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生态修复技术在水土保持工程中的应用研究

2023-12-15金宜瑞

农业灾害研究 2023年8期
关键词:水土保持水利工程土壤

金宜瑞

甘肃省榆中县北山水土保持站,甘肃榆中 730100

水土流失现象是指地表受到外力的影响下,导致地表中的土壤、岩石等自身的结构被破坏,雨水不能就地消纳、顺势下流、冲刷土壤,造成水分和土壤同时流失的现象。我国幅员辽阔,在一些地理地质的分布上也相对较为复杂,也是现阶段频频发生水土流失问题的国家之一。一旦出现水土流失,极易引发山体滑坡、泥石流等一些自然灾害,对整个生态环境和经济的发展造成十分严重的影响。因此,相关部门及社会各界都要加以重视,大力开展水土保持工程,通过利用生态修复技术有效治理水土流失现象,并调整与优化以往所开展的水土工程项目中所用到的技术,进而在日后开展水土保持工程的过程中能够更好地减少水土流失现象的发生,改善现有的生态环境,提高国内水土资源的整体利用率[1]。

1 生态修复与生态恢复概述

生态修复是指通过利用自然界中生态系统自身所具备的调节能力使其朝着相对有利的方向发展,通常情况下生态修复的整个过程不会有过多的人工干预,除非一些极特殊的情况可以适当进行人工辅助,修复一些已经严重被破坏的生态系统,确保能够长久、稳定地发展。

生态恢复是指利用生态系统的稳定性和自我调节能力,辅以人工措施。但随着近些年人类活动的日益频繁,使遭到破坏的生态系统恢复至以前相对稳定、平衡的状态或使生态系统向良性循环方向发展。对于生态修复与生态恢复,业界并未指出明显区别,只是不同国家和地区的叫法不同,从实质上而言几乎没有区别,都是确保生态系统能够稳定、持续的发展,造福人类[2]。

2 水土流失的主要原因

2.1 破坏植被

在水利工程的建设与施工的过程中,施工现场周边的植被和道路可能会受到不同程度的破坏。在开展挖掘表层土壤时,为了能够减少对地表的破坏,相关人员应根据施工现场的实际情况制定针对性的措施加固地基。若未采用这种方式,一旦在施工的过程中遇到相对恶劣的天气,那么整个施工现场就会被暴雨带走大量的泥沙,进而导致出现水土流失的现象。这不仅会严重影响水利工程的施工,还会污染施工区域附近的水体环境[3]。

2.2 临时占地

一般情况下,水利工程项目的施工周期相对较长,施工环节较多,施工流程相对复杂,在施工现场需要很多相关的施工设备和相关工作人员,为了保证各项施工环节有序进行,在施工区域附近通常会设置便于相关工作人员生活和休息的临时工作区。由于在临时工作区搭建时需要频繁填土,会极大地影响临时工作区附近的土层稳定性,因此,相关人员要根据土层的实际情况制定针对性的加固措施,在增强整体稳定性的同时,避免恶劣天气给临时工作区带来影响。为了能够有效避免出现水土流失的问题,相关工作人员在完成水利工程拆除临时工作区后,要再次对搭建区域的土层进行加固。

2.3 水利工程设计多样化

在设计水利工程项目时,通常情况下包括农田、港口、洪涝等相关层面的内容,这些都易引发不同程度的水土流失现象。在实际开展水利工程项目时,施工区域的生态系统不同,所出现水土流失现象也具有差异性,可能会引发洪涝灾害、山体滑坡、泥石流等严重的自然灾害。一旦发生上述自然灾害,在一定程度上会严重影响周边居民的生命财产安全,相关部门及施工单位应在进行施工设计的过程中提高重视程度。

3 水土保持工程中生态修复的作用

我国的河流众多,积极加强水利工程的建设对目前社会进步、经济发展十分有利,但在施工的过程中会对施工区域周边的生态环境造成不同程度的影响。对此,在进行水利工程施工时应提高对生态环境的重视,积极开展生态修复。不仅要确保水利工程能够有序开展,还要使施工区域周边的生态保护与修复工作能够协调开展。相关人员应灵活运用生态修复技术,增强水土的稳固性,在保证整个施工安全性的同时,还能够对施工区域附近的生态环境起到保护的作用,从而确保所建设的水利工程能够更好地服务于当地居民。

3.1 实现生态系统的稳定与平衡

注重水土保持生态修复,不仅能够确保在水利工程施工时修复已经受损的植被,还能够增加施工区域土壤中的养分,提高整个土壤环境的蓄水能力,减少在施工及后续运行过程中水土流失现象的发生,实现生态系统的稳定与平衡。开展水土保持工作还能有效调节地表水与地下水,避免当地自然灾害的频繁发生[4]。

3.2 提高水利工程的经济效益

建设水利工程就是为了能够合理配置当地的水资源,但从目前来看,在水利工程进行施工时水土流失现象时常发生,并且有些地区的水资源中含泥量高,使得水土流失区域的水资源质量不断降低。而在开展水利工程施工的过程中,注重生态修复技术的运用,不仅能够充分提高水资源的利用率,还能够保证当地水资源中的蓄水量,延长水利工程相关结构的整体使用寿命,进而推动当地经济的高质量发展。

3.3 促进水利工程的可持续发展

水利工程与水土保持具有一定的关联性,通过充分固定施工区域和附近的土壤,能够使蓄水能力得到显著的提升,从而减少水土流失现象[5-7]。加强对生态修复的重视,可以维持施工区域的水循环,充分发挥所兴建的水利工程的价值,实现水利工程的持续、稳定发展。

4 生态修复技术的应用思路

4.1 保护生态环境

在经济高质量发展的同时,人们及社会各界开始提高对生态环境保护的重视程度,着重关注施工环节对施工区域生态环境的影响。在进行水利工程施工的过程中,相关人员应积极开展水土保持工作,以此实现绿色施工。

在进行施工前,要全方位分析水利工程中各个施工环节,根据施工区域植被的分布情况进行科学、合理的规划与工程的设计,并结合相应的施工内容制定针对性的施工方案。在施工时,相关部门要严格要求相关施工人员,提升整体的施工品质。在完成施工后,相关人员要彻底清扫施工区域,避免因施工过程中所产生的垃圾而污染周边的水域,确保在兴建水利工程的过程中做到全方位落实生态环境保护,为后续生态修复技术的运用提供前提保障。

4.2 强化表层种植土保护

在开展水土保持工作时,土壤的整体质量会深受生态修复效果的影响。以往在开展水利工程项目时所采用的施工方式相对单一,如常运用开挖弃渣等方法,虽然这些方法能够使水利工程有序实施,但常会破坏施工区域的土壤,并且在土壤中回填弃渣,会使得后续所种植植物的存活率大幅度降低。因此,在开展水利工程的过程中,相关人员要灵活运用相应的生态修复技术,注重保护与修复施工区域的土壤环境,降低水土流失现象的发生。

4.3 科学编制修复计划

我国各地区的地质、水质具有较大的差异性,水土流失的表现形式会有所不同。因此,在编制水利工程水土流失修复计划的过程中,相关人员应根据施工区域的土壤、气候等相关特征和所采用的生态修复技术,确保所编制的修复计划合理,具有一定的可行性。

此外,相关人员还要分析不同地区所出现的水土流失现象及其种类,遵循因地制宜的原则,灵活运用生态修复技术,充分利用施工区域周边的相关植物,使其能够发挥自身的作用,加强施工区域周边生态系统的建设,以此推动当地经济、生态的协同发展。

4.4 健全水土保持监管体系

为了能够有效增强生态修复技术的使用效果,积极开展水利工程水土保持工作,相关人员应根据施工区域的实际情况构建相应的水土保持监管体系,确保所制定的监管体系中涵盖水系、土壤、气候、植被、降水等,从而为水土保持工作的顺利开展提供有效的保障。在实践施工的过程中,相关人员要全方位检查水利工程的主干河流,注重监管网络的创建,在相关制度及政策的实施下加快水利工程制度的革新,构建高效、先进的水利检测平台,提高水土保持监管效率。此外,相关部门还要制定相应的奖惩机制,提高监督工作的效率,使得生态修复技术能更好地应用于水土保持工作[8-9]。

5 生态修复技术在水土保持工程的应用类型

5.1 自然退化生态系统的修复技术

引发水土流失的因素较多,相关人员应根据所产生生态破坏的原因制定针对性的防治对策。对于一些水资源相对充足的地区而言,施工人员应在开展水利工程施工时详细分析当地的自然条件,适当引用地表水、打井,严禁在该区域内进行放牧等,在生态修复时对不同地区应制定相应的标准,实施分级生态修复,以此增强整体效果和提升生态修复的整体品质。

5.2 过度垦殖生态系统的修复技术

根据相关部门所制定的规章管理条例,对于损坏的生态系统是由于过度开发所导致的,如果坡地>25°,应进行退耕还林,并且加快生态林草的种植,严格把控农田开垦活动,注重坡地生态保护工作的开展;如果坡地<15°,应根据周边的整体环境,在村落、道路的附近开展相应的改造,确保区域内部的居民能够开展基本的水土保持耕作。

对于损坏的生态系统是由于樵采所导致的,根据具体情况进行封山育林,封闭受到损坏的相关区域,通常情况下封闭3年左右,最长为8年,封闭的时间要根据当地的生态系统、气候等因素决定,而且在封山育林的过程中应积极开展相应的补种活动。

5.3 沿河生态的修复技术

河流生态环境相对单一,生态系统易遭到破坏。因此,要降低生态破坏的驱动力、确保河流的多样性,在沿河生态系统修复的过程中开展生态修复尤为重要。这样即使河流的连续性被破坏,也能在短时间内实现有效恢复。相关人员还可以根据实际情况制定的复合断面形态,其中主要涵盖主河槽和护堤地,在技术、气候等各个层面都允许的情况下,可以提前设置季节性河道[10-11]。

5.4 经济过度开发生态的修复技术

对于生态系统破坏是由于经济过度开发所导致的,可以通过采用粮果、林果间套种植的方法,使受损的土壤能够在短时间内尽可能地恢复至之前肥力,还要根据山地所形成的坡度种植相应的植被,以此提高当地土壤的利用率。还可以通过采用植物轮作的方式,确保植被的成活率[12-14]。此外,相关人员要详细分析之前的生态系统中的生物链,利用当下先进的技术对之前的生物链进行模拟,构建农田循环经济模式,使该区域内部的生物链能够实现良性的循环。

5.5 开发建设生态退化的修复技术

开展水利工程施工的过程中会对当地的生态平衡造成不同程度的影响,以往在开展水利工程建设时不够重视生态环境修复,也没有根据施工区域的实际情况制定相应的有效措施,导致水利工程施工区域的生态环境被严重破坏。因此,在出现损坏生态环境的情况下,施工人员应及时停工,彻底分析损坏的原因,并制定针对性的防治措施,合理调整施工程序。例如,可以在施工前种植一些成活率相对较高、适应能力强的植被对施工区域进行生态修复,以此实现水土保持,减少施工过程中水土流失现象的发生。

5.6 土壤改良技术

开展水利工程建设的过程中,出现水土流失现象,会降低土壤的保肥保水能力,使得土壤开始慢慢退化。通过采用土壤改良技术能够缓解在水土流失后土壤肥力较低、蓄水能力较差的现象,通过利用微生物和植物的活化特性,能够改善水土流失后土壤贫瘠的状态。例如,培肥微生物在一定程度上能够催熟土壤,活化土壤中的养分,固化土壤中的氮肥、磷肥,优化受损的土壤结构等,加快植被的生长过程。

此外,在采用这项技术时也能够便于绿肥作物轮作,优化土壤结构,提升土壤肥力。通过使用绿肥能够大量增加土壤中的微量元素,有效解决土壤中颗粒松散的问题,提高土壤的保肥保水能力。不仅如此,绿肥作用还能够有效抑制其他杂草的生长,避免杂草与植被抢夺养分,增强绿肥作物的抗逆性,推动水土保持工作的有序开展[15-16]。

6 结束语

近些年我国各项技术的高质量发展,推动了水利工程的建设,通过积极兴修水利能够给当下社会带来经济效益,但在兴修水利的过程中也会面临一些生态层面的问题,其中对江、河、湖、海等水体的污染尤为严重。对此,相关部门应深入探究生态层面的问题,总结经验,制定相应的解决措施,加快现有生态修复技术的发展,以此提高水利工程的整体效率。在此期间,施工人员应增强自身的责任意识,提高自身的业务水平,灵活运用生态修复技术,通过生态修复技术提升水利工程的整体品质,减少对当地生态环境的破坏。

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