水利工程水土保持防治及治理对策探究
摘要
关键词
水利工程;水土保持防治;治理对策
正文
水利工程在推动社会经济发展的同时也带来严重的水土流失的问题,影响到生态环境的持续发展,水土保持作为水利工程建设中的环节,会关系到工程本身的安全效益,还对区域生态环境和农业生产产生影响,水土流失不仅会让土壤肥力下降,也会造成水质恶化,还容易引发洪涝、滑坡自然灾害。
一、水土保持的概念与原理
水土保持的核心目标是维持土壤和水的动态平衡,减少因为自然因素或人为活动引起的土壤侵蚀和土地退化现象,利用规划管理,水土保持才能防止资源损失,还能促进生态系统的发展。
从原理上看,水土保持依赖于一系列物理、化学和生物过程,比如物理原理是通过改变地形、坡度以及植被覆盖的方式减少水流的侵蚀力量,地形改造要做好梯田、挡水坝的工程措施,这些结构可以分散水流,减少地表径流的侵蚀作用,同时增加植被覆盖率,植被的根系才可以起到固定土壤的作用,减少因雨水冲刷造成的土壤流失,植被会缓冲降雨的冲击,还能利用根系将雨水慢慢渗入地下来减少地表径流的形成[1]。
二、水利工程在水土保持中的作用
水利工程的大规模建设,让水土流失问题日益突出,给生态环境带来挑战,在此背景下,水利工程在水土保持中的作用愈加凸显,水利工程在水土保持的实施中具有直接作用,还可以改善水文条件并减少自然灾害的发生,间接影响着水土保持的效果。
在自然状态下,河流的径流受到降雨量、地形因素的影响,容易造成水流量的不均匀分布,尤其是在雨季,暴雨形成的洪水对河流两岸的土壤侵蚀作用较为严重,利用水利工程的建设,才能调节河流的流量,减少暴雨引发的地表径流,从而降低洪水对土壤的冲刷作用,水利工程可以利用分洪以及滞洪手段缓解局部地区的洪涝灾害,避免大面积的土地遭受水土流失的威胁,在水利工程的作用下,河流流域的水文状况得到改善,土壤的稳定性增强,水土流失的风险大大降低,而且水利工程还能改变地下水位的状况,注意引导水流渗透入地下来增加地下水的补给量,进而改善土壤的水分条件,从而减少因干旱引发的土壤退化。同时植被覆盖还能减少地表径流的形成,增加降雨的入渗量,降低土壤侵蚀的速度,然而在一些水土流失严重的地区,土壤已经失去肥力,并不能够自然恢复植被,这时就要利用人工干预来促进植被的恢复,水利工程会提供充足的水源,为植被的生长创造有利条件,例如水库和灌溉系统可以为农田和荒漠地区提供稳定的水源,保证植物的生长环境,以此恢复退化土地上的植被覆盖,此外水利工程在改善土壤结构、增强土壤保水能力方面,也要注意合理灌溉并做好水资源调配,土壤中的水分做好补充,让土壤的水保持能力增强,植物更好地吸收水分可以促进植被的生长。同时农业活动可以引发水土流失,尤其是在不合理的耕作方式下,土壤结构遭到破坏,水土流失加剧,利用水利工程的建设特别是灌溉工程的合理布局,农业用地的水分供应更加充足,农民可以采用更加科学的耕作方式如保护性耕作、轮作休耕等减少对土壤的破坏,同时让农田的水资源利用效率提高,农作物的产量和质量得到保障,农民不再利用过度开垦和垦荒来增加耕地面积,这在一定程度上减少土地的无序开发,以此来降低水土流失的风险[2]。
三、水利工程水土保持防治及治理对策
(一)林业措施工作
做好地形、气候和土壤条件的分析,因地制宜地选择适合的林种和树种,形成防护林带和水源涵养林,不同地区的自然条件千差万别,要根据实际情况选择适宜的植被类型,保证植被长期稳定地发挥防治水土流失的作用,比如在一些坡度较大的地区要注意选择根系发达的乔木和灌木种植,让植被的根系稳固土壤,防止雨水的冲刷和侵蚀,而在一些水资源匮乏的干旱地区要选择耐旱的树种,才能适应当地的气候条件并保持植被的长期生长,在具体的植被选择中考虑到植被的多样性,注意使用合理的树种搭配构建多结构的植被体系,使其保持水土,还能为当地生态系统提供环境。苗木的选择与种植技术,高质量的苗木可以适应环境建立起稳定的植被覆盖,为了保证苗木的成活率,种植时要根据不同树种的生长特点选择适宜的季节和土壤条件,避免苗木在极端天气条件下种植,同时做好对种植时的密度和布局,在种植后的管理中开展定期养护,特别是在早期的生长阶段,苗木要定期浇水、施肥来防止病虫害的侵袭,从而保证其能够快速成林,针对一些特殊的地形条件如陡坡、沟壑地区采取工程措施与林业措施相结合的方式,注意结合使用修筑梯田以及护坡措施,为植被的恢复提供稳定的土壤基础。植被的生长是一个长期过程,在这个过程中会出现自然灾害以及其他不利因素影响植被的稳定性,为此要及时建立起一套完善的管理机制,对植被的生长情况开展监测,在发生干旱、洪涝等自然灾害时,做好人工浇灌以及排水方式干预,减少自然因素对植被的破坏,而在发现病虫害时采取及时的防治措施来防止病虫害的扩散,此外随着时间的推移,一些老化的树木会逐渐失去其防护功能,此时就要做好补植工作,让植被的整体功能不受影响,在植被的管理过程中还要注意与当地社区的合作,鼓励社区居民参与植树造林和植被的保护工作,注意提高公众的环保意识,才能增强林业措施的长期效果[3]。
(二)农业措施工作
在现代水土保持工作中要重视推广保护性耕作技术,减少对土壤的扰动,保持土壤结构的稳定性,采用免耕或少耕的方式来减少水土流失,还能保持土壤的有机质和肥力,免耕作为一种不翻动土壤的耕作方式,利用这种方式让土壤表层的植被残留物可以形成一种天然的保护层,减少雨水对土壤的直接冲刷,同时增加水分的入渗量,降低地表径流的形成,利用少耕的方式可以在耕作过程中减少耕地的深度,以此尽量减少土壤扰动。除此之外,在耕作方式上还可以推广垄作和横坡耕作,利用垄来阻挡地表径流,减缓水流速度,从而减少水土流失。而在采用轮作时要注意式保持土壤肥力,减少病虫害的发生,轮作的关键是根据不同作物的需肥特点和对土壤的影响,科学地安排作物的轮换顺序,像豆类作物就要注意通过根瘤菌固定空气中的氮来增加土壤中的氮含量,因此在一些需氮量大的作物种植后种植豆类作物,补充土壤中的氮肥,同时要注意轮作过程中结合不同作物的根系和叶片覆盖来减少土壤的裸露时间,降低土壤的侵蚀速度,针对一些水土流失较为严重的地区,轮作制度的推行主要是为了与其他水土保持措施相结合,尤其是与间作套种相结合,就可以在坡度较大的地区种植深根作物和浅根作物,这样就能既保证作物产量,又能防止土壤流失。
(三)工程措施
在工程措施的设计阶段,要求设计人员对项目区域做好地质调查和水文分析,了解当地的自然条件,特别是土壤、降水量因素,注重对这些数据分析,让设计人员可以设计不同的工程措施如拦水坝以及截水沟,每种工程措施的设计都要考虑其功能和适应性,不能盲目照搬其他地区的做法,尤其是在山地或丘陵地区的坡度较大,地表水流较为迅速,水土流失较为严重,因此要设计针对性的防护结构来控制水流速度,减少土壤侵蚀。开展具体的工程措施实施过程中,这类工程主要是利用拦截地表径流来降低水流的冲击力,减少水土流失,同时增加地下水的补给来改善区域水文条件,在设计和建设拦水坝时,注意考虑坝体的高度、材料选择因素,通常情况下,坝体多采用土石材料既经济又具有一定的稳定性,在坝体建设过程中,施工人员要对周围的地形开展整治工作,让坝体周围的土壤结构更加稳定,避免由于坝体的建设反所带来的水土流失问题,此外蓄水池的建设也要科学规划,合理选择蓄水池的位置和规模,蓄水池设立在拦水坝下游用来储存拦水坝拦截的水流,蓄水池的容量应与拦水坝的蓄水能力相匹配,以便最大限度地发挥两者的协同效应[4]。此外,在进行截水沟的设计工作时,要注意根据坡度的不同来做好调整,在坡度较大的地方,要求截水沟的间距需要适当缩小,增强其排水能力。在施工过程中,为了确定截水沟的深度和宽度,就应该根据当地的降水量和地表水流情况开展科学计算,确保其可以有效排水,同时不至于造成截水沟自身的塌陷或堵塞。值得注意的是,为了提高排水系统的长期效用,还要注意在截水沟的末端设计排水涵洞或泄水槽,将多余的水流安全地引导至下游水体,以此避免对下游土地的侵蚀。
(四)林生态措施工作
不同的植物种类对水土保持的功能各有不同,因此在林生态措施中,针叶林、阔叶林以及灌木等都具有不同的生态功能和水土保持能力,在一些水土流失严重的地区,尤其是土壤较为贫瘠的地方,可以选择抗旱、抗贫瘠能力强的植物如松柏等,这些植物具有较强的根系,在较为恶劣的环境下生长并利用其根系稳固土壤,减少水土的流失,在降水较为充足、土壤条件较好的地区,可以选择一些经济效益较高的阔叶树种如杨树等,这些树种具有较强的水土保持能力,可以为当地的经济发展提供木材、药材资源,兼顾生态效益和经济效益,而且混交林的建设也值得推广,混交林是指针叶树种和阔叶树种混合种植的林地,这种林地具有较强的抗逆性,因为不同树种的根系可以在土壤中形成不同的层次,所以能够进一步增强土壤的稳固性。同时要求林生态措施中要注意根据地形和水文条件进行规划,例如在坡度较大的地区,梯田式林地建设作为一种行之有效的方式,梯田式林地可以将坡地改造成一层层的台阶状种植地,以此减少地表水流的流速,减轻对土壤的冲刷,增加植被的覆盖率,在种植过程中,树木的密度和布局要注意做好经过科学设计,过密的植被会让土壤中养分的竞争加剧,这会影响树木的生长,过疏的植被又不能起到有效的水土保持作用,因此要求合理的植被密度要结合当地的土壤肥力和水分条件调整,同时在坡度较大的地区,种植的树木要有较强的抗风蚀能力,让根系发达的树种更好地抓住土壤,从而防止土壤被冲走。虽然单一树种的林地在短期内可以快速见效,但在长期的生态恢复过程中单一物种的林地容易受到病虫害的威胁,稳定性较差,所以使用多样化的植物种才能提高整个林地生态系统的稳定性,不同植物的根系结构和生长习性各不相同,它们在土壤中可以形成不同的层次结构,不同层次的根系可以帮助抓住土壤,减少土壤流失,在实施林生态措施时鼓励种植不同类型的植物,形成乔木、灌木、草本植物相结合的多层次植被结构,利用这种结构来提高水土保持的效果,以此改善区域的生态环境[5]。
(五)制定科学完善的监管制度
在制定水利工程水土保持相关的法律法规时要重视考虑到各地区的地理环境、社会经济发展状况,法律法规的内容要注意明确各级政府、企业和个人在水土保持中的权利、义务,划定各方的责任范围,让工作有章可循,同时法律法规要具备可操作性,既要列出水土保持工作的各项要求,又要为监督和执法提供具体的操作依据,这样的法律框架可以引导各方力量共同参与水土保持工作,形成合力,而在法律的执行过程中也要制定惩罚措施,对于未按照要求进行水土保持工作的单位或个人,依法追究其责任,利用这一方面来增强法律的威慑力,另一方面可以建立良好的水土保持氛围,推动全社会共同参与。
结语:水利工程水土保持防治及治理对策要重视保障工程安全,加快提升生态效益并促进区域发展,结合科学的规划设计并做好监管制度,才能在最大程度上减少水土流失,改善生态环境,水利工程的成功能够依赖于技术手段的应用,在水利工程建设过程中,探索更为科学的防治对策,才能优化水土保持机制,进而更好地平衡工程发展与生态保护,以此推动人与自然的和谐共生。
参考文献:
[1]陈巧云,袁华光,章龙飞,范世俊,刘晓敏.水利工程水土保持防治及治理措施论述[J].工程技术研究,2019,4(21):237-238.
[2]张慧.水利工程水土保持工作存在问题及治理对策[J].建材与装饰,2019,(22):326-327.
[3]钟世德.水利工程水土保持工作存在问题及治理对策[J].四川水泥,2019,(06):311.
[4]张培君,张家富,赵金波.水利工程水土保持工作存在问题及治理对策[J].科学技术创新,2019,(15):120-121.
[5]寸梅.水利工程水土保持工作存在问题及治理对策[J].城市建设理论研究(电子版),2019,(12):168.
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