环境并不理想，为了保证施工的顺利进行，需要较长时间的施工准备，如场地的整平与清理、运输道路的修建等。同时，由于准备阶段的施工难度相对较大，且工期较长，所以有必要做好水土流失的防治工作，以此来避免或是减少对生态环境的破坏。最后，点状水利工程的开展会对多个方面造成较大的影响，如淹没区与移民安置区会占据大面积的土地资源，极易加剧水土流失的现象，动植物生态系统也容易遭受破坏【2】。

3.2 线状水利工程水土流失的特征

灌溉工程、供水工程等属于线状水利工程，且该类型的工程项目具有施工线路长、施工条件多变、施工环境较差以及施工周期较长等特征。由于线状水利工程的施工线路较长，途径的自然环境也都不尽相同，所以对施工现场的要求更加严格，如取料、弃渣等场地的选择应特别谨慎与科学，从而规避可能发生的水土流失问题。

4 水土保持理念在水利工程设计中的应用分析

4.1 明确设计规范

与国外发达国家的分析比较可以得出，国内水利工程的建设过程仍旧存有较多的问题与不足，如建设标准、设计规范、工程项目规划以及精细化管理等方面。同时，水土保持方案设计的合理性与准确性又是水利工程施工的重要基础，所以，相关施工企业与政府职能部门应加强对水利工程设计阶段的管理工作，从而保证水利工程的建设效率与质量。首先，相关设计人员在进行工程设计时，应严格依据有关的设计标准与要求，结合水土保持理念，提高水土保持方案的可行性【3】。其次，施工企业应提高对设计单位与相关设计人员的资质审查力度，以此来提高方案设计的科学性与专业性。最后，由于水土保持方案的设计需要用到较多的架构、岩土等方面的知识和技能，所以，设计队伍的整体专业水平显得尤为重要，因此，设计单位应注重提高设计人员及队伍的专业水平，完善质量管理制度，从而保证水利工程项目高效率、高质量地开展。

4.2 优化结构设计

结构设计是整个水利工程项目设计工作中的重要组成。首先，在开展结构设计工作时，应注重加强控制挖填土石方总量，规避或减少地表扰动过大的现象。特别是在进行水库大坝的结构设计时，尤其要做好现场勘测工作，重点关注施工现场的地质条件与地形构造。通常情况下，应首选混凝土坝，尽可能地减少对地表结构的破坏。其次，当进行灌溉工程设计时，设计人员应充分掌握高填与深挖作业的要求，确保设计方案的可实施性。最后，方案的设计应尽量减少大回填或是大开挖作业的内容，便于整体水利工程的成本控制。此外，对于围堰工程项目的设计工作来说，可以使用钢筋材料代替土石材料，提升其稳固性，从而减少对周围水土环境的扰动。在进行堤防工程的方案设计时，设计人员应格外注意堤防边坡的设计比例。一般情况下，堤防边坡的常用设计比例为1∶3，但设计人员可依据施工现场的实际条件，适当地调整为1∶2比例或是其他比例，降低对周围水土的影响。

4.3 优化防护设计

目前，国内水利工程项目较为常用的边坡防护作业的方式为喷混凝土护坡与浆砌石护坡2种，工程实践中，应尽可能地避免使用硬护坡的防护设计【4】。蜂巢式网格植草护坡与喷混植生护坡的防护设计，不仅可以有效地控制水土流失的问题，还能提高整体水利工程的美观性。因此，这2种防护方式已广泛应用于各大水利工程项目中。此外，由于不同类型水利工程的特点存有一定的差异性，所以在进行防护设计时，设计人员应充分考虑到施工现场的地质条件与地理环境，遵循因地制宜的设计准则来完成方案的设计，既要保护当地的生态环境，又要实现水土保持的建设目标。

4.4 优化土石方平衡设计

在进行土石方平衡设计时，设计人员应考虑借土方量与弃渣量对土石平衡性产生的影响。

1）为了保证水土保持理念的有效落实，应有效地控制借土方量，并借助以挖作填的方法减少对水利工程周边水土造成的影响。

2）在开展堤防工程的设计环节中，会使用到土石方进行清基作业，所以设计人员应充分掌握工程项目的建设需求，设计出多种解决方案供相关施工人员选择与参考，以此来提高清基作业的质量。同时，在使用土石方进行施工时，可适当地应用掺灰工艺，以便于取土量以及弃渣量的管理与控制。

3）对于引水渠道工程的设计工作来说，设计的重点应放在渠道高程的控制以及开挖量、回填量的降低上，从而满足水土保持理念的相关要求【5】。

4）在开展水利工程项目时，经常会修建临时性的施工便道，对此，相关人员也应充分考虑到项目结束后施工便道的使用情况，从而提高水土资源的有效利用率。

5 结语

综上所述，水土保持理念在水利工程设计中的有效应用，不仅可以明显地减少水利工程项目对周边环境造成的影响与破坏，还能保证其发挥出应有的功能与优势。因此，设计单位与设计人员应注重自身专业水平的提高，引进并学习国内外先进的设计理念与技术，完善现有的设计方法与内容，加强水土保持理念的融入，从而提升水利工程项目的设计质量，为后续的施工打下坚实的基础。