水利水电工程设计中的水土保持理念探讨

郓城县水务局 史艳玲

前言

随着信息技术的不断发展以及其在各个行业中的广泛应用，水利信息化以及水利工程数字化等概念已渗透到水利水电工程规划、设计、实施以及管理等各个环节。近几年，较大规模水利水电工程都在规划设计阶段采用智能化和数字化设计。建设单位通过招标方式选定第三方，并围绕工程功能定位进行工程建设管理、智能施工、工程安全监控和智能分析，大范围的系统应用决策，快速的应急响应和全面的交易管理都有先例可循。水土保持工作在水利部门中占有重要地位，水土保持管理部门近几年进行水土保持信息系统建设和生产建设项目水土保持监督管理系统建设、综产建设项目水土保持综合监督信息化等方面进行了研究，但是到目前为止，专门为特定生产建设项目研发的水土保持信息系统尚不多见。

1 概述水土保持理念

1.1 水土保持概念

水土保持的概念主要是采取有效的防治措施，控制自然或人为活动造成的水土流失。目前，我国在小流域水土流失综合治理方面积累了很多经验。通过在小流域构建独立的自然集水系统，发展多种多样经济，能够有效缓解水土流失问题。

1.2 水土保持理念在水利水电工程设计中应用的重要性

在水利水电工程设计中，有效运用水土保持理念，进一步提升各类资源的利用率，针对工程建设过程中的突发环境问题制定专项可行的解决方案，对保障工程实施全过程的生态效益意义重大。

首先，水土保持措施能有效防止泥石流、滑坡等自然灾害的发生，保障项目高质量高效发展。其次，水土保持理念还能够进一步提升水利水电工程水库和部分设施的蓄水能力，使水利水电工程得以在后期运营期间充分发挥水利服务功能。之后，水土保持理念还能够有效提升水资源质量，规范小流域水土保持环节，构建完善的环境保护体系。最后，在水利工程设计过程中，优质高效借助水土保持理念还能够补充工程旱季径流，从根本上进一步提升工程防洪水平，减少洪涝灾害对地区经济发展造成的不利影响。

2 水利工程建设期间水土流失特点

国内最早的土壤侵蚀表征为丘陵地区的水力侵蚀。1930年，水土流失的概念由欧美传入我国，水土流失的概念和范围不断扩大。土壤侵蚀之含义为水、风、重力、冻融及其他自然力与人类活动对水土资源与土地生产力之损害与损失，包括地表侵蚀、水分流失及有联系之来源污染。

水利工程施工期间水土流失，主要由于土建工程干扰破坏地表及植被。水利工程多修建于河流之上，由于自然水土流失、河床泥沙淤积，加重了洪涝灾害，水库湖泊淤积严重，减少了综合利用功能。施工期水土流失阻碍工程建设安全与进度、河流淤积阻碍泄洪排涝、损害土地资源、阻碍土地生产力、影响生态环境与景观等。水利工程引起的水土流失是比较集中的，其中以某一时间施工期内水土流失最严重。场地多为山区和深山峡谷地区，交通不方便，场地较窄，在施工准备期内应做到“三通一平”，建好围堰，导流及其他构筑物，特别是大体积的土石方的挖掘、填土和碾压、护坡等建设对地貌及植被破坏严重，建设难度较大，防控措施不易于实施，易引发严重水土流失。水利工程除了工程建设区以外，一般都会涉及淹没区、安置区等，工程的面积在几平方公里或者几十平方公里。工程可跨越山地，丘陵和平原多种地貌，填海造田和废渣场数量大，分布零散，大多分布在农田或者河流的水边，工程范围具有潜在的危害性，水土流失的类型比较复杂。

3 水土流失造成的危害

3.1 水利工程整体效益下降

降水对地表土壤具有重复冲刷作用，冲刷时大量泥沙随着地表径流向池塘，河流，水库，湖泊等处流动，最终导致河湖严重淤积，从而影响水利工程整体效率。另外，考虑到泥沙在水库中的长期淤积，大量的库容被占，还迫使河道及河床的位置升高，使水位升高，最终导致河道不通，影响整个水利工程的调蓄、防洪等功能，甚至会产生严重的后果。

3.2 水文环境退化较重

针对水土流失挟带大量泥沙、冲入水库及河流、水体混浊等问题。与此同时，水土流失所挟带的泥沙还有大量垃圾及农药残留，对水质产生严重影响，对当地水文环境产生冲击，并造成极大损害。另外，考虑到水库、池塘淤塞，水流不畅和调节能力下降等因素，最终导致水体自净能力锐减，同时水环境恶化也会进一步加重水土流失，如此恶性循环，给当地生态环境带来极大冲击。

4 水利水电工程水土保持探讨

4.1 明确水土保持的目的，树立水土保持观念

明确水土保持理念在水利水电工程设计中的目的，树立水土保持理念是做到水土保持理念在水利水电设计中应用的关键环节工程。水土流失现象主要是人类活动超过环境容量极限、森林植被过度破坏、滥砍滥伐等人为因素造成的，因此水土保持理念越来越受关注。水利水电工程建设具备建设规模大、施工程序复杂、建设周期长等特点。一般建在生态环境比较原始的深山中。因此，建设水利水电工程将直接破坏生态环境，破坏生态平衡，水土流失严重。水土保持具备以下功能。一是能有效防止自然灾害造成的水利水电工程损失。水利水电工程建设过程中会破坏原有的树木和植被，造成水土流失，从而致使山体滑坡、泥石流等自然灾害频发，严重威胁水利水电工程的安全。确保水利水电工程不被破坏，降低维修改造费用。二是改善水质，延长水利水电工程寿命。水土保持能够防止水土流失，防止泥沙等杂质进入水体妨碍水质，增强保水蓄水能力，延长水利水电工程的使用寿命，降低成本，提高经济效益。三是维护生态平衡，避免生态冲击。水土保持能够增强水土生态容量，增强土壤渗透性，减少旱季径流波动，进一步提升汛期防洪能力，防止水土流失对水利水电工程。因此，在水利水电工程建设过程中，要明确水土保持的目的，始终秉持水土保持的理念。

4.2 优化水利水电设计，注重生态技术的应用

优化水利水电设计，以生态技术应用为重点，促进水土保持在水利水电工程中的应用。水利水电优化设计的途径主要涵盖以下几个方面。一是优化工程结构设计。水利水电工程结构主要涵盖水库大坝结构、围堰结构和路堤结构。结构设计时，首先要调查和掌握建设用地环境，因地制宜进行材料选择和工程结构设计。例如，结合水库大坝的施工地点、环境条件和材料特点，水库大坝的施工材料应为性能良好的混凝土，以做到围堰的稳定性，可选择钢架结构。二是优化工程边坡设计。传统的水利水电工程占地面积大，全部使用混凝土或石材铺设，美观性差，生态性能低，不利于水土保持和生态环境保护。在不影响工程质量的基础上，可使用新的防护材料和设计方法，如混凝土结合植物护坡或蜂窝网植物护坡，最大程度保持水土，并提高了审美且保护了生态平衡。三是优化土方平衡设计。水利水电工程建设需要“挖”和“填”建设用地两个主要任务。“开挖量”和“填埋量”的最佳平衡，就是对生态环境的最大保护。因此，工程建设设计人员应明确“挖”与“填”平衡对水土保持的重要性，在设计时应综合考虑。比较多个方案后，选择最佳方案，达到最大的平衡，能够减少植被破坏率，提高植被覆盖度，促进达成生态优化。四是生态设计技术的开发与应用。随着建筑业的快速发展，生态技术得到了极大发展和应用。在水利水电工程建设过程中，应加大生态技术的开发和应用。首先，水利水电工程设计人员应深入分析建设用地生态环境状况，始终坚持水土保持理念，制定设计方案，科学合理规划布置工程建设，要结合实际情况，尽量减少水土流失和环境破坏。其次，深入开展生态技术探索研究，结合实践经验，引进先进技术进行技术优化，将生态技术充分渗透于水利水电建设，促进达成可持续发展。最后，应用生态技术并在评价反馈中明确改进方向，对生态技术进行更深入的研究，让生态技术随着时代的发展不断创新优化，促进达成生态技术应用在水利水电工程中，加固水土，促进达成保护水利水电工程生态环境的目标。

4.3 进行生态环境评价并做好生态环境保护

开展生态环境评价，做好生态环境保护工作，为水利水电工程建设予以基本条件支持。“绿水青山就是金山银山。”道出了可持续发展的真正含义。只有做好生态保护，维护生态平衡，促进达成人与自然的和谐发展，才有光明的未来。工业时代对环境的破坏，致使人们的生活环境恶化，污水不断涌入，全球变暖，极端天气频发等，这让人们认识到一定要保护生态环境，珍惜大自然给予我们的一切，否则最终只有我们人类受到伤害。水利水电工程建设不能以牺牲环境为代价来实现人民生活水平的提高和区域经济的发展。建设过程中一定要坚持水土保持和生态环境保护的理念。开展环境保护工作，首先一定要逐步形成系统全面的生态环境评价体系。水利水电工程建设前，一定要进行环境适宜性评价和资源环境承载力分析，明确水利水电建设用地的基本环境条件，结合实际环境条件做出合理决策。科学规划可能出现的不利因素，努力做到水利水电工程生态化。其次，在水利水电工程建设过程中，施工人员要树立生态环境保护意识，不乱拆乱建，进行低因素开发，以水土保持理念运行，贯穿水利水电工程建设的各个阶段和环节。提升从业人员和施工人员的生态环境保护整体意识，并不断对员工进行培养训练，增强他们的生态环境保护意识和知识。最后，需要专业的生态环保人员进行指导，将生态环境保护与水利水电工程相结合，以理论知识指导实践，借助引进先进生态技术，进一步提升水利水电工程的生态建设水平。要增强对各行各业专业人才的培养，建设一支将水土保持、生态环境保护理念灵活运用到水利水电工程建设中的人才队伍。

4.4 加强宣传力度，合理制定方案

要想从根本上改善水土流失问题，就一定要增强自然环境的修复，进一步提升资源的利用率，促进达成经济的可持续发展。人与自然和谐相处是水土保持的关键，因此，只有发挥群众的力量，才能保证水土保持工作的有效性。其中，加大水土保持工作宣传力度十分重要。相关部门可借助网络、电视、短视频等方式宣传水土保持工作的重要性，让广大群众深刻认识水土流失的危害，帮助群众树立水土保护意识，从而增强他们的社会责任感。引导群众自觉参与本区域水土保持行动，督促相关水利工程建设单位积极落实水土保持理念，使水土保持效果不断增强，发挥水土保持工作的最大价值。制定科学合理的水土保持规划是进一步提升水利工程水土保持效果的关键。区域水利工程建设，要秉持长远发展理念，合理安排各阶段进度，做好各阶段衔接工作，参照结合不同水利工程的功能和特点制定更科学合理的水土保持方案。在水利工程水土保持实施过程中，要着眼于水利工程的可持续发展，着力推进水土保持、土地规划、水资源利用和城乡协同规划。

4.5 健全水土保持管理制度

针对水土保持工程在我国开展时间不长，质量控制尚不成熟等问题，有时不能实现水土保持工程管理连续化。进行水土保持必须贯彻以防为主、统筹规划、综合防治、因地制宜，不断加强治理，突出效益等原则。坚持开发建设与保护并重，水土流失与治理并重，同时也要重视水土保持工程经营特殊性和水土保持工程合同经营，按照工程合同主要内容对水土保持工程进度、成本投入、施工质量甚至沟通协调等方面进行控制。建设管理单位要组织参建单位认真学习贯彻《中华人民共和国水土保持法》以及国家、省、部有关水土保持法律、法规、标准、规范与技术公开、主动与地方水土保持部门取得联系、明确工程水土保持要求、制订并落实工程水土保持措施、进一步加强对各类建设单位水土保持工作的检查与监测，进一步加强水土保持监督，监测管理日常巡查监测工作，定期存档。定期组织有关人员考核各施工单位节水情况。督促所有施工单位施工人员主动使用新技术和新材料，最大限度地减少各类物资的耗用，最大限度地降低项目对局部环境造成的影响。

5 结语

综上所述，在当代水利工程建设和管理过程中，还有很多问题需要解决，这些问题不仅会影响工程的质量和施工效率，还会对自然环境的生态平衡造成一定的效果。因此，相关建设单位应当改变传统的管理模式，结合区域情况特点，制定更科学合理的生态修复方案，完善水利工程管理模式，充分合理利用生态修复技术，解决水利工程建设引起的水土流失。只有充分发挥土地的自然恢复能力，水土流失问题才能在一定基础上得到控制。