水土保持理念在水利工程设计中的应用

□于红军（新疆生产建设兵团农十师勘测设计院）

水土保持理念在水利工程设计中的应用

□于红军（新疆生产建设兵团农十师勘测设计院）

水利工程关系到国计民生的重要工程，然而施工中容易产生对周边环境和生态的破坏，在这种情况下，积极构建生态水利工程至关重要。要想彻底实现生态水利工程，必须将水土保持理念融入到设计、施工等各个环节之中。文章从水利工程建设中水土流失的特点入手，对水土保持理念在水利工程中的作用进行了分析，并有针对性的对水土保持理念在水利工程设计中应用的措施展开了研究，希望对我国相关领域的发展奠定一定理论基础。

水土保持理念；水利工程；设计；措施

0 引言

水利工程具有规模大、耗时长的特点，实际施工中，很容易对当地的生态环境造成严重的破坏。在可持续发展理念不断深入人心的背景下，现阶段我国在积极构建水利工程的过程中，开始注重民生水利、生态水利的构建，其中一个重要的建设理念就是水土保持理念。将水利工程设计同水土保持理念进行融合，有助于加大水土流失的防治力度，在对土地生产力的维护中，也发挥着不容忽视的重要作用。在这种情况下，积极加强水土保持理念在水利工程设计中的措施研究具有重要意义。

1 水利工程建设中水土流失的特点

1.1 点状水利工程水土流失特点

此类型水利工程不仅工程量较大、耗时时间长，同时拥有复杂的施工工序，在长期施工中，很可能受到台风、暴雨等的侵袭，从而产生水土流失现象。

首先，施工准备期是防治水土流失的关键阶段。通常情况下，水利工程的建设地点通常会选择山区等交通不便的地区。因此，工程施工需要经历一个较长的准备期，努力进行施工场地的平整操作，对进场道路和交通道路进行修筑，因此，拥有较大的工程量和较大的施工难度，此时如果不及时加大水土流失预防力度，将严重扰动当地地表植被。其次，水利工程拥有较广的覆盖面积，这是因为，除了工程主体的建设，同时还需要构建水利淹没区和移民安置区等，因此，工程整体上将造成较大范围的影响，遭到破坏的地表植被也相对较多。通常情况下，会对水利工程涉及范围内的土地进行彻底的清除和平整，才能够提升施工便捷性和施工质量。然而，在这一过程中，将导致当地土地抗侵蚀能力大大下降，增加裸露地面，为水土流失现象的产生创造了条件。

1.2 线状水利工程水土流失特点

线状水利工程指的是输水工程渠道和灌溉工程等，此类型工程拥有较长的施工路线，工程最多拥有上千公里，最少也有几十公里，在各个施工段会遇到峡谷、丘陵或平原等多种类型的地貌，因此，也需要构筑分散性较强的取料场或弃渣场等。在此类型水利工程中，水土流失也呈现出线状分布的特点，所以控制难度较高，各项预防措施必须针对不同施工段的特点来采用。

2 水土保持理念在水利工程中的作用

近年来，中国在积极进行现代化建设的过程中，环境污染和生态破坏现象日益严重，在这种情况下，我国加大了环境保护力度，水土流失就是重点环境问题之一。在对水土流失进行防治的时候，一项重要的措施就是水土保持，该措施针对水土流失严重或生态环境相对脆弱的地区具有重要意义。例如，在三峡库区坝上库首的湖北稊归县中，早在1982年就已经产生了2 030 km2的水土流失面积；至2002年，水土流失面积缩减到1 253.51 km2，每年拥有526.66万t的土壤侵蚀量流入到溪河当中，产生了2 170 t/km2的年侵蚀模数。两河、泄滩、茅坪等是重点水土流失区域，拥有69.29km2的强度流失、457.18km2的中度流失和725.08km2的轻度流失现象。由此可见，仅仅是该区域的水土流失问题，已经足够引起人们的高度重视。水利工程中水土保持理念的作用：第一，有助于预防各种自然灾害的发生，如滑坡或泥石流等，因此，能够降低滑坡、泥石流等对水利工程的破坏性。第二，水土保持能够极大的降低水土流失量，促进拦泥拽沙和塘库蓄水量的增加，从而提升水利工程的效益，在这一过程中，能够延长水利工程的使用时间，并减少水库、湖泊等的淤积。第三，洪涝灾害在水土保持的影响下将有效减少，并能够提升土壤入渗量。针对枯水季节，径流的年际变化将在水土保持的基础上有效减少，实现对径流的补充；而在汛期，通过水土保持，有助于防洪能力的提升。第四，水环境质量在水土保持的基础上将有效提升。在进行水土保持的过程中，应将水源保护作为出发点，加大综合治理小流域的力度，努力实现对修复生态和保护生态的目标。在这种情况下，在水利工程的建设过程中，能够完善生态环境保护体系，实现水土保持、水源保护以及环境改善的目标。

3 将水土保持理念应用到水利工程设计中的措施

3.1 优化工程结构设计

将水土保持理念应用于水利工程的设计中，应从优化工程结构设计入手，即在展开设计的过程中，努力将地表扰动和挖填的土石方量降到最低。例如，在设计水库大坝的过程中，如果当地的地形、地质以及水工等条件都符合设计需求，设计人员应对混凝土坝进行优先考虑，因为该设计方案是地表破坏最小的方案，如果此方案不可行，才可以对地表破坏相对较大的设计方案进行采用，如面板堆石坝等；在设计输水工程时，针对部分渠段如深挖和高填等，应充分对比渡槽方案和高填方案，并对比隧洞方案和深挖方案，设计人员要尽可能选择隧洞方案和渡槽方案，同时注重成本控制，尽量避免大开挖、大回填土石方的施工，有效预防水土流失问题；在设计围堰时，应努力取代传统的土石围堰，而应用钢结构围堰；在设计堤防工程时，传统的堤防边坡比例为1∶3，设计人员可以通过大量计算，尽量将1∶2的比例应用于部分堤防边坡坡率设计中等。

以上设计方法是充分应用水土保持理念的体现，通过设计，在水利工程施工过程中，不仅弃渣量、取土量能够有效减少，同时也能够有效保护工程周边生态景观，加大水土流失的预防力度。

3.2 优化工程边坡防护设计

浆砌石护坡、喷混凝土护坡等是水利工程边坡防护过程中的主要措施，严禁将硬护坡应用于工程边坡设计中，而在边坡防护中要想充分体现水土保持的理念，应尽可能应用喷混植生植物护坡和蜂巢式网格植草护坡等形式，以上形式不仅能够维护生态景观，还能够减少水土流失。例如，营地高边坡防护就被应用于我国的四川省国电大渡河水电站设计和建设中，喷混植生植物护坡被应用在我国的长江三峡五级船闸下游引航道边坡防护工程中。设计师在实际设计过程中，应从工程实际出发，科学设计防护形式，才能够加大对生态景观的维护力度，并实现预防水土流失的目的。

3.3 优化工程土石方平衡设计

水利工程建设过程中，工程的弃渣量、借土方量都同土石方平衡性具有紧密的联系。因此，在进行土石方平衡设计的过程中，应用水土保持理念，必须努力减少借方并实现以挖作填，同时设计人员应对回填利用开挖方的可行性进行全面掌握。例如，在堤防工程中，部分土石方是清基用的，应对其进行直接利用的可能性进行分析，同时，在利用中也应综合考虑多种途径，如在掺灰工艺的基础上对其进行利用，从而促进弃渣量、取土量的减少。在这一过程中，周边环境受影响的概率也将大大下降，在引水渠道工程中，设计人员在水土保持理念的基础上，应努力对渠道高程进行优化，从而实现回填量、开挖量的减少。

4 结语

综上所述，近年来，我国为构建生态水利工程付出了很多努力，在工程设计和建设中，必须对水土保持等理念进行充分的利用，即从分析水土流失将造成的生态影响入手展开设计，促使整个水利工程通过设计能够呈现出科学的生态观。在这一过程中，要求设计师能够采取有效措施对工程设计方案进行调整，确保工程施工中水土流失现象得到有效预防和控制，为当地生态景观的有效恢复奠定良好的基础。

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编辑：刘长垠 邢博辉

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