生產建設項目水土保持設計理念與原則

王治國，李世鋒，陳宗偉

(1．水利部水利水電規劃設計總院，100120，北京;2．浙江省水利水電勘測設計院，310002，杭州;3．交通運輸部科學研究院，100029，北京)

生產建設項目水土保持設計理念與原則

王治國1，李世鋒2，陳宗偉3

(1．水利部水利水電規劃設計總院，100120，北京;2．浙江省水利水電勘測設計院，310002，杭州;3．交通運輸部科學研究院，100029，北京)

生產建設項目水土保持設計理念是水土保持設計的主導思想，也是主體工程設計思想的重要組成部分。在對近10年來我國不同工程類型生產建設項目獨具特色的水土保持設計方案及其實施后效果調研的基礎上，總結提出水土保持設計理念的內涵與外延，指出水土保持設計理念核心是最大限度地保護生態、控制擾動范圍、減少植被破壞和水土流失、快速有效修復生態系統，并在更高層次上達到工程、生態、景觀的協調，達到人與工程、人與自然和諧。在這一設計理念的指導下，提出生產建設項目設計的5項基本原則:1)落實責任，明確目標;2)預防為主，保護優先;3)綜合治理，因地制宜;4)綜合利用，經濟合理;5)生態優先，景觀協調。

水土保持;生產建設項目;設計理念;設計原則

我國生產建設項目水土保持可追溯到20世紀40年代的西北公路和鐵路工程護路種草植樹及生物工程防護，以及塌方滑坡和泥石流防治試驗研究。到20世紀80年代初，我國在礦山、水利水電工程、公路鐵路、電力等工程的水土保持方面做了不少探索性的工作。1991年《中華人民共和國水土保持法》頒布，國家與地方相應出臺了一系列法律法規和技術規范，生產建設項目水土保持設計在內容、深度、技術和方法等方面不斷完善，工程設計中的水土保持理念得以不斷總結應用［1-2］。2010年12月25日新修訂的《中華人民共和國水土保持法》［3］對生產建設項目水土保持提出更高的要求。筆者對近10多年來建設完成或正在建設的大型生產建設項目，如三峽水利樞紐工程、小浪底水利樞紐工程、南水北調工程、萬家寨引黃工程、神府煤田建設、安太堡露天煤礦建設、西氣東輸工程進行了調研，進一步總結預防優先、植被優先、生態優先、保護和節約利水土資源、重建景觀多方面的生產建設項目水土保持設計理念，并據此提出水土保持設計的基本原則，為今后生產建設項目水土保持設計提供參考。

1 水土保持設計理念

1.1 設計理念的內涵與外延

設計理念是設計人員在設計構思過程中所確立的主導思想，對工程總體設計尤為重要，是設計思想的精髓所在。從更高層次講，就是通過設計理念的應用和貫徹，賦予某一工程設計具有個性化、專業化的獨特內涵、風格和效果。生產建設項目的水土保持設計理念就是從水土保持角度對工程總體設計思想的補充和完善，是評價工程建設是否做到有效保護和利用水土資源，恢復生態環境的鑒尺，也是使工程與水、土、生態、景觀協調指針。生產建設項目水土保持設計理念是工程設計理念的組成部分，其應滲透到整個工程設計中。

水土保持設計理念的內涵就是將水土流失防治、水土資源合理利用、生態恢復、景觀重建與主體工程設計緊密結合起來，通過抽象和歸納形成的水土保持總體思路，目的主要是提出約束和優化主體工程總體規劃與布置、主體工程設計意見和要求，這對扭轉“重結構設計輕外觀設計，重視工程設計輕生態景觀設計，重剛性措施輕植物措施”的工程設計思想具有重要意義，并且能夠通過優化主體工程設計減少棄土棄渣量和開挖擾動面積，有效控制水土流失，是水土保持設計理念的內在作用。水土保持設計理念的外延就是根據水土保持、生態和景觀的綜合要求，提出與工程設計相適應的水土流失防治措施的總體布局與設計思路，是水土保持設計理念的外在作用。外在作用通過內在作用才能真正發揮效力［4-6］;因此，只有通過水土保持設計與主體工程設計的互動，才能提出工程與地貌、植被、土壤、水體等景觀要素協調與融合的設計方案。

1.2 設計理念的應用與實踐

1.2.1 約束和優化主體工程設計 生產建設項目水土保持設計各階段技術文件是貫徹《中華人民共和國水土保持法》規定的“三同時”制度的一個重要環節，也是主體工程設計技術文件的重要組成部分。可行性研究階段的水土保持方案是水行政主管部門批復的具有法律約束力的設計文件，既是對工程設計、施工、管理的法律約束，也是對水土保持后續設計的指導性技術文件;因此，水土保持設計理念首先是從水土保持角度約束和優化主體設計，即以主體工程設計為基礎，本著事前控制原則，從水土保持、生態、景觀、地貌、植被等多方面全面評價和論證主體工程設計各個環節的缺陷和不合理性，提出主體工程設計的水土保持約束性因素、相應設計條件及修改和優化意見和要求［7］，重點是主體工程選址選線、方案比選、取料和棄渣場選址的意見和要求。

1.2.2 充分考慮棄土棄渣綜合利用 棄渣是生產建設項目建設生產過程中造成水土流失最主要的問題。如何合理利用棄土棄渣，并通過工程總體方案比選和施工組織設計優化減少棄渣量是水土保持評價的核心與重點。這不僅能夠最有效地減少新增水土流失量，而且是實現循環經濟的有效途徑。在某一技術條件下，某一棄渣就是一種資源，應通過各種技術實現綜合利用，這比被動攔擋防護更經濟更環保。如煤炭開采過程中的棄渣——煤矸石、中煤、煤泥等低熱值燃料，可以通過特殊技術發電;也可制成磚、水泥、陶粒、路基材料、混凝土摻合料等建筑材料;水利水電工程及公路鐵路等工程建設中，棄渣(土、石)可在本工程或其他工程建設回填利用，或加工成砂石料和混凝土骨料等，或回填于荒溝、廢棄磚場或采砂坑，以增加土地資源，甚至也可以通過主體工程總體規劃充分利用棄渣就勢置景，使棄渣場成為景觀建設的組成部分。因此，水土保持設計評價應優先考慮棄土棄渣綜合利用，提出相應意見與建議，并在主體工程設計中加以落實。

1.2.3 著力強化水土資源節約利用

1)節約和利用土地資源。生產建設項目在建設和生產時，需征用和占用大量土地。必須牢固樹立節約、整治和恢復利用土地的理念，充分協調工程規劃、施工組織、移民等專業，通過優化建(構)筑物布置、棄土棄渣綜合利用，取料場與棄渣場聯合應用等來減少土地特別是耕地占壓，并采取整治措施恢復土地的生產力。如青藏鐵路水土保持設計［8］要求取棄渣場遠離鐵路兩旁500 m以外，并提出了取土場取土限制深度，要求取土后盡可能用棄渣回填，施工組織設計據此做了大量的優化工作，大大減少了棄渣場數量、土地的占壓和植被的破壞，有效保護沿線植被和景觀;山西潞安礦業(集團)有限責任公司司馬礦排矸場設計充分考慮了土地恢復利用，有序棄渣回填荒溝，使荒溝變成大片林地。

2)保護和利用土壤。從裸巖形成土壤，再到穩定的植物群落需千萬年計的時間，因此，保護和利用土壤，特別是表土，是生產建設項目水土保持設計中極為重要的理念，水土保持設計之初就必須根據主體工程施工組織設計進行土方平衡及覆土用量計算，并落實表土剝離、堆放和回覆。如浙江秦山核電廠擴建項目將工程占地區的2.6萬m3表土剝離后集中堆置在施工區一角，后用于綠化覆土，節約利用了土壤，又為后來的植被恢復奠定了基礎。

3)充分利用降水資源。生產建設項目不僅在生產建設過程中改變區內的地形和地表物質組成等條件，而且平整和硬化地面，導致徑流損失加大，不僅對周邊造成沖刷，一定程度上也破壞正常的局地水循環，因此，通過攔蓄利用或強化入滲等措施，充分利用降水資源，也是水土保持設計的一項重要理念。在降雨較多的地區采用強化入滲的水土保持措施，能夠改善局地水循環，減少工程建設對所在區域及周邊的影響;有條件的地區，還可利用引流入池，建立濕地，凈化水質，做到工程建設與降水利用、水土保持、生態恢復相結合;在水資源緊缺或降雨較少的地區，采取攔集蓄引設施，充分收集汛期的降水，用于補灌林草，既提高成活率和生長量，又節約水資源，降低運行養護成本。

1.2.4 重視植被的保護、利用與恢復

1)保護和利用植被。在主體工程與水土保持設計過程中，要樹立保護與利用植被的理念，通過選址選線、總體方案比較、優化主體工程布置等措施保護植被。這在生態脆弱的高原高寒地區、干旱風沙地區尤為重要，因植被一旦破壞，將很難恢復，青藏鐵路［8］將剝離后的草皮專門存放并灑水養護，待土方工程完成后再覆蓋到裸露面，保護和利用高原草甸。同時，提高施工道路設計標準，變臨時道路為永久性道路，提高施工道路的服務期，避免因道路毀壞另辟蹊徑而擴大草甸植被占壓面積。又如神農架木魚坪至興山昭君橋旅游公路［9］改擴建工程最大限度地利用原有老路，并根據當地地形地貌情況，優化結構設計，增加半幅橋、懸挑板等設計比例，大大減少了植被破壞，水土保持效果明顯。在水庫工程建設通過合理比選工程規模，盡可能減少植被淹沒，這樣既減少淹沒補償投資，又保護了生態。

另外，在工程建設中對可能被損壞的植被加以利用也十分重要。如在公路建設將基礎處理和清表可能破壞樹木移植，在公路沿線建立苗圃，最終服務于公路植被恢復;水庫工程建設可將淹沒區的喬灌木移植移栽，建立場圃，既保護種質資源，又可用于后期恢復植被，節約了投資，提高了植被存活率。浙江老虎潭水庫在建設過程中，將淹沒區需要砍伐的樹木提前移植出來在管理區假植，為后續建設區植被恢復準備苗木就是很好的例證。

2)保障安全和植被優先。植物措施能夠有效防治項目建設區水土流失、豐富景觀、美化環境，因此，在保障工程安全的前提下，堅持植被優先，工程措施和植物措施相結合，優先發揮植物的生態景觀效果，已越來越成為工程設計的重要理念。如工程建設項目在建設過程中產生的開挖和堆墊邊坡防護，傳統上總是采用硬防護措施，如混凝土擋土墻、漿砌石攔渣壩和護坡等，結果是工程造價很高，視覺效果差，更談不上生態景觀重建。在邊坡、施工跡地、棄土棄渣場、取料場的防護設計中應盡量采取林草措施，或植物與工程相結合的措施，著力提高植被覆蓋率，恢復和改善生態環境。近年來，我國高陡邊坡特別高速公路邊坡的水土流失治理中已形成了植物與工程相結合的水土保持技術體系。例如:廣東渝湛高速公路［10］采用三維網植草生態防護碟形邊溝代替傳統砌石邊溝，排水溝與周圍的自然環境更協調;大隆水利樞紐、浙江省華光潭梯級水電站的電站廠房后高陡邊坡采用植物護坡措施，既降低了造價，也控制了水土流失，還取得了明顯的生態景觀效果。隨著經濟發展和人們生態文明建設意識的提高，工程設計開始向生態景觀型設計發展。

1.2.5 注重生態景觀的恢復和重塑

1)充分應用植物措施，重建生態景觀。植物措施設計是生態景觀建設的靈魂，沒有植物生存就難有動物的存在，沒生命的景觀是死寂的景觀。傳統的工程措施一般是圬工結構或砼工結構，其視覺效果較差，沒有生機。如何將各類裸露地復綠，并與主體工程設計及周邊生態景觀相協調，使工程景觀與植物景觀協調，達到人與自然和諧、工程與生態和諧是水土保持設計極為重要的理念。水土保持植物措施設計必須做到工程、生態與景觀相結合，統籌考慮主體建(構)物的造型、色調、外圍景觀(包括周邊河湖水體、植物、土壤)等，使之在微觀尺度和宏觀尺度上與周邊環境的協調和融合，如應利用植物外部形態、色彩、季相、意境等合理選擇和配置植物種及其結構，并輔以布置園林小品，形成富有內涵的生態景觀，并綜合應用“清、露、封、誘、秀”等多種景觀手法，提升景觀效果。

同時，應注重喬灌草合理配置，多種植物相結合，多采用鄉土植物種，降低養護成本，并滿足工程運行安全要求的情況下，優化植物措施配置。例如:供水明渠兩側最好種植常綠樹種，落葉應不對水質產生較大影響;精密儀器設備廠區不能采用有飛絮植物;公路兩側有彎道的地方不能種植遮擋視線的高大喬木;冶煉化工廠應選擇種植抗污性強的植物;埋設輸油輸氣管的上方不能選擇根系發達的喬灌木等。

2)人與自然和諧相處，實現近自然生態景觀恢復。近年來，建設項目區的生態與景觀設計又進一步向近自然恢復發展。從今后發展趨勢看，應樹立“人與自然和諧、工程與生態和諧”的理念，在工程總體規劃與設計中充分利用原植物景觀，使之與主體建筑景觀和周邊環境景觀相協調并有機融合，實現近自然生態景觀恢復。傳統的工程追求整齊、光滑、美觀、壯觀，突出人造奇跡，如河道整治、引水渠等工程邊坡修得“三面光”，呈直線型，既不利于地表和地下水分交換和動植物繁衍，陡滑的坡面也不利于喬木、灌木生長和人、水、草相近相親［11］。在穩定的前提下，開挖面凸凹不平，便于土壤和水分的保持，有利于植物生長，恢復后的景觀自然和諧。排水溝模擬自然植物群落結構的植被恢復方式、生態水溝代替漿砌石水溝及坡頂(腳)折線的弧化處理等，更貼近自然。

2 水土保持設計原則

綜上所述，可以得出:生產建設項目水土保持設計應在執行“三同時”的制度的基礎上，與主體工程設計充分銜接，并通過水土保持設計理念修正和優化主體設計，使各項水土保持措施更具有可操作性。為此，筆者認為生產建設項目水土保持設計應堅持以下5條原則。

2.1 落實責任，明確目標

根據《中華人民共和國水土保持法》確立的“誰開發，誰保護”“誰造成水土流失，誰負責治理”的原則，通過分析項目建設和運行期間擾動地表面積、損壞水土保持設施數量、新增水土流失量及產生的水土流失危害等，結合項目征占地及可能產生的影響情況，合理確定項目的水土流失防治責任范圍，即明確生產建設單位負責水土流失防治時間與空間范圍，明確其水土流失防治目標與要求，特別是應根據項目所處水土流失重點預防區與重點治理區及所屬區域水土保持生態功能重要性等確定其水土流失防治標準執行的等級，并按防治目標、標準與要求落實各項水土流失防治措施。

2.2 預防為主，保護優先

“預防為主，保護優先”是水土保持的工作方針之一，也是生產建設項目水土保持設計基本原則之一。據此，針對項目建設和新增水土流失的特點，水土保持設計首先是對主體工程進行評價，即提出約束和優化建設項目的選址(線)、規劃布局、總體設計，施工組織設計等方面的意見與要求，并通過工程設計的不斷修正和優化減少可能產生的水土流失。水土保持設計思路應由被動治理向主動事前控制轉變，特別注重與施工組織設計緊密結合，完善施工期臨時防護措施，防患于未然。

2.3 綜合治理，因地制宜

“綜合治理，因地制宜”不僅適應于小流域綜合治理，也同樣適用于生產建設項目水土保持。所謂綜合治理就是指生產建設項目布設的各種水土保持措施要緊密結合，并與主體設計中已有措施相互銜接，形成有效的水土流失綜合防治體系，確保水土保持工程發揮作用。所謂因地制宜就是根據建設項目自然條件與預測可能產生的水土流失及其危害，合理布設工程、植物和臨時防護措施。由于我國幅員遼闊、氣候類型多樣，地域自然條件差異顯著，景觀生態系統呈現明顯的地帶性分布特點，植物種選擇與配置設計是能否做到因地制宜的關鍵，必須引起高度重視。

2.4 綜合利用，經濟合理

任何生產建設項目都是要進行經濟評價的，其產出和投入首先必須符合國家有關技術經濟政策的要求。技術經濟合理性是生產建設項目立項乃至開工建設的先決條件。生產建設項目水土流失防治所需費用是計列在基本建設投資或生產費用之中的，因此，加強綜合利用，建立經濟合理的水土流失防治措施體系同樣是生產建設項目水土保持設計所必須遵循的原則之一。如選擇取料方便、易于實施的水土保持工程建(構)筑物，選擇當地適生的植物品種，降低營造與養護成本，選擇合適區段保護剝離表層土，留待后期植被恢復時使用，提高主體工程開挖土石方的回填利用率，以減少工程棄渣，臨時措施與永久防護措施相結合等，均是這一原則具體體現。

2.5 生態優先，景觀協調

隨著我國經濟社會的發展，廣大人民群眾物質、精神和文化需求日益提高，生產建設項目的工程設計、建設在滿足預期功能或效益要求的同時，也逐步向“工程與人和諧相處”方向發展。由于植物是具有自我繁育和更新能力的，植物措施實際也就成為水土流失防治的根本措施，同時也具有長久穩定的生態與景觀效果，是其他措施不可替代的。因此，在治理生產建設項目水土保持設計必須堅持“生態優先、景觀協調”原則，措施配置應與周邊的景觀相協調，在不影響主體工程安全和運行管理要求的前提下，盡可能采取植物措施。

［1］李文銀，王治國，蔡繼清．工礦區水土保持［M］．北京:科學出版社，1996

［2］曾大林．開發建設項目水土保持理念之探討［J］．中國水土保持，2004(2):9-10

［3］中華人民共和國水土保持法［M］．北京:中國法制出版社，2011

［4］王治國，朱黨生，紀強，等．開發建設項目水土保持方案編制及設計的若干思考［J］．中國水利，2006(12):37-39

［5］姜德文．轉變設計理念適應開發建設項目的水土保持限制性規定［J］．中國水土保持，2008(8):4-8

［6］王治國，朱黨生，張超．我國水土保持規劃設計體系建設構想［J］．中國水利，2010(20):45-48

［7］交通部公路司．新理念公路設計指南［M］．北京:人民交通出版社，2005

［8］程吳，陳澤昊．青藏鐵路高原凍土地區施工期水土保持措施初探［J］．鐵道勞動安全衛生與環保，2003，30(5):218-220

［9］陳宗偉，張翔．基于景觀功能的山區旅游公路水土保持設計思路:以湖北神農架木魚坪至興山縣昭君橋旅游公路為例［J］．中國水土保持科學，2009，7(6):46-50

［10］李天．廣東渝湛高速公路生態恢復與景觀設計［J］．工程設計，2008，22(3):342-344

［11］曾大林．用新理念提升開發建設項目水土保持工作［J］．中國水土保持，2006(6):5-7

Design concept and principles of soil and water conservation for production and construction projects

Wang Zhiguo1，Li Shifeng2，Chen Zongwei3

(1．Water Resources and Hydropower Planning and Design General Institute，100120，Beijing;2．Zhejiang Design Institute of Water Conservancy ＆ Hydro-Electric Power，310002，Hangzhou;3．China Academy of Transportation Sciences，100029，Beijing:China)

Design concept of soil and water conservation for production and construction projects is one of dominant ideas in the field of soil and water conservation，in addition，it is also the important component of design concept of main work．On the basis of studying different types of design schemes of production and construction projects completed in the last 10 years as well as the implementation effects，the connotation and denotation of the design concept was summarized．To achieve the harmonious coexistence between projects with ecology and landscape at a higher level，there are four parts of the core concept．The first is to protect ecosystem，and the second is to control disturbance range，and the third is to reduce vegetation destruction and soil and water losses，and the fourth is to restore ecosystem effectively and fast．Under the guidance of the design concept，this study raised five basic principles of designing production and construction projects．1)all-round implementation of controlling measures of soil and water loss according to set the aim in extent of legal liability．2)Stress should be put on the prevention measures and give priority to taking protective measures for soil and water．3)Taking different comprehensive treatment of controlling soil and water loss in line with local conditions．4)Taking proper measures of controlling soil and water loss in during of process in technical and economic appraisal，and the comprehensive utilization for abandoned soil and rock in the procedure of production and construction．5)The giving priority to taking ecological measures for controlling soil and water loss，the disturbed area of production and construction has changed into harmonious and graceful landscape．

soil and water conservation;production and construction project;design concept;design principles

2011-07-26

2011-10-10

項目名稱:生產建設項目水土保持設計指南研究與編寫(水保監便字［2009］137號)

王治國(1963—)，男，教授，博士。主要研究方向:水土保持規劃設計、工礦區水土保持。E-mail:wangzhiguo@giwp．org．cn

(責任編輯:程 云)