水利工程施工中生態(tài)工程施工技術(shù)研究

文／張園 邯鄲市億潤工程咨詢有限公司 河北邯鄲 056002

引言：

水利工程建設(shè)關(guān)系國計民生，無論是對農(nóng)業(yè)的發(fā)展，還是和諧社會建設(shè)都具有重要影響。但是，水利工程建設(shè)階段，還有可能引發(fā)生態(tài)問題，所以需要建設(shè)者高度注意，在生態(tài)工程施工過程，合理選擇施工技術(shù)，可為生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展提供支持。

1、水利施工環(huán)節(jié)生態(tài)工程環(huán)境問題

1.1 水體污染

在水利工程建設(shè)階段，水體污染為常見問題之一，因為部分項目施工過程，管理機制不完善，人員對于水資源保護意識相對較差，隨意將生活垃圾向水體內(nèi)排放，造成水源污染。與此同時，管理者環(huán)保意識不足，在施工階段未注重工程垃圾的管理，廢水沒有處理就向河流當中排放，導(dǎo)致水資源受污染。因為水利工程興建規(guī)模相對較大，會影響水體原有流動速度，水中含氧量難以滿足水生動物的生存要求，水中生物大量死亡，威脅水環(huán)境生態(tài)安全[1]。

1.2 大氣污染

在興建水利工程階段，需要利用化學(xué)品，在化學(xué)物質(zhì)燃燒階段，會產(chǎn)生溫室氣體和污染氣體，常見的有二氧化碳和二氧化硫等。與此同時，在水泥和石灰等建筑材料使用階段，也會導(dǎo)致環(huán)境受到粉塵污染。

1.3 土地污染

在水利工程建設(shè)階段，如果施工材料的堆放設(shè)計不合理，可能會對土地資源進行大面積占用。工程建設(shè)結(jié)束之后，河流上游的泥沙堆積量越來越多，導(dǎo)致周圍水體上升，生態(tài)環(huán)境也隨之發(fā)生變化，容易導(dǎo)致土地鹽堿化。除此之外，部分河道治理工程建設(shè)過程當中，需要利用清淤技術(shù)，如果清理出的淤泥未得到妥善處理，也會造成土壤被二次污染。

1.4 噪聲污染

大部分水利工程建設(shè)都會利用大型的機械或者設(shè)備，機械運轉(zhuǎn)產(chǎn)生大量噪音，對于現(xiàn)場人員和周圍人員造成影響。因此需要施工過程采取有效措施，控制噪音問題產(chǎn)生。

1.5 固體廢棄物污染

水利建設(shè)固體廢棄物屬于主要污染物之一，工程建設(shè)階段會使用大量的固體材料，隨之產(chǎn)生的固體廢料也相對較多，如果現(xiàn)場處理技術(shù)運用不合理，導(dǎo)致固體材料沒有及時得到處理，就會增加生態(tài)環(huán)境負擔。固體廢料大多以廢棄土體、砂石等為主。其中砂石材料由于處理成本高，部分建設(shè)單位為了節(jié)約成本，通常將此類廢棄材料堆放在現(xiàn)場。加上現(xiàn)場施工人員生活產(chǎn)生的垃圾沒有進行處理。隨意堆放，水泥和煤渣等原材料保存不當，向水體當中流入，污染水資源安全。

2、水利工程生態(tài)施工技術(shù)原則

2.1 互補共生原則

水利工程的生態(tài)項目施工需要秉承與生態(tài)環(huán)境發(fā)展之間互補和共生的原則而進行。施工方需要根據(jù)生態(tài)環(huán)境特點，結(jié)合水利工程的建設(shè)要求，根據(jù)相關(guān)部門頒發(fā)的環(huán)境保護規(guī)范，利用科學(xué)的施工技術(shù)，讓工程建設(shè)和生態(tài)環(huán)保目標高度一致。施工單位需要從原料使用、技術(shù)應(yīng)用和工程管理多個角度出發(fā)，提高原料利用率，選擇生態(tài)環(huán)保的材料，控制施工成本。施工現(xiàn)場可回收的材料做好回收和重用工作。對于現(xiàn)場產(chǎn)生的生活垃圾和建筑垃圾都需要分類存放，妥善管理，根據(jù)垃圾處理要求，科學(xué)處置，避免對于空氣、土壤和水體造成污染。通過生態(tài)工程施工技術(shù)的運用，體現(xiàn)出生態(tài)環(huán)保特色，讓工程施工和環(huán)境保護能夠互補共生[2]。

2.2 環(huán)境社會效益融合

在水利工程建設(shè)階段，特別是生態(tài)工程建設(shè)，需要從工程技術(shù)運用的社會效益、生態(tài)效益多個角度出發(fā)，對于技術(shù)類型進行合理選擇，突出環(huán)境保護價值。在技術(shù)運用階段，需要尊重自然和生態(tài)發(fā)展規(guī)律，結(jié)合工程建設(shè)需求，選擇施工技術(shù)，防止對于環(huán)境造成難以逆轉(zhuǎn)的傷害，讓自然環(huán)境、水利工程之間能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，促進社會不斷發(fā)展，兼顧工程建設(shè)經(jīng)濟效益、社會效益，彰顯技術(shù)運用價值。除此之外，生態(tài)施工環(huán)節(jié)，還需要管理者選擇科學(xué)方式，控制施工對于環(huán)境產(chǎn)生的影響，將材料利用效率不斷提高，綜合保護生態(tài)環(huán)境，體現(xiàn)生態(tài)工程的經(jīng)濟效益。

3、生態(tài)工程施工常用技術(shù)

3.1 利用綠化混凝土施工技術(shù)

對于河道治理類型水利工程，通常使用普通混凝土作為護坡。雖然這類混凝土強度高，但是不利于植物生長。所以河道護坡施工可以利用綠化混凝土，選擇粗骨料，在其中添加凝膠材料，改善混凝土孔隙率，提高其透水性，讓混凝土和植物生長需求相符。具體而言，可選擇底樁表孔類型的混凝土，是在普通混凝土當中添加適量的水泥和碎石，內(nèi)存充分攪拌以后，將其內(nèi)部孔隙率不斷提高，在底部利用樁結(jié)構(gòu)，將其插入土壤，增加邊坡牢固性，可根據(jù)河道邊坡的穩(wěn)定性情況，對于混凝土等級進行合理選擇[3]。圖1綠化混凝土護坡：

圖1 綠化混凝土護坡

3.2 利用降塵技術(shù)措施

考慮到工程建設(shè)會出現(xiàn)粉塵問題，影響空氣質(zhì)量，對于施工人員的身體健康也會產(chǎn)生影響，還會破壞生態(tài)環(huán)境。所以，施工方需要在現(xiàn)場采取降塵措施，通過灑水控制揚塵問題。建筑垃圾可以利用起吊工具將外部運送，禁止出現(xiàn)高空拋物行為。如果揚塵問題嚴重，可以增加灑水次數(shù)，控制環(huán)境污染。

3.3 合理選擇降噪措施

因為工程現(xiàn)場的噪聲污染問題大多由機械設(shè)備而產(chǎn)生，所以施工方可以根據(jù)生態(tài)項目使用環(huán)保要求，使用低噪聲的機械設(shè)備。在設(shè)備使用階段，制定維護保養(yǎng)計劃，防止設(shè)備使用時間過長由于螺絲松動而導(dǎo)致噪聲增加。同時，設(shè)備管理和維護也十分重要，適當利用降噪措施，及時潤滑，防止零件摩擦產(chǎn)生噪聲。除此之外，為了防止噪聲對于人員休息造成影響，應(yīng)控制夜間施工情況。

3.4 妥善處理廢棄物污染

因為水利工程施工固體廢料的產(chǎn)生量相對較大，要求施工單位應(yīng)該及時采取處理措施，防止對于環(huán)境造成污染。具體可根據(jù)廢料是否可回收再用，分類存放，如果能夠重新回用，這類固體廢料需要快速回收，提高施工材料利用效率，將施工成本降低，展現(xiàn)技術(shù)運用的經(jīng)濟效益。如果材料不可回收，同時排放到環(huán)境當中會造成嚴重污染問題，此時就需要對其展開妥善處理，集中運送到處理位置，最大限度控制由于固體廢棄物造成的環(huán)境污染問題。

3.5 應(yīng)用生態(tài)環(huán)保型材料

在生態(tài)工程施工過程，應(yīng)該根據(jù)具體工程實際要求，合理選擇施工材料。當前，微生物砌塊、綠化混凝土以及水工建筑物都屬于新型材料。微生物砌塊當中沒資源豐富，微生物擁有強大的凈化水體能力，能夠滿足水生態(tài)環(huán)境治理需求。而綠化混凝土透水性優(yōu)越，強度較高，適應(yīng)植物生長。在河道治理或者防洪工程建設(shè)過程，還可選擇水工建筑物，典型的有橡膠壩，能夠和地理結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，既能應(yīng)用于平原地區(qū)，又能應(yīng)用于山地，特別是小型河流，生態(tài)工程施工選擇橡膠壩產(chǎn)生的防洪效果優(yōu)越。和其他類型建材相互對比，此類材料造價低，施工流程簡單，能夠滿足生態(tài)工程建設(shè)需求。

3.6 注重河道管理與維護

為了保證水利工程結(jié)構(gòu)和設(shè)施能夠穩(wěn)定運行，還需要在施工以后注意對河道的運維和管理，保證水面平穩(wěn)，對于生態(tài)景觀及時修復(fù)，重點應(yīng)該恢復(fù)植被，因為水體具備流動性，在工程因素的影響下，可能導(dǎo)致周圍生態(tài)受損，而植被恢復(fù)所需時間長。因此如果水土流失極其嚴重的區(qū)域，需要及時采取水土保護措施，將植被恢復(fù)，選擇適合的植物，打造自然生態(tài)。在河道管理過程，需要制定日常運維制度，重點管理排污管道的運行，采取日常巡檢措施，防止由于管理不當對于生態(tài)工程產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致水體被再次污染。為了確保河道水質(zhì)的清潔度，需要定期檢測，制定管理和養(yǎng)護方案，對于管理人員采取技術(shù)培訓(xùn)，使其了解水生植物生長特性、季節(jié)性特點，了解水草的生長規(guī)律，根據(jù)河道管理需求，定期采取清理措施，將河道中的漂浮垃圾和雜草全部清理。除此之外，還可制定環(huán)境監(jiān)測體系，利用監(jiān)測設(shè)備，對于生態(tài)環(huán)境進行實時監(jiān)護，定期對水樣和泥樣進行采集，展開濃度分析，判斷生態(tài)技術(shù)應(yīng)用效果[4]。

3.7 創(chuàng)新護岸工程技術(shù)形式

在水利工程當中，護岸工程屬于生態(tài)工程內(nèi)容之一，此類工程施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用十分重要，為了突出生態(tài)施工特色，可以選擇如下技術(shù)，完成護岸施工。第一，使用植被打造生態(tài)護岸，在河床灘地設(shè)置緩沖帶，種植植被，根據(jù)工程建設(shè)需求，對于植被類型進行選擇，節(jié)約成本，保證植物存活率。注意植物種類的選擇應(yīng)該多樣化，因地制宜豐富植物多樣性，讓生態(tài)景觀的觀賞性十足。生態(tài)護岸的建設(shè)能夠改善河流水質(zhì)，清潔水體，還可為水生生物提供優(yōu)良的生存場所。第二，利用壩式護岸，在水利工程建設(shè)階段，可以選擇壩式護岸，修建順壩或者丁壩，運用引流的方式，降低水體對于堤岸的沖刷，保護堤岸水土。如果選擇丁壩結(jié)構(gòu)，主要是使用防沖刷材料對于堤岸進行包裹，或者利用網(wǎng)格箱，材質(zhì)為鍍鋅鋼絲網(wǎng)，將箱內(nèi)的石料填充，使岸灘被固定，阻擋水流沖刷堤岸。第三，防滲墻施工，通過高壓噴射的方式，選擇攪拌機械對于石子進行攪拌，讓混凝土能夠噴射到岸邊土壤上方，提高涂層的粘結(jié)性，在材料凝固以后會形成防滲墻，提高地基防滲效果。此類技術(shù)應(yīng)用流程簡單，且成本低廉，只需要使用旋噴裝置即可完成，改善地方地基的穩(wěn)定性，避免其使用過程出現(xiàn)滲漏問題。

4、水利施工生態(tài)工程施工技術(shù)應(yīng)用實例

4.1 工程概況

本工程為河道治理項目，治理段長度3180m，河道共分為兩段，平均深度2.0～3.5m，平均水位2.5m，第1 段河道寬度在13～27m 之間，第2 段河道寬度在8～22m 之間。通過勘察資料，對于近50年來河道水位信息進行整理，利用計算機軟件展開分析，得出百年一遇水位最高為5.65m，表1為某站點水位的頻率信息表：

表1 站點水位頻率信息表

4.2 生態(tài)問題

第一，河水污濁，由于該河道穿越市民區(qū)，可能有餐飲行業(yè)的油水和生活污水向河道排入，使得水體污染嚴重，自凈功能喪失，雖然也采取換水措施將污染現(xiàn)象改善，但也無法徹底解決問題。第二，排污點多，由于河道的自凈功能不足，水體內(nèi)部不溶性物質(zhì)和腐植酸能夠形成化合物，在漂浮物上附著，河底淤泥厭氧發(fā)酵，分解硫化氫、氨等各類無機物，因此產(chǎn)生臭味，大量放線菌和真菌分泌物導(dǎo)致水體出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象[5]。

4.3 技術(shù)問題

傳統(tǒng)生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用主要是利用清淤技術(shù)、微生物曝氣、水生植物等方式處理。該河道利用清淤與技術(shù)進行生態(tài)治理，治理效率不高，由于技術(shù)水平落后，單純將淤泥挖出也難以解決水體變質(zhì)的問題，且清淤階段將挖出淤泥向固化點運送，和石灰進行混合，統(tǒng)一填埋，可能導(dǎo)致填埋地點土壤板結(jié)，造成二次污染。微生物曝氣的應(yīng)用并未從污染源頭修復(fù)，單純凈化上層的水體，可能導(dǎo)致水質(zhì)問題反復(fù)，加上該技術(shù)應(yīng)用成本高，需要復(fù)雜的管理流程，還具備安全隱患，因此效益不高。利用水生植物需要將植物對環(huán)境的適應(yīng)性考慮其中，分析其對水質(zhì)的凈化效率，對植物進行養(yǎng)護，比如技術(shù)運用不當，還有可能導(dǎo)致植物腐爛，增加水體污染程度。

4.4 生態(tài)技術(shù)

（1）明確生態(tài)技術(shù)應(yīng)用目標

分析河道當前存在的污染問題和治理技術(shù)應(yīng)用問題，主要應(yīng)該解決河道淤泥導(dǎo)致的水體變質(zhì)問題，為了將生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，需要采取多用生態(tài)技術(shù)完成環(huán)境治理，快速將水體富營養(yǎng)化、水質(zhì)黑臭等問題解決，將水體的自凈功能恢復(fù)，提高水體抗污染的能力，穩(wěn)定河道生態(tài)。

（2）準備修復(fù)生態(tài)配套技術(shù)

借助傳統(tǒng)清淤技術(shù)，利用機械將合到內(nèi)部微生物、水草和垃圾進行清理，之后對污染的水域進行消毒。分析河道內(nèi)部主要污染物，按照計劃采取治理工作，改良河道水質(zhì)，提高其自凈能力。由于河道底部存在富營養(yǎng)物質(zhì)，還有大量厭氧有機物，需要利用專業(yè)設(shè)備展開生態(tài)修復(fù)，攪動河底污泥，向其中添加修復(fù)劑，讓泥水達到分離狀態(tài)。

（3）生態(tài)施工核心技術(shù)

本項目使用的生態(tài)施工技術(shù)內(nèi)容如下：第一，對于污水進行預(yù)處理，先清除河道內(nèi)部水草、垃圾，之后安裝攔截網(wǎng)、濾沙設(shè)備，通過人工清理方式恢復(fù)河道生態(tài)，美化環(huán)境，還能阻止水草、垃圾等持續(xù)產(chǎn)生危害水體安全的物質(zhì)。第二，生態(tài)修復(fù)，使用配套設(shè)施將生態(tài)修復(fù)劑加入到水體當中，對于污水、淤泥采取修復(fù)治理。根據(jù)水質(zhì)現(xiàn)狀，明確修復(fù)劑添加種類，用量為1.0～2.5kg/m2，先配制修復(fù)劑，后利用船只將其噴灑在受污染的水域。第三，采取深度治理，使用修復(fù)劑的基礎(chǔ)之上，選擇專業(yè)設(shè)施，在曝氣池內(nèi)增加氧氣的通入量，選擇嚴重污染區(qū)進行重點治理。第四，營造生態(tài)鏈，通過以上技術(shù)運用，向水中投放水生生物和菌種，重建水體生態(tài)，利用挺水植物、水生植物將河道生態(tài)和自然形態(tài)改善[6]。

結(jié)語：

總之，水利工程的建設(shè)，生態(tài)工程施工需要以高度的環(huán)境意識，重視生態(tài)技術(shù)的運用，根據(jù)工程具體需求，分析對于環(huán)境造成的破壞和影響程度，合理運用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，防止工程建設(shè)影響環(huán)境生態(tài)，讓水利工程建設(shè)能夠持續(xù)發(fā)展。