水利工程施工中水土流失的影响及防治策略研究

摘要：水土流失是水利工程施工不可忽视的问题，直接关系到工程结构和周边生态环境的稳定性。施工引发的土壤侵蚀、水流对土壤的侵蚀，易导致水库淤积和水质恶化，对生态系统造成直接和间接的影响。为有效应对这一问题，防治策略主要涵盖工程手段、管理措施以及社会参与宣教。通过坡面保护、植被恢复、护坡结构等工程手段，有效降低了水土流失的风险；施工管理与技术创新、规划与监测体系建设等管理措施也为防治提供了科学依据；同时，社区合作、农户培训等社会参与方式，加强了防治效果。通过案例分析，文章阐述了水土流失在具体水利工程中的影响与防治实践[1]，有效性评估表明，综合施行多层次的防治策略可为水利工程提供可持续发展的路径。

关键词：水利工程；水土流失；防治策略

水利工程的建设在促进经济发展和社会进步中发挥着重要作用。然而，与之而来的水土流失问题日益引起关注。水土流失不仅对水利工程结构造成直接威胁，还对周边生态环境产生深远的影响。随着施工活动的增加，土壤侵蚀、水流对土壤的侵蚀等现象日益凸显，威胁到工程的长期稳定性和周边生态系统的健康。因此，深入研究水利工程施工中水土流失的机制、影响及防治策略显得尤为迫切。本文旨在深入剖析水土流失的机制及其对水利工程的影响，并系统地探讨多层次的防治策略，包括工程手段、管理措施以及社会参与宣教[2]。通过对案例的分析，结合对防治策略有效性的评估，本研究旨在为水利工程的可持续发展提供理论指导和实践经验，以应对水土流失带来的挑战。

1 水土流失的机制与影响

1.1 水利工程施工中的土壤侵蚀过程

水土流失作为水利工程施工中的主要环境问题，其机制与影响在土壤侵蚀过程中表现得尤为显著。施工活动中，土壤侵蚀过程主要受到两方面因素的影响：机械性因素和水动力因素。机械性因素指施工活动中机械设备和工程车辆对土壤的机械破坏。例如，大型施工机械在开挖、挖填、运输等过程中不可避免地导致土壤结构疏松、表土剥离等现象，使土壤失去原有的抵御水流侵蚀的能力。水动力因素主要表现为施工场地的水流引发的侵蚀。施工现场常因为裸露的土地、缺乏植被覆盖等原因，使得水流容易对土壤进行冲刷。雨水或施工过程中的水流通过裸露的土地，形成沟道，带走了大量土壤颗粒，造成水土流失。这种土壤侵蚀过程直接导致了水利工程施工中水土流失的不良影响[3]。

对于此，一方面，土壤的减少和流失使得工程结构的基础变得不牢固，增加了工程的维护难度和成本。另一方面，流失的土壤含有丰富的养分，其丢失直接导致了周边生态环境的破坏，可能引发水质问题和生态系统崩溃。因此，为减缓水土流失对工程和生态环境带来的不利影响，深刻理解和有效应对水利工程施工中的土壤侵蚀过程至关重要。

1.2 水土流失对水利工程的直接影响

水土流失对水利工程的直接影响显著，主要体现在工程结构的损害和水库淤积与水质恶化等方面。水土流失导致了工程结构的不稳定，这是由于土壤的大量流失削弱了地基的支撑能力。工程结构如坝体、堤坝等在水土流失的影响下，易发生滑坡、坍塌等现象，直接危及工程的安全性和稳定性。同时，水土流失容易导致大量泥沙进入水体，导致水库淤积。淤积加剧了水库容积的减少，影响了水库的防洪能力和调蓄效果。此外，水库淤积还加速了水体富营养化的过程，可能引发藻类过度生长、水质恶化，对水库的生态平衡造成破坏。

这些直接影响给水利工程带来了严重的经济和环境问题，不仅增加了维修和修复的成本，也危及了人们的生命财产安全。水库淤积和水质问题则影响了水资源的可持续利用，威胁了生态系统的健康。因此，深入理解水土流失对水利工程的直接影响，采取有效的防治策略，包括工程手段和管理措施，对维护水利工程的安全、稳定和生态健康具有重要的意义。

1.3 对周边生态环境的间接影响

水土流失的间接影响主要体现在对周边生态环境的严重破坏。土壤养分的大量流失直接导致了土壤的贫瘠，降低了土地的肥力。以赣南地区为例，探究该地区水土流失是否存在空间依赖及其变化特征，当地采用全局莫兰指数空间自相关对其进行度量。检验结果如表1所示，可知1996年、2000年、2011年、2019年赣南地区18县（市、区）的水土流失面积的Morans I呈现出由正值转为负值的趋势，且逐渐趋于0。鉴于行政区划分的客观事实，结果仍能在一定程度上代表赣南地区水土流失的空间发展趋势，即由集聚向发散转变，水土流失的地理空间依赖度减弱。

表1 赣南地区水土流失面积的Morans I

同时，大量泥沙进入河流和水体，引发了河流的淤积和水体的浑浊。这不仅影响了水体生态系统的正常运行，也加速了水体富营养化的过程。水体富营养化使得藻类过度繁殖，威胁水生态系统的平衡，引发鱼类死亡和水生生物多样性下降。此外，水土流失还可能引发坡地的塌方、泥石流等自然灾害，对周边生态环境造成更为严重的破坏。坡地失去了植被的保护，土壤容易发生流动，形成泥石流，对下游地区带来威胁。

这些间接影响使得生态环境失去平衡，加剧了生态系统的脆弱性，可能导致生态功能丧失，甚至引发连锁反应，对整个生态系统产生不可逆转的影响。因此，深入了解水土流失对周边生态环境的间接影响，提出有效的防治策略，对维护生态平衡和实现可持续发展具有重要意义。

2 水土流失防治策略

2.1 工程手段

水土流失的防治需要综合运用多种工程手段，以有效减缓和防止土壤的侵蚀过程。一方面，坡面保护与植被恢复是重要的工程手段之一。通过在坡面铺设覆盖物、植被、草垫等材料，形成保护层，可有效降低水流对土壤的冲击力，减缓土壤流失。同时，植被的引入不仅增加了土壤的抗侵蚀性，还有助于土壤结构的稳定，形成生态保护层。另一方面，护坡结构与防护措施是水土流失防治的关键工程手段之一。在易发生土壤侵蚀的斜坡上，设置护坡结构，如护坡板、护坡砖等，以增强坡面的抵御能力，有效减缓水流对土壤的侵蚀。此外，设置适当的排水系统，合理引导雨水流向，有助于减轻坡面水土流失的程度[4]。

另外，通过土地整治和合理规划水利工程，可以减少土地开垦和改变地形的活动，从源头上减缓水土流失。科学施工管理与技术创新也是重要的手段，包括合理安排施工过程、减少机械损伤、采用环保施工技术、提高工程施工的生态友好性。总体而言，综合运用这些工程手段可以有效降低水土流失的风险，保护水土资源，维护生态平衡，为可持续发展提供有力的支持。

2.2 管理措施

水土流失的防治不仅仅依赖于工程手段，同样需要科学有效的管理措施。建立完善的水土保持规划和管理制度至关重要。通过明确施工区域的水土特征，科学规划水土保持工程，合理布局工程项目，可以有效降低水土流失的概率。另外，加强施工管理和监测体系的建设，可以提高施工活动的科学性和可控性。建立定期的巡查与监测制度，及时发现和处理施工过程中的水土流失问题，防患于未然。科学管理还包括施工人员的培训，提高其对水土保持的认知和实践水平，确保施工过程中的环境友好性。

同时，应加强对土地利用的监管和规范，合理引导农民和开发者的行为。通过制定相关政策和法规，明确土地利用的限制和要求，引导农业、林业和城市建设等各个领域在进行土地利用时注重水土保持，减少对土壤的破坏，从而减轻水土流失的压力。此外，应加强社会参与宣教工作，提高公众对水土保持的认知和重视程度。通过广泛宣传水土保持的知识，引导公众形成良好的环保观念，促进社会各界的共同参与，共同维护生态环境。

这些管理措施的综合运用，可以在制度、技术和社会层面形成多层次、多方位的水土保持体系，全面提高水土保持的效果，为水土资源的可持续利用提供全面保障。

3 案例分析

3.1 水土流失在具体水利工程中的案例

在具体水利工程中，水土流失问题常常表现为泥沙淤积、河床漫滩、河岸崩塌等情况，给工程的正常运行和生态环境带来了一系列负面影响。以某水库工程为例，由于该工程所在区域的强降雨，原有的植被覆盖被破坏，土壤裸露，导致水土流失现象显著。

一方面，在工程建设过程中，开挖和填方活动使得大量土壤裸露，暴露在雨水和径流的冲刷下，形成沟壑和坑洞。这些被侵蚀的土壤在降雨后被带入水库，导致水库淤积加剧，影响了水库的存水量和调蓄能力。此外，泥沙的输入也影响了水库水质，加速了水库富营养化的进程，威胁了水体生态系统的平衡。

另一方面，河床漫滩和河岸崩塌问题也在水利工程中广泛存在。由于水土流失，河道中大量泥沙沉积，导致河床抬高，增加了河流的洪水风险。河岸崩塌使得河岸线退缩，威胁沿岸生态环境和居民安全。这些案例突显了水土流失对水利工程的直接影响，强调了在工程建设和管理中加强水土保持工作的重要性，以减轻水土流失带来的不良效应。

3.2 成功案例的经验总结

在一些成功的水土保持案例中，有一系列宝贵的经验可以为未来类似工程提供重要参考。合理的土地利用规划和环境影响评价是成功的关键。在工程前期，通过科学调查评估，明确施工区域的水土特征，科学规划水土保持工程，合理布局工程项目，可以有效降低水土流失的风险。工程施工过程中的环保措施至关重要。采用环保施工技术，减少机械损伤，科学控制工程进度，避免大面积的土壤暴露，对水土资源的保护具有重要意义。同时，要在施工现场加强巡查监测，及时发现并处理水土流失问题，保障工程的可持续发展。

另外，社区参与宣教工作也是成功案例的经验之一。鼓励居民积极参与水土保持活动，形成社区共治的良好氛围。通过定期的培训班、讲座、宣传展览等形式，向公众普及水土保持的知识，提高社区居民对环保的认知和参与度。综合而言，这些成功案例的经验总结强调了科学规划、环保施工、社区参与宣教等多方面的综合治理，为未来水土保持工程的可持续发展提供了有益启示。

4 结果与讨论

4.1 防治策略的有效性评估

防治水土流失的策略有效性评估是确保工程可持续成功的关键一环。科学建立监测体系，定期对工程实施的防治策略进行全面、系统的监测。通过监测雨量、泥沙含量、植被覆盖率等关键指标，及时掌握工程区域的水土流失状况，为后续评估提供客观数据。根据监测数据开展定量分析，评估防治策略的实际效果。借助专业的模型和统计方法，分析水土保持工程对土壤侵蚀、泥沙输出等方面的影响。通过定量分析，可以准确判断防治策略的效果，发现问题，并为进一步的调整和改进提供科学依据。

同时，从生态、社会和经济等多维度角度进行综合评估。生态方面，评估水土保持工程对周边生态系统的影响，包括植被恢复情况、水体生态恢复情况等。社会方面，评估工程对当地居民生活和生产的影响，考察社区的参与度和满意度；经济方面，评估工程的投入产出比，综合考虑经济效益。根据评估结果调整和优化防治策略。通过对评估结果的深入分析，可以及时发现防治策略的不足之处，对工程进行调整和改进。整个过程是一个不断优化的循环，以确保水土保持工程在长期内保持有效性，实现可持续发展。

5 结论

水土流失作为水利工程施工中的重要问题，在本研究中得到了全面的关注和深入的分析。通过对水土流失机制与影响的剖析，我们深刻认识到其对水利工程结构和周边生态环境的严重威胁。在防治策略的研究中，通过工程手段、管理措施以及社会参与宣教的综合应用，有效提高了水土保持的效果。案例分析为我们提供了实践中的宝贵经验，成功案例的经验总结成为我们制定防治策略的参考依据。防治水土流失需要全社会的共同努力，而社区合作、农户培训等社会参与方式将在实践中发挥重要作用。在未来的研究中，我们将进一步探索更加创新、可持续的水土流失防治策略，并将研究成果转化为实际工程中的应用，为水利工程的可持续发展和生态环境的保护做出更大的贡献。

参考文献

[1] 程冬兵，赵元凌，孙宝洋，等.小流域水土流失治理优先度的评价与应用[J].农业工程学报，2023（22）：104-111.

[2] 陈亮.黑水河河道防洪治理水土流失预测[J].海河水利，2024（1）：22-24+28.

[3] 周月杰，杨洪波.佳木斯市水土流失特点及应对策略分析[J].山西水土保持科技，2023（4）：11-14.

[4] 黄惠清.福建宁化：治理水土流失助力乡村振兴[J].中国水土保持，2023（12）：2.