編者按:淤地壩建設(shè)作為水利部2003年三大“亮點(diǎn)工程”之一,倍受社會各界的廣泛關(guān)注。黃河上中游管理局作為這一“亮點(diǎn)工程”的主要組織者和實(shí)施者,緊緊圍繞淤地壩規(guī)劃、淤地壩的地位與作用、淤地壩的效益、淤地壩科學(xué)研究、淤地壩及壩系建設(shè)、淤地壩管理運(yùn)行機(jī)制等內(nèi)容,做了大量卓有成效的工作。并采取了一系列措施,大力宣傳淤地壩建設(shè)對改善黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)人民群眾脫貧致富奔小康及減少入黃泥沙的重要作用。為了讓全社會更清楚地了解和認(rèn)識淤地壩,支持淤地壩建設(shè),我們將陸續(xù)刊載有關(guān)淤地壩方面的基本知識,以供大家商榷。
淤地壩的基本概念
淤地壩是指在水土流失地區(qū)各級溝道中,以攔泥淤地為目的而修建的壩工建筑物,其攔泥淤成的地叫壩地。在流域溝道中,用于淤地生產(chǎn)的壩叫淤地壩或生產(chǎn)壩。
新建淤地壩
筑壩攔泥淤地,對于抬高溝道侵蝕基準(zhǔn)面、防治水土流失、滯洪、攔泥、淤地 (壩地),減少入黃泥沙、改善當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活條件、建設(shè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基本農(nóng)田、促進(jìn)當(dāng)?shù)厝罕娒撠氈赂坏确矫嬗兄种匾囊饬x,是小流域綜合治理的一項(xiàng)重要措施。在水土流失嚴(yán)重的地區(qū),由于淤地壩投資少見效快、壩地利用時(shí)間長、效益高,深受群眾歡迎。
在黃土高原丘陵溝壑區(qū)各級溝道中興建緩洪攔泥淤地工程,用以攔蓄徑流泥沙、控制溝蝕,充分利用水沙資源,改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件,改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,效果十分明顯,是該地區(qū)人民群眾首創(chuàng)的一項(xiàng)獨(dú)特的水土保持工程措施;它不同于國外的留淤壩和攔沙壩,而是一種淤地種植的壩工工程,在我國晉、陜、蒙、甘等?。▍^(qū))分布最多。
黃河中游地區(qū),有著悠久的治溝打壩歷史,勞動人民在與自然災(zāi)害的斗爭中,創(chuàng)造了攔泥淤地、抗旱、增產(chǎn)的淤地壩。據(jù)歷史記載,最早的淤地壩是自然形成的,即所謂天然聚湫,距今已有400多年的歷史。人工修筑淤地壩,始于400年前的明代萬歷年間山西汾西一帶。到了清代,晉西和陜北地區(qū)也開始筑壩。民國時(shí)期,我國近代水利先驅(qū)李儀祉先生,將淤地壩作為治理黃河的方略設(shè)想的組成部分。新中國成立以來,淤地壩逐漸發(fā)展成為改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的一項(xiàng)重要措施。20世紀(jì)70年代初,水墜法筑壩的試驗(yàn)成功,使工效成倍提高、成本大幅度降低(提高工效3-6倍,降低成本60%以上),從而使淤地壩建設(shè)得到了迅速發(fā)展,形成了"溝溝打壩、壩壩水墜"的局面。
干、支溝建設(shè)的淤地壩工程大多為群眾自發(fā)興建,由于缺乏技術(shù)指導(dǎo),加之單壩規(guī)模偏小,多為"一大件"工程,防洪標(biāo)準(zhǔn)較低。有的工程沒有經(jīng)過設(shè)計(jì),而且施工質(zhì)量差,工程在運(yùn)行中,每遇暴雨,往往一壩潰決,導(dǎo)致整個(gè)溝道連鎖垮壩。1977-1978年,陜北地區(qū)發(fā)生了大面積暴雨,不少淤地壩水毀嚴(yán)重。為了認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),各地對淤地壩的規(guī)劃布局、工程結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建壩順序等進(jìn)行研究,得出了一條經(jīng)驗(yàn),即:在修建淤地壩的小流域壩系內(nèi),選適當(dāng)位置修建控制洪水的骨干壩工程,以提高溝道壩系的防洪標(biāo)準(zhǔn)。
骨干壩是指水土流失地區(qū)在坡面治理的基礎(chǔ)上,為加強(qiáng)綜合治理提高流域壩系的防洪能力,減少水毀災(zāi)害,而在支毛溝中興建的控制性緩洪攔泥淤地工程(也通常稱治溝骨干工程)。其作用是:保護(hù)下游小多成群的淤地壩,減輕下游危害,緩洪攔泥淤地,穩(wěn)定溝床,防治溝壑侵蝕。
新建骨干壩
--治溝骨干壩工程的作用
全國政協(xié)副主席錢正英同志曾在1988年"治黃規(guī)劃座談會"上指出:為了下游減淤,最直接的是在多沙粗沙地區(qū)修建一些治溝骨干壩工程,這些工程應(yīng)該對當(dāng)?shù)厝嗣裼泻锰?。骨干壩工程建設(shè)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.可有效地減少人黃泥沙。有關(guān)研究資料表明,在黃土丘陵溝整區(qū),約60%的泥沙來源于溝谷地,加強(qiáng)溝道工程建設(shè)可以有效地?cái)r蓄徑流泥沙,制止溝床下切,抬高侵蝕基點(diǎn),其減沙效益在各類水土保持措施中占主導(dǎo)地位。從已竣工驗(yàn)收的1073座治溝骨干壩工程統(tǒng)計(jì)分析,攔泥沙約2.54億m
3(合3.43億t),若按1/2粗泥沙淤積河床計(jì)算,可減少下游河床淤積1.27億m
3。十里長川為皇甫川流域的一級支流,15年來建成治溝骨干壩工程51座(其中舊壩配套加固工程16座),控制水土流失面積460km
2,總庫容7203萬m
3,其中攔泥庫容3698萬m
3。該流域的川掌溝、忽雞兔溝和卜洞溝3條小流域,骨干壩工程控制面積均達(dá)到90%以上,減沙量占年流失量的91%,其中淤地壩和治溝骨干壩工程的攔沙量占到925%.
2. 可實(shí)現(xiàn)淤地增產(chǎn)增收,促進(jìn)退耕還林還草。通過治溝骨干壩工程"攔、蓄、淤"的功能,開發(fā)利用水土資源,形成了肥沃的壩地,建設(shè)糧食、飼草、飼料基地,為大面積的生態(tài)恢復(fù)、促進(jìn)退耕還林還草創(chuàng)造了條件。內(nèi)蒙古自治區(qū)東勝市的阿布亥流域是黃河流域"九五"重點(diǎn)壩系建設(shè)流域之一,建成治溝骨干壩工程12座,配套谷坊和淤地壩35座,堰道32.67km,打井12眼,總控制水土流失面積44.7 km
2,建設(shè)總庫容824.7萬m
3,其中攔泥庫容248.5萬m
3,可淤地90.1hm
2,發(fā)展水地200 hm
2。通過壩系建設(shè),顯著地改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件,促進(jìn)農(nóng)、林、牧土地利用結(jié)構(gòu)由治理前的1:0.8:5調(diào)整到2000年的1:2:4;耕地面積由治理前的1284 hm
2減少到2000年底的856 hm
2,糧食總產(chǎn)量卻由治理前的1335.6t增加到2764t,人均口糧由416kg增加到918kg。以壩系建設(shè)為重點(diǎn)的流域治理,帶動了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,流域內(nèi)發(fā)展高科技示范苗圃、特種養(yǎng)殖及旅游業(yè),增加了農(nóng)民收入,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值由532.54萬元增加到768.1萬元,人均純收入達(dá)到2430元。
3.蓄水興利,提高流域防洪標(biāo)準(zhǔn)。黃土高原地區(qū)干旱少雨,有限的降水主要集中在汛期的幾場暴雨。治溝骨干壩工程的興建能充分發(fā)揮其調(diào)蓄洪水的作用,在運(yùn)行初期利用防洪庫容發(fā)展灌溉和養(yǎng)殖業(yè),將洪水轉(zhuǎn)化為可被利用的常流水,變害為利,一些已形成壩系的流域,防洪標(biāo)準(zhǔn)可提高到100年一遇以上。山西省興縣雁子溝流域是黃河流域試點(diǎn)階段建設(shè)的綜合治理樣板流域,共興建治溝骨干壩工程5座。1996年7月23日,該縣遭受歷史上特大洪災(zāi),70min降雨122mm,洪水涌進(jìn)縣城,一片汪洋,造成20多人死亡,水毀直接經(jīng)濟(jì)損失1.6億元。而處于暴雨中心的雁子溝流域,由于治溝骨干壩工程充分發(fā)揮了上攔下保作用,總攔蓄洪水138萬m
3,一次泥沙淤積厚度平均達(dá)6m深,確保了該流域溝道淤地壩和壩地的安全,為抗洪減災(zāi)發(fā)揮了重要的作用。
4.開發(fā)利用水資源,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。河南省靈寶市漠河水庫1997年列入治溝骨干壩工程配套加固計(jì)劃,工程控制流域面積11.81km
2,總庫容167.5萬m
3,其中蓄水庫容18.6萬m
3,工程設(shè)計(jì)灌溉面積100O hm
2,解決附近10個(gè)行政村16000人的飲水問題,并通過提灌,向3個(gè)企業(yè)供水,年供水約50萬m
3,年總收入達(dá)25萬元。甘肅省定西縣道回溝壩系是黃河流域"九五"重點(diǎn)壩系之一,流域面積85.42km
2,從1991年起,先后安排治溝骨干壩工程5座,工程建成后,已攔泥沙32.24萬m
3,利用庫水發(fā)展灌溉55 hm
2,每年給中河灌區(qū)補(bǔ)充水源灌溉60hm
2,同時(shí)在部分壩內(nèi)投放魚苗30萬尾發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),解決了流域內(nèi)2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)9個(gè)自然村的人畜飲水困難。據(jù)統(tǒng)計(jì),道回溝壩系可淤地17.6hm
2,按一般年景計(jì)算,僅壩地種植收入一項(xiàng)每年可收益11.1萬元。
延安麻莊流域壩系
此外,針對黃土高原千溝萬壑、山大溝深的特點(diǎn),建設(shè)小多成群的溝道壩系,并科學(xué)地配置一定數(shù)量的骨干壩工程,能很好地實(shí)現(xiàn)防洪減沙、造地增產(chǎn)的目標(biāo),最終達(dá)到壩系相對穩(wěn)定。同時(shí),骨干壩在選址方面十分注重壩路的結(jié)合,架起了一座座致富的"金橋",使流域內(nèi)形成四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò),為區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的改善和群眾生活水平的提高發(fā)揮了重要作用。
壩系是指以小流域?yàn)閱卧?,通過科學(xué)規(guī)劃,在溝道中合理布設(shè)骨干壩和淤地壩的溝道工程,提高流域整體防御能力,實(shí)現(xiàn)溝道水資源的全面開發(fā)和利用而建立的溝道防治體系?;蛘哒f是在流域溝道中通過實(shí)施以骨干壩為骨架,科學(xué)地配有一定數(shù)量的大、中、小型淤地壩,形成攔、蓄、排和防、種、養(yǎng)相結(jié)合,新建工程與原有工程的加固配套相結(jié)合,流域工程自成體系,互相配合聯(lián)合運(yùn)用,調(diào)洪削峰減沙,運(yùn)行安全,防洪保收的綜合防護(hù)體系。
壩系的主要作用是:對小流域洪水泥沙進(jìn)行長期控制,充分利用水沙資源,促進(jìn)溝坡退耕還林還草和綜合治理工作,具有顯著的滯洪、攔泥、淤地、生產(chǎn)、灌溉、養(yǎng)殖等多種效能,最終將達(dá)到水沙相對平衡,壩系相對穩(wěn)定。
山西康和溝相對穩(wěn)定壩系
壩系相對穩(wěn)定,是指在一定頻率的暴雨洪水條件下,淤地壩能夠保持工程安全和壩地作物保收,實(shí)現(xiàn)對洪水泥沙的控制作用。淤地壩相對穩(wěn)定包括下述幾方面的含義:(1)保壩,即在一定頻率的暴雨洪水條件下,保證壩體及附屬工程的安全;(2)保收,即在一定頻率的暴雨洪水條件下,保證壩地作物產(chǎn)量不受損失或損失較小;(3)控制洪水泥沙,將洪水泥沙全部攔蓄在壩內(nèi)。當(dāng)壩地面積與壩控制的流域面積的比例足夠大時(shí),一定頻率的洪水平鋪在壩地上,被壩地控制利用。
--淤地壩與骨干壩的關(guān)系
淤地壩屬水土保持工程措施、植物措施、農(nóng)業(yè)耕作措施和生態(tài)修復(fù)四大措施之一中的工程措施,與骨干壩、溝頭防護(hù)、谷坊等溝道治理工程共同構(gòu)成攔泥蓄水的綜合防護(hù)體系。
大、中、小型淤地壩都是以攔泥蓄水、淤地生產(chǎn)、防洪保收為主要目標(biāo)的溝道工程,一般都由壩體和放水建筑物兩大件組成,控制面積3 km
2以下,庫容50萬m
3以內(nèi)。是黃土高原地區(qū)人民群眾首創(chuàng)的一項(xiàng)獨(dú)特的水土保持工程措施。
骨干壩一般控制流域面積在3-5km
2, 庫容50萬m
3以上, 壩體、溢洪道、放水建筑物“三大件”齊全。是提高小流域溝道壩系工程防洪標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)重要措施。
由國家投資支持修建的“骨干壩”,其壩高、庫容、淤地面積等指標(biāo),與大型淤地壩基本相似,當(dāng)其庫容淤滿時(shí),也與淤地壩同樣種植生產(chǎn),此時(shí),其管理、利用等技術(shù)應(yīng)按淤地壩建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。有的大、中型淤地壩,根據(jù)壩系規(guī)劃中的防洪調(diào)控要求,經(jīng)過壩體加高,庫容增大,改作以防洪為主的“骨干壩”,其有關(guān)技術(shù)應(yīng)按SD175-86規(guī)定執(zhí)行。