- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:水利工程是水资源调配、防洪抗旱、农业灌溉与清洁能源供给的核心基础设施,工程建设涵盖土方开挖、山体填筑、河道整治、库区建设等多项施工内容,施工活动会大幅扰动地表土体,破坏原有植被覆盖与地形地貌,进而诱发不同程度的水土流失问题。水土流失不仅会造成区域土壤肥力下降、河道泥沙淤积、库区库容缩减,还会提升边坡滑坡、山洪次生灾害的发生概率,制约水利工程长效稳定运行。本文划分水利工程施工全过程水土流失的主要类型,剖析水土流失内在形成机理,总结当前水利工程水土保持防治工作中管理、施工、防护体系存在的实际问题,结合水利工程场地水文、地形、土质条件,提出全周期水土保持防治与治理优化对策,为水利工程生态治理与水土管控提供理论参考。
关键词:水利工程;水土流失;水土保持;生态防治;工程治理
1 水利工程水土流失类型与形成机理
1.1 水力侵蚀型水土流失
水力侵蚀是水利工程施工现场最常见的水土流失类型,主要由降雨冲击与地表径流冲刷引发,多发于开挖边坡、临时堆土场及施工便道等无植被裸露区域。雨滴下落会直接破坏表层土壤结构,松散泥土随雨水汇聚形成坡面径流,顺着地形坡度持续冲刷土体,逐步形成坡面细沟与沟槽侵蚀。水利工程大多分布在降雨充沛的流域地带,短时强降雨频发,施工现场缺少完善排水与固土设施,地表径流冲刷破坏力持续提升,表层土壤持续被水流搬运至河道内部,既造成施工现场水土流失,也进一步加剧下游河道泥沙淤积问题。
1.2 重力侵蚀型水土流失
重力侵蚀依靠土体自身重力发生滑移与坍塌破坏,集中出现在工程高陡开挖边坡、库区填筑岸坡以及弃渣堆积坡面。水利土方施工改变山体原有自然坡面,打破边坡土体内部应力平衡,土体整体稳定性大幅下降。雨水渗入土体内部后,土壤含水率上升,土颗粒黏结力持续降低,边坡土体抗剪强度不断衰减,最终在重力作用下出现滑坡、崩塌、土体溜塌等病害。相较于水力侵蚀,重力侵蚀具备突发性强、破坏范围集中的特点,既造成严重水土损失,也会直接威胁现场施工安全与水工结构稳定性。
1.3 工程扰动诱发人为水土流失
人为工程扰动是水利工程水土流失最主要的诱因,贯穿工程施工全周期。前期场地清表彻底清除地表原生植被,直接剥离土壤天然固水保护层;大规模土方开挖与回填产生大量松散土体,地形地貌被彻底重塑;施工机械反复碾压地表,降低土壤孔隙率,阻碍雨水下渗,进一步放大径流冲刷危害。该类水土流失全部由人为施工活动造成,影响范围可控,只要落实同步防护、及时管控的工作原则,便可有效削弱土体裸露时长,从源头降低水土流失发生概率与破坏程度。
2 水利工程水土保持防治工作现存问题
2.1 水土保持前期规划统筹性不足
现阶段多数水利工程前期规划侧重结构安全、防洪调度等主体工程指标,水土保持专项规划处于从属地位,缺少贴合场地实况的独立设计方案。设计人员未结合区域降雨特征、土质条件开展专项水土勘察,水土防护方案照搬通用模板,防护措施无法匹配现场风险点位。同时水土保持施工时序与主体工程进度衔接不畅,防护工程施工滞后于土方开挖作业,大面积裸露土体长期经受风雨侵蚀,最佳防控窗口期被错过,后续水土治理工作量与治理成本随之增加。
2.2 施工阶段水土保持现场管控力度薄弱
水利工程施工面分散、交叉工序多,现场水土保持常态化监管存在明显短板,施工单位普遍重主体建设、轻生态防护。土方开挖一次性成型坡面,未执行分层开挖分层防护的标准流程,裸露土体长期无临时防护措施覆盖。临时堆场、施工便道、弃渣场区缺少配套截排水与防风覆盖设施,施工期水土流失隐患持续累积。此外现场专职水保监管人员配置不足,日常巡检流于形式,随意弃土、无序开挖等违规行为无法及时整改,全过程水土管控存在明显漏洞。
2.3 水土保持治理措施结构较为单一
目前水利工程水土治理依旧依赖混凝土、浆砌石等硬质护坡工程,生态化水土修复技术应用占比不足。刚性防护结构虽能短期稳固边坡土体,但阻隔土壤水气交换,阻碍坡面植被自然恢复,长期使用生态弊端凸显。部分工程配套植被修复措施,但植被选型脱离本地水土气候条件,外来植被存活率偏低,难以发挥植被固土保水作用。工程硬防护与生态软修复无法有效结合,水土治理体系单一,工程运行后期坡面水土流失反弹问题较为突出。
3 水利工程水土保持防治及治理优化对策
3.1 完善前期专项规划,前置源头水土防控
将水土保持设计与主体工程设计同步推进、同步验收,落实源头防控的建设要求。施工前期开展全域水土现状勘察,依据场地地形、土壤、降雨数据划分水土流失风险分区,针对性制定差异化防护方案。合理排布水土防护施工工期,做到土方开挖与防护施工同步开展,最大限度缩短土体裸露时间。细化场内截排水系统、边坡防护、弃渣治理施工参数,依托规划设计补齐水土防控短板,让水土保持方案贴合工程实际施工工况,提升方案落地实用性。
3.2 强化施工现场全过程动态监管
施工项目部组建专职水土保持监管小组,划分片区管控责任,实现施工现场全域水土动态监管。严格规范土方施工流程,裸露土体完成开挖后及时铺设防尘覆盖层与临时排水设施,阻断径流冲刷路径。规范弃渣场堆放流程,提前修筑挡渣墙与周边截水沟,防止松散渣土被水流冲刷外泄。搭配视频监控设备开展远程巡检,补齐人工巡检盲区,及时整改各类破坏地表水土结构的施工行为,实现施工全过程水土流失可控。
3.3 构建工程与生态结合的复合型治理体系
结合边坡坡度、土体稳定性构建刚柔结合的复合型水土治理体系,兼顾结构安全与生态修复双重需求。高陡危险边坡保留硬质挡墙与护坡结构,保障边坡整体力学稳定;平缓坡面采用生态袋、格宾网、乡土灌草植被开展生态修复。全部植被选型优先选用本地耐旱固土品种,提升植被成活率与场地适配度。同步搭建分级坡面排水体系,逐级减缓地表径流流速,依靠工程结构固土、植被根系保水、排水系统减冲,全方位降低区域水土流失风险。
结论
水利工程建设带来的人为土体扰动,是诱发区域水土流失的核心诱因,水力侵蚀、重力侵蚀、人为扰动三类水土流失问题相互叠加,不仅破坏流域水土生态平衡,还会影响水利工程自身运行安全与使用寿命。当前水利工程水土保持工作存在规划滞后、现场管控缺位、治理措施单一等现实问题,制约水土防治工作实际成效。通过前置源头专项规划、落实施工全过程监管、搭建工程+生态复合治理体系,可以全方位补齐水土保持治理漏洞。未来可结合物联网监测技术,搭建水土流失在线预警系统,进一步提升水利工程水土保持治理的智能化与精细化水平。
参考文献
[1]唐慧敏. 水利工程水土保持工作存在问题及治理对策[J].全面腐蚀控制,2024,38 (9):43-45.
[2]王翠丽. 水利工程水土保持防治及治理对策探究[J].水上安全,2023, (10):76-78.
[3]罗家林. 水利工程水土保持防治对策[J].工程技术研究,2020,5 (14):275-276.
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