考虑生态环境因素的水利工程生态技术适配性分析
时间:2024-11-27 12:15:59

摘要: 生态环境条件是影响水利工程生态技术选择的关键因素。本文深入探讨了气候条件和土壤条件对水利工程生态技术的制约与引导作用,通过具体案例分析了在不同生态环境下生态技术的应用策略和成效,为水利工程生态技术的精准适配提供参考。

一、引言

水利工程的建设与运行不可避免地与周边生态环境相互作用。生态环境的多样性和复杂性要求在选择生态技术时必须充分考虑气候、土壤等因素,以确保生态技术能够有效实施并发挥预期的生态功能。

二、气候条件对生态技术选择的影响

干旱地区

在干旱地区的水利工程中,水资源匮乏是主要挑战。以新疆某灌溉水利工程为例,由于年降水量少,蒸发量大,选择耐旱植物进行生态护坡和绿化是关键。骆驼刺作为一种典型的耐旱植物,其根系极为发达,能够深入地下数米寻找水源。在工程的护坡上种植骆驼刺,不仅能有效固定土壤,防止风沙侵蚀,还能在有限的水分条件下存活并生长。同时,采用滴灌技术进行灌溉管理,将水分精准地输送到植物根系附近,提高水分利用效率。在渠道周边,种植梭梭等耐旱灌木,形成防风固沙林带,减少水分蒸发和风沙对渠道的破坏。此外,为了进一步改善局部小气候,在水利工程管理区设置小型集雨设施,收集雨水用于灌溉和补充生态用水,促进了干旱地区水利工程生态系统的稳定。

对于干旱地区的水库工程,为了减少水面蒸发损失,采用了新型的水面覆盖材料。这种材料具有透光性和透气性,能够在一定程度上抑制水分蒸发,同时不影响水体的光合作用和氧气交换。在水库周边的陆地生态修复中,选择了耐旱的草本植物和灌木混合种植,如在坡地上先种植沙蒿、沙拐枣等耐旱灌木,利用其防风固沙能力,然后在灌木行间种植耐旱的草本植物如冰草、羊草等,增加植被覆盖度,提高土壤保水能力,逐步改善水库周边的生态环境。

湿润地区

南方湿润地区的水利工程具有丰富的水资源和较高的空气湿度。在某南方水库工程中,利用这一优势构建了湿地生态系统。在水库的浅水区和库尾,种植了大量的菖蒲、水葱、芦苇等水生植物,这些植物能够吸收水中的营养物质,净化水质,同时为鱼类、鸟类等生物提供食物和栖息地。在水库周边的河岸带,种植水杉、池杉等耐湿乔木,搭配垂柳、碧桃等观赏植物,形成了多层次的植被景观。在雨季,河岸带植被能够有效截留雨水,减少地表径流,降低水土流失风险;在旱季,丰富的水资源又能保证植被的正常生长。此外,在水利工程的排水渠道中,设置了生物滞留池和人工湿地,进一步净化排水中的污染物,提高了水资源的循环利用效率。

在湿润地区的城市内河整治工程中,采用了生态驳岸技术。由于水位变化较大,驳岸采用了石笼与水生植物相结合的方式。石笼结构具有良好的透水性和稳定性,能够适应水流的冲刷和水位的变化。在石笼之间种植水生植物如美人蕉、鸢尾等,植物根系能够固定土壤,茎叶能够美化环境并吸收水中的污染物。同时,在河面上设置生态浮床,种植水生蔬菜和花卉,如空心菜、睡莲等,不仅净化了水体,还为城市增添了生态景观。

三、土壤条件对生态技术选择的影响

土质疏松地区

在黄土高原地区的小流域治理水利工程中,土质疏松,水土流失严重。采用土工格栅加植被防护技术取得了良好效果。土工格栅铺设在坡面,通过其网格结构与土壤相互作用,增加了土壤的摩擦力和抗滑力,有效防止土体滑坡。在土工格栅上种植植被,如紫花苜蓿、沙棘等。紫花苜蓿是一种豆科植物,其根系具有固氮作用,能够改良土壤肥力,同时其茂密的枝叶能够覆盖坡面,减少雨水对土壤的直接冲击。沙棘根系发达,能够深入疏松土壤中,起到固土作用,其果实还具有一定的经济价值。通过土工格栅与植被的协同作用,显著提高了坡面的稳定性,减少了水土流失,促进了小流域生态系统的恢复。

对于土质疏松且盐碱化的沿海地区水利工程,在护坡和绿化方面面临更大挑战。采用耐盐碱植物如柽柳、盐地碱蓬等进行植被恢复。柽柳具有较强的耐盐碱能力和发达的根系,能够在盐碱土壤中生长并固定土壤。在种植时,先对土壤进行改良,添加有机肥和土壤改良剂,降低土壤盐碱度。然后采用穴植或条植的方式种植柽柳,在柽柳行间种植盐地碱蓬等草本植物,形成植被群落。同时,在水利工程的堤岸设置排水系统,降低地下水位,防止土壤返盐,逐步改善土壤条件,实现生态护坡和绿化的目标。

土壤肥沃地区

在平原地区土壤肥沃的水利工程,如河渠两岸的生态建设具有较大优势。以某平原地区的大型灌溉河渠为例,在两岸种植杨树、柳树等速生树种。杨树生长迅速,树干高大,能够起到防风固沙和遮阴的作用。柳树枝条柔软,垂落在水面上,增添了景观美感。在速生树种下,种植花卉如月季、牡丹等和草本植物如三叶草、黑麦草等,形成多层次的植被群落。花卉和草本植物能够吸收土壤中的养分,美化环境,同时为昆虫、鸟类等生物提供食物和栖息地。在河渠的交叉路口和节点处,设置小型生态公园,种植更多样化的植物,打造生态景观长廊,提高了水利工程的生态和社会效益。

在土壤肥沃的湖区水利工程中,利用丰富的土壤资源构建水生和陆生复合生态系统。在湖区周边的湿地,种植多种水生植物如芡实、菱角等,这些植物不仅能净化水体,还能为水生动物提供食物和繁殖场所。在湿地边缘的陆地,种植果树如桃树、梨树等和蔬菜如白菜、萝卜等,采用生态种植模式,减少化肥和农药使用。同时,在湖区设置生态浮岛和人工鱼礁,为鱼类提供栖息和繁殖场所,促进了湖区生态系统的繁荣,实现了水利工程与农业生产、生态保护的有机结合。

四、结论

生态环境的气候和土壤条件对水利工程生态技术的选择有着决定性影响。在实际工程中,必须深入分析当地的生态环境特点,因地制宜地选择合适的生态技术,并不断优化和创新,以实现水利工程生态功能的最大化,促进生态环境的可持续发展。


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