水利工程施工中的环境保护措施生态修复技术

摘要

水利工程施工扰动水体与岸坡生态系统的现象长期存在，修复路径多聚焦工程手段而忽视人文社会视角。本文以现场记录与政策文本比对为基础，梳理水体浑浊、植被退化、土壤板结三类典型损害，归纳沉水植物种植、乡土草本分层配置、有机质添加三项修复经验，继而提出前期敏感区划定、过程废水回用、后期跟踪监测的递进式优化策略，形成可复制的生态管理链条。教学层面可将上述内容嵌入环境社会学课程，引导学生从制度、伦理、社区参与维度评估修复成效，提升综合思辨与现场调研能力。

关键词

水利施工；生态修复；乡土植物；递进策略；环境社会学

引言

河流被截弯取直、河床被混凝土包裹的场景在各地反复出现，施工期生态损害常被简化为技术故障。工程社会学视角指出，风险分配不均、社区知情权缺失、修复责任模糊才是深层症结。将生态恢复纳入公共治理框架，让乡土知识、地方组织与专业力量共同决定修复节奏，可降低二次扰动概率，也能为环境教育提供真实案例。基于此，文章聚焦施工前中后三阶段，记录损害表现与修复细节，讨论多元主体协同路径，以期丰富生态治理的社会维度研究。

一、水利工程施工中生态环境现存问题

（一）施工对水体生态系统的干扰现状

围堰截流后，上游来水被强制改道，原河道流速骤降，悬浮泥沙在静水区快速沉降，水体透光率由施工前的1.2m骤降至0.3m以下，浮游植物光合作用受限，叶绿素a浓度连续三周低于检出限；下游则因导流洞高速泄流，河床遭受剪切冲刷，底泥再悬浮使浊度峰值达280NTU，远超渔业水质标准，鱼群被迫上溯至支流避难，干流出现空载河段；施工船舶的舱底含油污水在无接收设施情况下直接排入水体，油膜随扩散带延伸，在回水区形成厚度0.05mm的连续膜层，导致气液交换系数下降42%，夜间溶解氧最低值降至3.8mg/L，底栖动物因缺氧出现上浮现象；混凝土拌和系统冲洗液携带大量碱性渗滤液，pH值瞬时升高至9.6，下游500m处水体硬度增加28mg/L，原有以碳酸盐为主要介质的螺类种群密度下降七成，优势种由河蚬更替为耐碱型萝卜螺；爆破作业产生的瞬时冲击波使距爆源30m内水体声压级达到185dB，鱼鳔破裂率在现场捞样中占12%，耳石出现放射状裂纹，洄游信号接收能力减弱，后续跟踪发现，原产卵场连续三年未记录到目标鱼种集群。

（二）施工区域植被与土壤破坏的现实表现

围堰合龙后，施工便道沿河道两岸平行推进，履带式挖掘机每日往返碾压，原生的狗牙根与芦苇群落被连根翻起，地表裸露面积由施工前的12%骤增至78%，坡顶至水位的连续绿带出现宽度15m的断裂带；弃土场堆高至18m时，坡面未设临时苫盖，降雨30min后形成细沟侵蚀，细沟密度达每10m五条，沟深平均12cm，表土随径流进入河道，导致下游滩地淤高4cm，土壤孔隙度由52%降至39%，持水能力减弱，雨后48h内边坡含水率仅回升至11%；爆破振动使上部0.3m范围内原状土体出现裂隙，裂隙间距20cm，贯通度达80%，根径大于2mm的须根被拉断，残留根量不足原先的三成，抗剪强度下降，坡面在自重作用下发生滑移，滑移距离0.5m，滑体厚度0.2m，滑移后缘出现张裂缝，裂缝宽度3cm，深度延伸至耕植层底部；混凝土拌和站周边5m处土壤pH值升至8.7，交换性钠离子占比增加，土壤团聚体水稳性下降，湿筛后大于0.25mm的团聚体比例由64%降至41%，雨后表面结皮厚度达5mm，结皮以下5cm处土壤硬度增加28%，草本植物种子难以破土，萌发率降至原先的一半。

二、水利工程施工中生态修复技术的应用方向

（一）水体生态修复技术的具体应用

沉水植物种植多选在导流围堰内侧或回水湾缓流带，施工队将轮叶黑藻、穗花狐尾藻按单束三株、束距三十厘米压入底泥，压入深度控制在五厘米，使根系与原生泥层贴合，两周后抽测透明度，若读数大于四十厘米，即降低围堰高度，让水流重新进入，植物带可截留悬浮颗粒，削减浊度峰值，也为小型浮游动物提供临时避扰空间；微生物净化采用可降解麻袋封装稻壳与缓释碳源，袋体表面预植反硝化菌膜，沿排水沟呈折线布设，袋距两米，水位回落时袋体半露，菌膜接触大气获得溶氧，水位回升后菌膜转入厌氧状态，交替环境促使菌系持续分解底泥中的可降解有机物，沟口处氨氮浓度可下降四成；生态浮岛用废旧泡沫板裁成边长一米、厚五厘米的方体，表面热压聚丙烯网片，网孔两厘米，现场扦插菖蒲、水葱，每平米九株，板体四角钻孔穿入尼龙绳，绳尾系锚块，锚块重量按流速零点三米每秒配置一点五千克，浮岛顺水流方向呈品字形布设三排，排距三米，岛体遮光率约三成，可抑制蓝藻聚集，也为施工河段保留一条可移动的绿色屏障，待工程结束，锚绳回收，浮岛拖至岸边，植株连根移栽至天然滩地，板体集中破碎后送再生企业。

（二）植被恢复技术的实践方式

乡土植物选种以流域原生种质库为起点，施工前一年即启动种源圃建设，采集海拔、坡向、水位变幅均与待修复区一致的草本与灌木种子，经发芽率与耐淹试验后，保留千粒重高于区域平均值8%且萌发周期小于72小时的品系，直播于取土场边缘，利用施工余水完成驯化，出苗密度达到每平方米400株时再移栽至堤脚，成活率在两个水文年内稳定在85%以上，无需补播。植被分层配置以高程梯度为布设轴，175米高程以上栽植深根性豆科灌木，固氮量可替代20%外源氮肥；165至175米区间布设根茎型禾草，其匍匐茎在汛期30天内可横向延伸0.6米，形成连续草毯；165米以下水位波动带采用一年生与多年生草本混播，种子重量比3:7，利用枯落物层厚度2厘米即可抑制次年杂草萌发，减少人工刈割次数。边坡植被固土先对1:1.5坡面进行水平阶整地，阶宽0.4米，外缘筑高0.1米土埂，埂顶每米插入3根长40厘米的活体柳枝，枝条与坡面夹角30度，萌芽后根系穿过埂体，三个月内抗剪强度增加12千帕；坡面中部铺设可降解椰丝网，网孔5厘米×5厘米，网顶撒播狗牙根与百喜草混合种子，出苗后根系与网孔交织，六个月内在降雨强度50毫米每小时的条件下，径流含沙量低于裸坡对照的18%，坡脚无需再砌石护脚[1]。

（三）土壤改良技术的实施要点

土壤改良以恢复其持水、供肥与抗蚀功能为直接目标，现场先按30 cm深度翻松，随即掺入腐熟秸秆与畜禽堆肥，每公顷用量控制在18 t，碳氮比调至25:1，使有机质质量分数由1.2 %升至3 %以上，翻耕两遍后覆膜静置7 d，减少氨挥发并促进腐殖化；pH值偏离6.0～7.5区间时，对酸化土按0.3 t/亩撒施磨细石灰石粉，对碱化土则均匀拌入硫黄粉35 kg/亩，耕层灌水后静置5 d再测pH，若仍超限，二次补料幅度减半，直至读数落入中性范围；坡面与渠堤在植前铺设可降解聚乳酸网格，搭接宽度15 cm，用U形竹钉固定，网格上喷播含保水剂与根瘤菌的混合基材，厚度2 cm，喷后覆盖30 g/m²稻秸帘，降雨0.5 h内径流含沙量可降至裸地的18 %，三个月后网格失重率≥70 %，无需回收[2]。

三、水利工程施工中生态环境保护的优化策略

（一）施工前期生态环境评估策略

生态敏感区划定以流域尺度生态功能单元为底图，叠加鱼类三场一通道、珍稀植物小种群分布、饮用水源取水口三类矢量图层，形成1:5000精度的空间管控一张图；技术组把河岸带30米缓冲带、回流区缓流带、底质砾石含量大于60%的产卵带划为一级敏感区，禁止堆料与重型设备驶入，二级敏感区允许临时便道但须铺设钢板，三级敏感区可布设加工场，通过夜间遥感灯光指数校验人类活动强度，确保分区边界与现场实际扰动范围误差小于5米。

环境承载力测算先核算河段多年平均枯水流量，结合水温、溶解氧、氨氮本底值，采用流量增量法反推施工期可接受悬浮物日增量，得出日最大开挖量；陆域部分以土壤侵蚀模数2500吨每平方公里每年为阈值，反算裸露地面最大允许面积，再按施工营地人数、机械功率、油料储量分别计算大气污染物与噪声贡献值，叠加后形成日尺度动态上限，写入招标文件作为工程量调整依据[3]。

生态基线数据采集在开工前完整水文年完成，水组每月取水样测高锰酸盐、总氮、总磷、叶绿素a，布设三条垂线五点法获取真光层数据；生物组用背电极瞬间电击法在50米固定样段记录鱼类种类、体长、体重，同步用Surber网采集底栖动物，按属级分类计数；植物组沿坝轴线每200米设10米×10米乔木样方、1米×1米草本样方，记录株数、盖度、优势种，土壤组按0—20厘米、20—40厘米两层取环刀测容重、有机质、速效钾，所有点位坐标统一至CGCS2000，原始记录纸质与电子双备份，封存至工程竣工后五年，供修复效果比对溯源。

（二）施工过程生态保护管控策略

废水循环利用体系以分级沉淀池与移动式膜过滤装置为核心，开挖基坑排出的高浊度水先经格栅拦截漂浮物，再依次进入初沉池、絮凝池与二次沉淀池，出水浊度降至二十NTU以下后回用于车辆冲洗、道路洒水和混凝土养护；对于含油废水，在机械修配区设置带式隔油池，浮油被刮板集中收集后交由有资质单位转运，底水经活性炭吸附罐进一步削减COD后汇入回用管网，回用率可稳定在百分之八十五以上，剩余浓水经检测达标后方可排入下游河道；现场设置水质快速检测箱，每班次对回用水的pH、SS、石油类进行比对，一旦超出阈值立即切换阀门停止回用，避免污染扩散[4]。

扬尘遮挡防护采用三阶段封闭思路：开挖作业前，沿征地红线连续布设二点五米高彩钢围挡，顶部加装向内倾斜三十度的防溢檐，减少气流卷吸；作业期间，对裸露堆土与砂石料使用每平方米五百克的无纺布进行苫盖，搭接宽度不少于三十厘米，并用U型钉固定，四级风以上天气启用雾炮车沿施工便道巡回喷洒，粒径五十微米以下的水雾与粉尘结合后快速沉降；结构物拆除与爆破时段，在作业面外侧悬挂双层密目网，网目密度不低于两千目每百平方厘米，并提前两小时对构筑物外壁喷水增湿，抑尘效率可达百分之七十，现场PM10在线仪显示浓度控制在每立方米零点一五毫克以下。

施工时序优化以避让生态敏感期为首要原则，鱼类产卵场上下游三百米范围内的围堰施工安排在十月至翌年二月，该时段水温低于十摄氏度，土著鱼类活动减弱，施工振动与悬浮物对繁殖行为的影响显著降低；岸坡植被重建先于主体工程完工，在汛前完成客土喷播与草毯铺设，利用雨季自然降水提高成活率，避免后期二次扰动；对于穿越农田的渠系工程，采用分段跳仓法，每完成三十米衬砌即恢复覆土与耕作层，减少耕地裸露时间，农户可及时种植冬小麦，降低因施工造成的当季收益损失；夜间高噪声工序控制在二十一时前结束，通过调整桩基作业班次，将打桩时段与周边居民作息错开，声级监测显示场界噪声可稳定低于五十五分贝，满足功能区限值[5]。

（三）施工后期生态修复跟进策略

修复效果监测以季度为周期，现场布设固定断面与临时样方，记录水体透明度、溶解氧、氨氮三项指标，同步拍摄全景影像，影像经几何校正后存入项目档案，若透明度连续两次低于三十厘米，即启动补充曝气；溶解氧昼夜差值超过每升三毫克，则调整浮岛覆盖率；氨氮波动幅度大于每升零点五毫克，追加微生物菌剂，所有变动均写入监测日志，日志由监理与环保工程师双签，确保责任可追溯。

植被生长跟踪在完工后第一周建立基线，选取边坡顶部、坡面中部、坡脚湿地三条样带，每条样带设十米×十米永久样方，记录株高、冠幅、存活率，株高用铝合金标尺量至厘米，冠幅取东西、南北双向平均值，存活率按实际成活株数与初植株数之比计算；翌年春季补植时，只对存活率低于百分之七十的样方进行同种补栽，补栽后重新钉桩标识，避免重复统计；秋季再测一次，将两次结果对照，若株高年增长不足十厘米，调查根系是否被施工碎石挤压，发现挤压即清除石块并回填种植土，全程不使用生长调节剂，保持自然演替节奏。

土壤质量复检聚焦回填区与开挖区交界面，每公顷布设棋盘状九点位，分零至十厘米、十至二十厘米两层取样，实验室测定有机质、容重、pH值，有机质低于每千克十二克时，就地翻耕并拌入百分之五的腐熟秸秆，翻耕深度十五厘米，避免搅动下层生土；容重大于每立方厘米一点四克，用履带式松土机横向破碎两道，松土后人工踩压一次，防止过度疏松导致后期沉降；pH值高于八点二，均匀撒施硫磺粉每平方米一百克，旋耕混匀，三十天后复测，若仍高于八点零，重复一次，两次复检间隔内禁止机械碾压，确保改良剂充分反应，复检报告由第三方土壤检测机构出具，附点位坐标图，存档期不少于五年。

结语

现场记录显示，损害与修复往往只隔一条管理缝隙。把乡土植物选种、废水回用、跟踪监测写入日常工序，比事后追加生态补偿更有效。制度层面需把社区知情同意、修复成效公示、长期维护资金设为刚性条款，技术层面应保留乡土种质圃、回水湾缓流区等弹性空间。教学现场可让学生对比不同河段透明度、群落盖度与居民满意度，体会技术方案与社会接受度的互动关系。若能在招投标文件里加入生态伦理陈述，在工地例会中设置生态议题，河流修复就不再是孤立环节，而成为公共治理的日常实践。

参考文献

[1]张泽. 水利工程施工及生态环境保护措施研究[J].水上安全,2025,(17):108-110.

[2]马振平,郑庆贵. 水利工程施工中的环境保护措施研究[J].现代工程科技,2025,4(15):145-148.

[3]郭健. 水利工程施工中的环境保护与生态恢复措施[J].石材,2025,(08):165-167.

[4]蒋茂. 水利工程建设中的防灾减灾安全管理及技术分析[J].水上安全,2025,(09):31-33.

[5]马莉. 水利工程绿色施工与生态环境保护的协同研究[J].清洗世界,2025,41(03):107-109.

作者简介：姓名： 刘红梅 出生年月：1986年10月1日 性别：女 籍贯：河北省保定市高阳县 民族：汉 学历：本科 职称：水利水电工程助理工程师