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摘要:以往一段时间当中,我国在构建生态水利工程的过程中付出了很大的努力,在工程项目设计及建设工作进行的过程中,一定是需要科学合理地应用水土保持理念,将水土流失问题有可能造成的生态影响作为出发点,促使整个水利工程设计方案中带有更为科学的生态观。在此过程当中,设计师应当积极施行各项措施对工程项目设计方案进行优化调整,保证在水利工程项目施工环节当中,可以将水土流失问题控制在一定范围内,为当地生态景观的恢复奠定坚实的基础。
关键词:水土保持理念;水利工程设计;应用
水利工程的建设不仅周期长,而且有着较为复杂的施工技术,并在施工中对自然环境带来的改造影响较大,而在可持续发展的理念背景下,需要进行生态环保的水利工程建设,维护当地的生态环境。
1水土保持的基本概述
随着人类活动越来越多元化和频繁化,使得滥砍滥伐的现象屡见不鲜,各种植被破坏现象十分严重,植被覆盖率开始不断减少,可用土地也开始出现供不应求的状况,耕地的沙漠化以及水土流失问题也日渐严重化。因对生态的破坏,造成了雾霾、沙尘暴、山体滑坡、泥石流等各种自然灾害,一方面由此产生了巨大的经济损失,另一方面也对人民的生命安全带来了严重威胁。因此,当前从经济的可持续发展以及为了人类生存的长远方向来讲,必须重视水土保持,广泛利用水土保持的生态学原理和经济规律,对国土资源进行有效治理,切实对生态环境予以改善和优化。
2 水土保持在水利工程中的有效作用分析
2.1 提升工程建设的效益
在水利工程中,通过加强水土保持,可有效减少水土流失的量,并使得湖泊河水的拥堵也得到缓解,保持生态系统的平衡性。而且,水土保持设施还可有效保障和促进水利工程的效益,这是因为水土保持可对泥沙等进行阻拦,有效降低泥沙在水库中的淤积量,从而增加塘库蓄水,使得水利工程的使用寿命更长,使得水利工程的效益最大化。
2.2 改善和优化生态环境
水土保持应秉着一切从实际出发的原则来进行设施的建设,因地制宜,特别是对小流域的治理,在建设时应结合水土保持的新思路,也即是三道防线,包括生态保护、修复及治理,充分运用这三道防线来发挥节节拦蓄、层层设防的有效作用,这样才能不断增加地表的植被数量,并确保地表的含蓄水源,从而对气候进行调节,并改善生态环境,真正让水环境的质量得以提升。
2.3 减少自然灾害的发生
水土保持一方面可使得土壤含水量得到维持,另一方面还可使得土壤水分渗透能力提升,并起到拦蓄径流的作用,让地质地貌更为稳定。所以,在水利工程建设中,必须充分意识到水土保持的重要作用。通过有效的水土保持,提高防洪能力的同时,也尽量避免和减少汛期尤其是山区山体滑坡及泥石流等自然灾害的发生,从而真正发挥水利工程的作用。
3 水土保持理念在水利工程设计中的具体应用分
3.1 对工程结构设计进行优化
在水利工程设计中应用水土保持的理念,应着手于优化工程的结构设计,也即是在进行设计时,尽可能把地表的扰动和挖填的土石方量降至最低。如,在对水库大坝设计时,若是当地的地质、地形等条件与设计需求一致,那么设计人员即可优先考虑混凝土坝,因为这种设计方案可实现尽可能对地表最小的破坏力,若是这个方案不具有可行性,那么可以使用对地表破坏相对较大的设计方案,例如面板堆石坝等。在进行输水工程的设计过程中,对于一些渠段如深挖、高填等,应全面有效地将渡槽方案和高填方案进行对比,同时还要进行隧洞方案和深挖方案的对比,设计人员尽最大的可能选择隧洞方案和渡槽方案,并且要充分考虑成本控制问题,并最大可能减少甚至避免大开挖、大回填土石方的施工,对水土流失问题予以有效预防。在围堰的设计过程中,应尽量通过使用钢结构围堰来替代传统的土石围堰,而应用钢结构围堰;而在堤防工程设计中,传统的堤防边坡比例是1:3,设计人员可经过大量的计算,在部分提防边坡坡率设计中应用1:2的比例。
3.2 对工程边坡防护设计进行优化
在水利工程边坡防护过程中,浆砌石护坡、喷混凝土护坡等是其最主要的措施,不可把硬护坡应用于工程边坡设计中,在进行边坡防护过程中,为了融合水土保持的理念,可通过把喷混植生植物护坡和蜂巢式网格植草护坡等形式应用于其中,这样一方面可使得生态景观得到有效维护,另一方面也有效降低了水土流失的可能性。如,在四川省的国电大渡河水电站的设计与建设中,则应用了营地高边坡防护;在我国长江三峡五级船闸下游引航道边坡防护工程中,则应用了喷混植生植物护坡。在具体设计时,应结合工程的具体情况来设计最为科学合理的防护形式,这样才可最大可能地提高生态景观的维护效果,真正达到防治水土流失的目的。
3.3水利工程边坡防护进行优化设计
浆砌石护坡和喷混凝土防护是水利工程中边坡防护最常采用的措施,因为这两种防护措施属干硬防护措施。防护的效果极佳。此外,植物护坡中蜂窝式网格植物以及混植生植物是植物护坡的首选,这两种植物不仅能够达到护坡的效果,还具有一定的观赏性,既保证了水土保持理念的施行,还可以达到美观的效果。此外,还可以根据施工地的地质、文化差异种植不同的植物,可以进一步保证护坡的的效果。
3.4增加植被的覆盖率
任何工程的施工都不能完全避免对自然环境的破坏,因此做好生态环境的恢复工作显得尤为重要。文章已经对护坡的两种植被进行了介绍,植被的覆盖率也是决定护坡效果好坏的关键因素。被破坏的地貌在高植被覆盖率下能够最大限度的保证水土流失的发生率,而且还能够保证生态环境的良好。
3.5优化土石方平衡设计
土石方平衡设计在水利工程设计中很重要,因为其是工程工程弃渣以及借土方量的关键因素。工程弃渣以及借土方量关乎到工程对环境的影响程度,所以从水土保持的理念来看,尽量降低借土方量十分重要。例如,在堤防工程的施工过程中尽量利用清基用土石方,这样可以保证开挖量的减少。
结论
我们国家是水土流失较为严重的国家,而有效控制水土流失可以保证国家的经济可持续性,还可以很大程度上避免生态灾难的发生。水利工程中,水土保持是水利建设中最重要的部分之一,我们应该尽量保证水利工程中对水土保持理念的实施。优化工程结构设计、水利工程边坡防护进行优化设计、增加植被的覆盖率、优化土石方平衡设计等等,都能够保证水利工程的设计更加融入之前的生态系统,保证生态系统得到保护。除此之外,也需要积极学习国外对水土流失保持的技术,设计出更加符合我们国家的水利工程,设计者还要认识到水土保持的重要性,在水利工程中妥善落实水土保持理念。
参考文献
[1]刘济云,杨亚珠.浅谈“海绵城市”理念在城市水利工程水土保持设计中的应用[J].水土保持应用技术,2018(1):48~49.
[2]于红军,水土保持理念在水利工程设计中的应用[J].河南水利與南水北调,2017(3):76~77.
[3]王守勤,胡魏耿,徐峰.水利工程水土保持与生态景观设计结合的理念——以南水北调东线一期工程台儿庄泵站为例[A].中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会、水利部水利水电规划设计总院.中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会2015年年会论文集[C].中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会、水利部水利水电规划设计总院,2015.
关键词:水土保持理念;水利工程设计;应用
水利工程的建设不仅周期长,而且有着较为复杂的施工技术,并在施工中对自然环境带来的改造影响较大,而在可持续发展的理念背景下,需要进行生态环保的水利工程建设,维护当地的生态环境。
1水土保持的基本概述
随着人类活动越来越多元化和频繁化,使得滥砍滥伐的现象屡见不鲜,各种植被破坏现象十分严重,植被覆盖率开始不断减少,可用土地也开始出现供不应求的状况,耕地的沙漠化以及水土流失问题也日渐严重化。因对生态的破坏,造成了雾霾、沙尘暴、山体滑坡、泥石流等各种自然灾害,一方面由此产生了巨大的经济损失,另一方面也对人民的生命安全带来了严重威胁。因此,当前从经济的可持续发展以及为了人类生存的长远方向来讲,必须重视水土保持,广泛利用水土保持的生态学原理和经济规律,对国土资源进行有效治理,切实对生态环境予以改善和优化。
2 水土保持在水利工程中的有效作用分析
2.1 提升工程建设的效益
在水利工程中,通过加强水土保持,可有效减少水土流失的量,并使得湖泊河水的拥堵也得到缓解,保持生态系统的平衡性。而且,水土保持设施还可有效保障和促进水利工程的效益,这是因为水土保持可对泥沙等进行阻拦,有效降低泥沙在水库中的淤积量,从而增加塘库蓄水,使得水利工程的使用寿命更长,使得水利工程的效益最大化。
2.2 改善和优化生态环境
水土保持应秉着一切从实际出发的原则来进行设施的建设,因地制宜,特别是对小流域的治理,在建设时应结合水土保持的新思路,也即是三道防线,包括生态保护、修复及治理,充分运用这三道防线来发挥节节拦蓄、层层设防的有效作用,这样才能不断增加地表的植被数量,并确保地表的含蓄水源,从而对气候进行调节,并改善生态环境,真正让水环境的质量得以提升。
2.3 减少自然灾害的发生
水土保持一方面可使得土壤含水量得到维持,另一方面还可使得土壤水分渗透能力提升,并起到拦蓄径流的作用,让地质地貌更为稳定。所以,在水利工程建设中,必须充分意识到水土保持的重要作用。通过有效的水土保持,提高防洪能力的同时,也尽量避免和减少汛期尤其是山区山体滑坡及泥石流等自然灾害的发生,从而真正发挥水利工程的作用。
3 水土保持理念在水利工程设计中的具体应用分
3.1 对工程结构设计进行优化
在水利工程设计中应用水土保持的理念,应着手于优化工程的结构设计,也即是在进行设计时,尽可能把地表的扰动和挖填的土石方量降至最低。如,在对水库大坝设计时,若是当地的地质、地形等条件与设计需求一致,那么设计人员即可优先考虑混凝土坝,因为这种设计方案可实现尽可能对地表最小的破坏力,若是这个方案不具有可行性,那么可以使用对地表破坏相对较大的设计方案,例如面板堆石坝等。在进行输水工程的设计过程中,对于一些渠段如深挖、高填等,应全面有效地将渡槽方案和高填方案进行对比,同时还要进行隧洞方案和深挖方案的对比,设计人员尽最大的可能选择隧洞方案和渡槽方案,并且要充分考虑成本控制问题,并最大可能减少甚至避免大开挖、大回填土石方的施工,对水土流失问题予以有效预防。在围堰的设计过程中,应尽量通过使用钢结构围堰来替代传统的土石围堰,而应用钢结构围堰;而在堤防工程设计中,传统的堤防边坡比例是1:3,设计人员可经过大量的计算,在部分提防边坡坡率设计中应用1:2的比例。
3.2 对工程边坡防护设计进行优化
在水利工程边坡防护过程中,浆砌石护坡、喷混凝土护坡等是其最主要的措施,不可把硬护坡应用于工程边坡设计中,在进行边坡防护过程中,为了融合水土保持的理念,可通过把喷混植生植物护坡和蜂巢式网格植草护坡等形式应用于其中,这样一方面可使得生态景观得到有效维护,另一方面也有效降低了水土流失的可能性。如,在四川省的国电大渡河水电站的设计与建设中,则应用了营地高边坡防护;在我国长江三峡五级船闸下游引航道边坡防护工程中,则应用了喷混植生植物护坡。在具体设计时,应结合工程的具体情况来设计最为科学合理的防护形式,这样才可最大可能地提高生态景观的维护效果,真正达到防治水土流失的目的。
3.3水利工程边坡防护进行优化设计
浆砌石护坡和喷混凝土防护是水利工程中边坡防护最常采用的措施,因为这两种防护措施属干硬防护措施。防护的效果极佳。此外,植物护坡中蜂窝式网格植物以及混植生植物是植物护坡的首选,这两种植物不仅能够达到护坡的效果,还具有一定的观赏性,既保证了水土保持理念的施行,还可以达到美观的效果。此外,还可以根据施工地的地质、文化差异种植不同的植物,可以进一步保证护坡的的效果。
3.4增加植被的覆盖率
任何工程的施工都不能完全避免对自然环境的破坏,因此做好生态环境的恢复工作显得尤为重要。文章已经对护坡的两种植被进行了介绍,植被的覆盖率也是决定护坡效果好坏的关键因素。被破坏的地貌在高植被覆盖率下能够最大限度的保证水土流失的发生率,而且还能够保证生态环境的良好。
3.5优化土石方平衡设计
土石方平衡设计在水利工程设计中很重要,因为其是工程工程弃渣以及借土方量的关键因素。工程弃渣以及借土方量关乎到工程对环境的影响程度,所以从水土保持的理念来看,尽量降低借土方量十分重要。例如,在堤防工程的施工过程中尽量利用清基用土石方,这样可以保证开挖量的减少。
结论
我们国家是水土流失较为严重的国家,而有效控制水土流失可以保证国家的经济可持续性,还可以很大程度上避免生态灾难的发生。水利工程中,水土保持是水利建设中最重要的部分之一,我们应该尽量保证水利工程中对水土保持理念的实施。优化工程结构设计、水利工程边坡防护进行优化设计、增加植被的覆盖率、优化土石方平衡设计等等,都能够保证水利工程的设计更加融入之前的生态系统,保证生态系统得到保护。除此之外,也需要积极学习国外对水土流失保持的技术,设计出更加符合我们国家的水利工程,设计者还要认识到水土保持的重要性,在水利工程中妥善落实水土保持理念。
参考文献
[1]刘济云,杨亚珠.浅谈“海绵城市”理念在城市水利工程水土保持设计中的应用[J].水土保持应用技术,2018(1):48~49.
[2]于红军,水土保持理念在水利工程设计中的应用[J].河南水利與南水北调,2017(3):76~77.
[3]王守勤,胡魏耿,徐峰.水利工程水土保持与生态景观设计结合的理念——以南水北调东线一期工程台儿庄泵站为例[A].中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会、水利部水利水电规划设计总院.中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会2015年年会论文集[C].中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会、水利部水利水电规划设计总院,2015.