水利工程水土保持生態修復技術的應用探析

摘 要：社會可持續發展水土保持在水利工程中扮演著至關重要的角色，不僅關系到水資源的合理利用，還涉及生態環境的保護和可持續發展的實現。探討了水利工程水土保持生態修復技術的應用，闡述了生態修復技術在提高自然資源保護、改善水質和生態系統健康、促進生物多樣性保護以及增強社會可持續發展方面的意義，分析了具體的修復技術應用案例，展望了其在未來的前景，為同行業人員深入了解生態修復技術對水利工程的重要性提供參考。

關鍵詞：生態修復技術；自然資源保護；生態系統健康

中圖分類號：S157 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

近年來，隨著社會發展和城市化進程的加速，水土保持面臨著越來越大的挑戰。持續的土地開發和不合理的水資源利用導致了水土流失的嚴重問題，給生態環境帶來了威脅。為有效解決這一問題，相關部門迫切需要加大力度研究水利工程水土保持生態修復技術在水土保持中的應用。通過引入先進的生態修復技術，可以恢復植被、改善土壤結構，從而減緩水土流失的速度。這不僅有助于維護生態平衡，還能提升土地的生產力和可持續利用水平。因此，致力于水土保持生態修復技術的研究與應用，不僅有助于改善環境質量，促進生態健康發展，也可以為實現可持續發展目標提供科學、切實的解決途徑[1-2]。

1 水利工程水土保持中使用生態修復技術的意義

1.1 保護自然資源

水土保持是水利工程中至關重要的一環，旨在減少土壤侵蝕、改善水質、保護生態系統和維護農田的可持續性，在水土保持實踐中采用生態修復技術具有顯著意義。

第一，生態修復技術在水利工程中的應用可以顯著減少土壤侵蝕，保護農田和自然資源。

以植被恢復為例，通過重新種植植被，不僅能夠有效減緩水流速度，還能夠減少土壤侵蝕程度[3]。

第二，生態修復技術在水利工程中的應用有助于改善水質，保護水資源。例如，在河流和湖泊的修復中，濕地生態系統可以有效去除水中的污染物質，使得水體中的氮、磷等污染物濃度明顯下降，水質得到顯著改善，對于水資源的保護至關重要。

第三，生態修復技術在水利工程中的應用有助于保護生態系統的健康。例如，在河岸修復中采用生物工程方法可以增強河岸穩定性，防止水流沖刷河岸，保護河岸上的植被和野生動物棲息地，從而顯著提高生態系統的生物多樣性，明顯改善生態系統的健康狀況[4]。

1.2 改善水質和生態系統健康

生態修復技術應用于水利工程水土保持中，可以有效改善水質，維護生態系統的健康，不僅有助于保護水資源，還有助于維持生態平衡，為未來的可持續發展提供關鍵支持。

第一，生態修復技術中的濕地恢復和濕地建設可以顯著改善水質。作為自然的過濾器，濕地可以去除水中的污染物質，如氮、磷、重金屬等。以我國的太湖為例，長期以來，太湖水質受到了嚴重污染，水體富營養化問題突出。通過實施濕地恢復項目，太湖流域的濕地面積逐漸增加，濕地生態系統的自凈能力提高，水中營養物質濃度下降，水質明顯改善[5]。

第二，生態修復技術的應用有助于維護生態系統的健康。在河岸和堤防的修復中，采用生物工程方法可以增強河岸的穩定性，降低岸線的侵蝕速度，不僅可以保護河岸上的植被和野生動植物棲息地，還有助于維持河流生態系統的穩定。以美國密蘇里河為例，采用生物工程方法修復了河岸，結果顯示岸線侵蝕速度顯著下降，生態系統的穩定性也明顯增強。

第三，生態修復技術在濕地和灘涂的生態修復中的應用可以改善植物多樣性，增強生態系統的穩定性。植物的根系可以固定土壤，減少土壤侵蝕，同時為不同物種提供各種棲息地，滿足其生存需求，有助于保護瀕危物種，維護生態系統的完整性。

1.3 提高生物多樣性

生態修復技術的應用可以創造多樣的生態棲息地，保護瀕危物種的棲息地，提高生態系統的多樣性，對于維護生態平衡和可持續發展具有重要價值。

第一，生態修復技術的應用可以創建或恢復多樣的生態棲息地，提供適宜的環境條件，從而促進植物和動物的多樣性。濕地恢復項目通常包括修復植被、恢復水文條件和改善土壤質量等措施，可以重新建立濕地的自然生態系統，為各種植物和野生動物提供棲息地。

第二，生態修復技術的應用可以保護和恢復瀕危物種的棲息地。我國大部分瀕危物種的生存都依賴于濕地棲息地，修復濕地生態有利于改善瀕危物種的生存環境。例如，東北虎是我國瀕危物種之一，其棲息地通常位于濕地地區，通過濕地生態修復項目，東北虎的棲息地得到了改善，有助于提高其生存機會。

第三，生態修復技術的應用可以在修復河流的過程中增強生態系統的穩定性，為各種水生生物提供適宜的棲息地。例如，美國科羅拉多州的河流修復項目中引入了多種植物物種，魚類和其他水生生物的種群數量明顯增加，生態系統的多樣性也得到了提高。

1.4 增強社會可持續發展

第一，生態修復技術的應用有助于改善土壤質量和水資源管理，提高農田和水資源的可持續利用。在我國的水土保持項目中，采用了植被恢復和梯田建設等生態修復措施，不僅減少了水土流失，還改善了土壤質量，提高了農田的產能，有力地支持了農村社會的可持續發展。

第二，生態修復技術的應用可以創造就業機會，促進農村地區的經濟發展。例如，在濕地生態修復項目中，需要進行植被恢復、水質監測和生態系統管理等工作，這些工作提供了農村居民的就業機會，有助于提高當地居民的生活水平。

第三，生態修復技術的應用有助于改善環境質量，減少自然災害的發生，從而促進可持續發展。例如，濕地恢復項目可以吸收洪水，減少洪澇災害的發生頻率，顯著減少洪水造成的經濟損失。

第四，生態修復技術的應用可以改善人們的生活品質，促進社會的可持續發展。在城市生態修復項目中，綠化和水體恢復可以改善城市環境，提高人們的生活舒適度。同時，這些項目可以吸引更多的人口遷入城市，促進城市經濟發展[6]。

2 水利工程水土保持生態修復技術的應用

2.1 遮蓋層建設

水土保持生態修復的遮蓋層建設是一項關鍵技術，在水利工程中起到至關重要的作用。水土保持生態修復的遮蓋層建設在水利工程中具有重要的應用意義，可以減少土壤侵蝕、改善土壤質量和促進植被生長，從而保護土地資源，提高農田產量，改善生態環境。

土壤侵蝕是全球性問題，嚴重影響農田和水資源的可持續利用。在我國的黃土高原地區，土壤侵蝕一度嚴重，導致土地貧瘠化和水土流失。在該地區采用遮蓋層建設技術，工作人員可以通過將遮蓋層覆蓋在土地表面，阻止水流對土壤的沖刷，減少土壤侵蝕。在部分受到土壤退化問題困擾的地區，工作人員可以采用有機材料或改良土壤的方式建設遮蓋層，逐漸改善土壤的物理和化學性質，并通過添加有機物質增加土壤的有機質含量，提高土壤保水保肥的能力，從而促進農田的可持續農業生產。

此外，遮蓋層可以提供適宜的環境，促進植被的根系扎根、生長。在生態修復項目中使用草皮覆蓋技術，工作人員會將草坪覆蓋在裸露的土地上，有助于恢復當地植被，有助于改善生態系統的穩定性，為野生動植物提供棲息地。

2.2 生物工程方法

生物工程方法有利于強化河岸和堤防穩定性，在水利工程中具有重要的應用意義，有助于保護自然環境，提高水利工程的可持續性，為生態系統健康提供良好支持。

第一，生物工程方法的應用可以強化河岸和堤防的穩定性，結合生態學原理和植物工程學，增強河岸和堤防的抗沖刷和穩定性。該方法主要是通過引入具有抗洪抗沖能力的濕地植物，如蘆葦和稻草等，利用植物根系牢固地抓住土壤，防止其被洪水沖走，從而顯著減少土地侵蝕。此種生態友好的修復方式不僅有助于改善水域生態環境，還在防洪防沖刷方面具有顯著效果。植物的根系能夠形成天然的保護屏障，有效穩固土壤，提高河岸的穩定性，為水土保持提供可持續的解決方案。生物工程方法的廣泛應用為河岸和堤防的修復與保護提供了一條環保高效的途徑[7]。

第二，在水利工程中采用濕地植物修復技術可以有效凈化水體，降低水中污染物濃度。例如，在采用濕地植物修復技術后，北京頤和園內的湖泊水質得到了明顯改善。此外，通過引入濕地植物，水體透明度會顯著增加，富營養化問題也會顯著緩解，水中的污染物濃度也會明顯降低。此項修復措施不僅可以有效改善水域生態環境，還會對整個生態系統的健康狀況都產生積極影響。濕地植物的生長和根系結構有助于吸收和固定水中的有害物質，為水體提供天然過濾機制，從而為水質的凈化提供可持續的、生態友好的解決方案。

2.3 濕地管理計劃

濕地是生態系統中的重要組成部分，對水資源的保護和生態平衡的維護至關重要。濕地管理計劃在濕地保護和可持續發展方面具有積極作用，有利于濕地資源的可持續利用，保護生態環境，實現生態與經濟的雙贏。

第一，濕地管理計劃的應用包括濕地恢復、水質監測和生態系統健康評估等措施，通過實施上述措施，有利于恢復濕地的生態系統，增加濕地鳥類和植物的種群數量。例如，在加拿大的濕地保護項目中，采用了科學的濕地管理計劃，有效恢復了濕地植被，處理了濕地廢物，水體得到了有效凈化。

第二，濕地管理計劃的應用還可以為當地帶來生態旅游業的發展和可持續發展的機會。濕地管理計劃的實施可以將濕地生態系統與旅游業相結合，吸引大量游客，從而帶動當地旅游業的發展，提高居民生活水平。

2.4 生態灘涂恢復技術

生態灘涂恢復技術對于修復沿海灘涂生態系統、提高水質、促進生態平衡等具有重要意義，有利于實現水土保持和生態修復的目標，具有積極的社會和經濟意義。

第一，生態灘涂恢復技術的應用可以通過恢復灘涂植被、調整水體流動，提高水體的自凈能力。部分沿海地區存在過度開發的現象，通過修復沼澤地、增加植被覆蓋和減少徑流，可以有效改善濕地水質。

第二，生態灘涂恢復技術的應用還在沿海濕地保護中發揮了積極作用。由于沿海地區旅游業發達，當地灘涂生態系統往往遭受嚴重損害。生態灘涂恢復技術的應用可以恢復紅樹林、濕地植被，從而維持灘涂的生態平衡。

2.5 植物多樣性

植物多樣性技術的應用不僅有助于改善水質、防治侵蝕，還有利于促進城市綠化和景觀生態修復，為生態系統的穩定性提供重要支持[8]。

第一，植物多樣性技術的應用有利于增強水利工程水土保持生態修復的生態系統穩定性，提高植物多樣性，增加生態系統的抵御能力和穩定性。部分地區河岸和湖泊遭受了長期的污染和侵蝕，生態系統嚴重受損，通過引入多種不同類型的濕地植物，包括蘆葦、香蒲和菖蒲等，可以構建更加多樣化的濕地植被帶，提高生態系統的抗風化和抗侵蝕能力。

第二，植物多樣性技術在土壤保持、抗洪方面發揮了重要作用。在生態修復項目中采多樣化濕地植物，有利于增強濕地地區的土壤保持能力，防止侵蝕，減輕洪水對土地的破壞，明顯降低洪水引發的土地破壞程度[9]。

第三，植物多樣性技術的應用在城市綠化、景觀生態修復中發揮了積極作用。部分城市地區面臨土地退化、生態系統崩潰的挑戰，植物多樣性技術的應用可以引入多種不同的植物，如喬木、灌木和草本植物，打造更加多元化的城市綠化帶，從而提高城市空氣質量，增強了城市生態系統的穩定性。此外，引入不同類型的植物可以改善當地植被結構，增加生態系統的多樣性，提高其抵御自然災害和環境壓力的能力。

2.6 自然巖石和樹木結構

運用自然巖石和樹木結構增加河流生態復雜性是一項有益的水土保持生態修復技術，有利于改善水質，增加生態復雜性，抵抗侵蝕，為河流生態系統的恢復和生物多樣性的保護提供有力支持。

第一，自然巖石和樹木結構的引入可以改善河流的水質。部分地區河流水質受到了污染和沉積物的嚴重影響，威脅水生生態系統。在河床和河岸引入天然巖石結構和沉木可以提供生物附著面，促進藻類和微生物的生長，有效去除水體中的污染物質，提高溶解氧濃度和污染物質降解，改善水質。

第二，自然巖石和樹木結構的應用有助于增加河流的生態復雜性。通過模擬天然的河流床和河岸結構，可以為各種水生生物提供棲息地和避難所，為魚類、昆蟲和鳥類提供了理想的棲息地。部分地區河流的快速侵蝕導致了土地流失和岸線退縮的問題。通過引入堅固的天然巖石結構和穩固的河岸植被，可以有效減緩侵蝕的速度，保護土地和農田[10]。

3 結束語

水利工程水土保持生態修復技術的應用在當前社會背景下具有重要意義，有助于改善水質、保護自然資源，促進生態系統的健康和社會可持續發展。各種具體的修復技術在實際工程中的應用，不僅可以提高水利工程的生態效益，還可以為未來的水土保持工作提供有益的經驗，有利于保護環境，促進可持續發展。通過采用生物工程方法，如結合生態學原理和植物工程學強化河岸和堤防的穩定性等，可顯著增強河岸和堤防的抗沖刷和穩定性，減少土地侵蝕。同時，濕地植物修復技術的運用不僅能夠提高水體的透明度，減輕水體富營養化，還能在生態系統中發揮積極作用。此外，生態修復技術的推廣應用可以為未來水利工程的設計和實施提供可持續性的解決方案，從而構建更加健康、持久的生態環境。

參考文獻

[1] 金宜瑞.生態修復技術在水土保持工程中的應用研究[J]. 農業災害研究，2023，13（8）：283-285.

[2] 張文婷，馮艷紅，周銀輝.水利工程水土保持中生態修復技術的運用分析[J].現代鹽化工，2021，48（5）：98-99.

[3] 劉丹，陳修同.水土保持生態修復在水利工程設計中的應用研究[J].智能城市，2021，7（20）：165-166.

[4] 長文輝.水利工程水土保持生態修復技術研究[J].工程建設與設計，2021（21）：80-82.

[5] 杜文貞，張成強，王松岳.水利工程水土保持生態修復實踐研究[J].水上安全，2023（5）：80-82.

[6] 張麗萍.生態修復在水利工程水土保持生態建設中的應用[J].珠江水運，2020（16）：102-103.

[7] 張尚偉.水利工程水土保持生態修復技術的應用研究[J].清洗世界，2020，36（7）：66-67.

[8] 王剛，黃紀祥，孫林，等.高原地區生態修復及水土保持技術[J].城市建筑空間，2023，30（S1）：44-45.

[9] 連燕.水利工程中水土保持生態修復技術的常見類型及具體實施[J].工程技術研究，2022，7（14）：89-91.

[10] 王錄仁.水利水電工程水土保持生態建設中生態修復技術應用[J].農村實用技術，2021（7）：135-136.