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水利工程论文-试论治沟骨干工程单坝控制面积按侵蚀强度分级区分.doc

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水利工程论文-试论治沟骨干工程单坝控制面积按侵蚀强度分级区分.doc

水利工程论文试论治沟骨干工程单坝控制面积按侵蚀强度分级区分摘要水土保持治沟骨干工程暂行技术规范规定,骨干工程单坝控制流域面积一般为3~5km2。这一规定没有考虑不同侵蚀强度分级的区分,使在剧烈侵蚀区建设的工程规模较大,防洪安全存在隐患同时,工程投资大,施工技术比较复杂,相应提高了对管理运行技术的要求。而在强度侵蚀区建设的工程规模又较小,且符合条件的坝址不易找到,虽安全,但经济性较差。结合暂行规范修订,提出了骨干工程单坝控制流域面积按侵蚀强度分级区分。这一修订使骨干工程建设范围适应性更强,同时控制了工程规模和投资,满足了防洪安全需要,适应目前本地区生产力发展水平。关键词水土保持治沟骨干工程规范侵蚀强度水土保持治沟骨干工程暂行技术规范(SD17586)(以下简称暂行规范)自1986年颁布执行以来,在指导骨干工程建设和管理上发挥了重要作用,提高了工程勘测、规划、设计、施工和管理水平,使工程建设走上了科学化和规范化的轨道。工程建设由试点进入了全面发展阶段,布局范围也从原来陕西、山西、内蒙古和甘肃4省(自治区),扩大到黄河流域的青海、宁夏、甘肃、陕西、山西、内蒙古、河南、山东等8省(自治区)建设规模由初期的每年十几座,发展到每年300多座。随着建设范围和规模的扩大,一些新情况和新问题也随之暴露出来,特别是暂行规范(1.3a款)中规定的骨干工程单坝控制流域面积一般为3~5km2,没有考虑不同侵蚀强度分级的区分,使其在剧烈侵蚀区建设的工程规模较大,防洪安全存在隐患,同时,工程投资大,施工技术比较复杂,管理运行技术要求高而在强度侵蚀区建设的工程规模又较小,符合条件的坝址不易寻找,虽安全,但经济性又较差。根据实际需要,本次修订,考虑黄河流域水土流失的实际情况,适应黄土高原沟道地形条件和目前本地区生产力发展水平,总结骨干工程15年来的建设实践和有关研究成果,结合对已建1369座骨干工程的统计分析,提出了对骨干工程单坝控制流域面积按侵蚀强度分级进行区分。一、15年骨干工程建设实践截至2000年底,黄河流域已兴建骨干工程1369座,绝大部分分布在侵蚀模数大于5000t/km2a的强度侵蚀区内。根据对剧烈侵蚀区的黄甫川、窟野河、县川河等流域的244座骨干工程,极强度侵蚀区的无定河、三川河、北洛河等流域的243座骨干工程,强度侵蚀区的湟水、渭河、浑河等流域的381座骨干工程单坝控制流域面积统计分析,强度侵蚀区单坝控制流域面积4.6~8.1km2,平均6.2km2极强度侵蚀区单坝控制流域面积4.7~5km2,平均4.9km2剧烈侵蚀区单坝控制流域面积2.9~3.6km2,平均3.3km2。对骨干工程单坝控制流域面积按侵蚀强度分级进行区分,正是吸收了这一实践成果。二、适应黄土高原沟道地形条件,充分利用建坝资源黄土高原地形破碎,沟壑纵横,坡陡沟深,沟壑密度一般为1~7km/km2,切割深度100~300m地面坡度大部分在15°以上,大于25°的在23%以上,其中黄土丘陵沟壑区一、二副区达58%。同时,剧烈侵蚀区由于水土流失严重,各级沟道正处在发育阶段,各种坝控规模的坝址较易选择强度侵蚀区,沟道发育相对稳定,较小规模的坝址不易寻找。据调查,黄河中游的河口镇至龙门区间,沟长0.5~30km的沟道有8万多条,其中沟长0.5~3km的沟道约7.3万条3~5km的沟道4500条5~10km的沟道2300条10~20km的沟道720条20~30km的沟道35条。这些沟道一般都有建坝条件,大部分沟道还没有建成坝系,可以大规模进行沟道工程建设。三、控制工程规模和投资,确保防洪安全1.控制工程规模,确保防洪安全骨干工程总库容由拦泥库容和滞洪库容两部分组成,而拦泥库容是由侵蚀模数、淤积年限和坝控流域面积确定的。在一定区域范围内,侵蚀模数和一定设计标准的洪量模数是确定的,淤积年限可依据工程实际进行调整,所以坝控流域面积是确定工程规模的关键因素。剧烈侵蚀区,侵蚀模数一般都在15000t/km2a以上,最高可达30000t/km2a,分布在陕西、山西等省的窟野河、孤山川、县川河等支流,属黄土丘陵沟壑区第一副区。产沙集中是该类型区最突出的特征,3.67万km2的剧烈侵蚀区,年输沙量达5.6亿t,其中50%左右是0.05mm的粗泥沙。一座控制流域面积3km2的骨干工程,按五等工程设计,侵蚀模数取15000t/km2a时,拦泥库容为33.8万~67.7万m3,总库容可达54.8万~93.2万m3若考虑30000t/km2a的侵蚀模数,拦泥库容为67.7万~135.3万m3,总库容可达88.7万~160.8万m3。强度侵蚀区,侵蚀模数一般在5000~8000t/km2a,分布在青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、内蒙古等省区的湟水、祖厉河、泾河、汾河、浑河等支流,属黄土高原沟壑区和黄土丘陵沟壑区第二、四、五副区。一座控制流域面积8km2的骨干工程,按五等工程设计,侵蚀模数取5000t/km2a,拦泥库容30.1万~60.2万m3,总库容为98.1万~148.2万m3。若考虑8000t/km2a的侵蚀模数,拦泥库容为48.1万~96.2万m3,总库容可达116.1万~184.2万m3。上述分析是按最不利组合来考虑的,即坝控流域面积、侵蚀模数、淤积年限和设计标准按规范的极值同时遭遇的小概率事件的工程规模,即使这样,总库容也在200万m3以内,符合规范修订后对工程规模的要求。同时,避免了不同区域工程规模差别较大,造成防洪安全隐患。控制面积较大的骨干工程,一般多兴建在干沟,淹没村庄、道路、沟台地,加之干沟洪水威胁大,连锁垮坝问题较多,安全防洪保收问题较为突出。如,1977年7月4~6日的陕北大暴雨,造成1万多座淤地坝毁损。2.控制工程投资,减少地方和群众经济负担工程控制面积越大(特别是在剧烈侵蚀区),工程规模也越大,坝体工程量和放水工程量势必增大同时,有的工程加大控制流域面积,还需要增设溢洪道等泄洪工程,增加大量的石方和混凝土工程量,投资也随之大幅度增加。根据目前的定额水平,一座库容在50万~150万m3的骨干工程需投资50万~80万元,但国家目前采取补助性政策,每座坝仅补助30万~40万元,约50%的投资需要地方匹配和群众投劳共同完成,但是,黄土高原地区各级财政都比较困难,往往由于配套资金不到位,直接影响着工程建设的进度和质量。在国家现有投资水平下,若不控制规模和投资,势必加大地方和群众负担。四、适应目前施工技术和管理水平骨干工程分布在黄土高原的千沟万壑,点多面广,交通不便,不宜组织专业公司进行大规模的机械化施工。目前库容50万~150万m3的骨干工程施工,多为组织当地群众进行人工挖土、拖拉机和手推车运土、机械碾压的人机结合方式,或实行水坠与碾压相结合。这一施工技术普遍为广大群众所掌握,同时也比较适应骨干工程的投资水平和本地区生产力水平。工程规模越大,对管理工作的要求就越高。重建轻管、管理粗放,是当前骨干工程运行中的一大突出问题。要使骨干工程充分发挥效益,还必须加强后期管理工作。

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