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水利工程论文-黄土高原沟壑坝系建设有关问题探讨.doc

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水利工程论文-黄土高原沟壑坝系建设有关问题探讨.doc

水利工程论文黄土高原沟壑坝系建设有关问题探讨摘要从沟壑坝系的建设现状、任务与存在的问题来看,黄土高原沟壑坝系建设要处理好黄土高原全面治理与突出重点快速建设的关系,以多沙粗沙区为重点,加快淤地坝系建设。沟壑坝系拦蓄降雨径流,为黄土高原农业生产和经济社会提供了宝贵的水资源,同时坝系也拦蓄了大量泥沙,不仅可大量减少黄河干流输沙用水,而且对解决黄河的泥沙问题也是一大贡献。坝系规划和建设中要选择合适的规模、结构布局和建坝时序,最终实现坝系的相对稳定,实现坝系水土资源的合理、充分利用要建立健全法规,建立淤地坝建设管理新机制,建立投资与服务体系。关键词黄土高原坝系建设问题探讨一、沟壑坝系的现状、任务与问题黄土高原沟壑修建淤地坝由来已久,约有400年的历史。但大量的淤地坝还是在新中国成立后修建的。据黄河上中游管理局和黄土高原七省(自治区)水土保持部门的统计,截至2002年底,黄土高原地区建成淤地坝11.35万座(其中骨干坝1480座,中小型坝11.2万座),淤地32万hm2,保护川台地1.87万hm2。其中,陕西、山西、内蒙古3省(自治区)共有淤地坝9万余座,占总数的79.1%。多沙区分布10.60万座、占总数的93.4%,多沙粗沙区分布8.52万座,占总数的75.1%。同时,建成的数十条小流域坝系,在各地都起到示范作用,促进了坝系建设的快速发展。实践证明,沟壑淤地坝系建设以后,小流域内的泥沙几乎全部被拦蓄下来,洪水得以调蓄和利用,沟道基本实现了川台化,荒沟变良田,构建了黄土高原坝系农业的雏形。根据对黄土高原人口发展需要粮田和淤地坝建设条件及潜力的分析,按照需要与可能相结合的原则,也是为了适应全面建设小康社会和西部大开发的要求,黄河近期重点治理开发规划提出用10年的时间,在黄土高原建设骨干坝1.67万座,中小型淤地坝8.94万座和一批小流域示范坝系。工程建成后,结合其他水土保持措施的实施,实现年减少入黄泥沙5亿t,新增淤地能力18万hm2、拦泥能力140亿t、蓄水能力60亿m3,可发展灌溉8万hm2,可促进退耕还林还草80万hm2和封育保护约133.4万hm2。沟壑坝系建设是一项技术性较强的系统工程,群众在长期的实践中积累了不少成功经验,取得一些科研成果。但尚未形成比较完善的技术体系,坝系建设中有许多重大问题与关键技术需要研究与创新。水是黄土高原最为稀缺的战略资源,大规模地建设沟壑坝系势必拦蓄大量的天然降水,其对黄河下游断流的影响有多大,坝系建设的重点区域在哪里,坝系建设的规模、布局、结构、时序如何安排,如何实现坝系的相对稳定和运用管护,如何确保坝地的防洪保收,如何防治坝地盐碱化等,都需要认真研究和解决,进而加快坝系建设速度,提高质量,降低成本,增大坝系的整体效益。二、沟壑坝系建设对河川径流的影响1.拦蓄降雨径流是黄土高原农业生产的必要条件沟壑坝系拦蓄了大量的天然降水和部分径流,这些水量拦蓄在黄土高原的千沟万壑,为当地社会经济发展和农业生产提供了宝贵的水资源。沟壑坝系拦蓄了暴雨径流,并逐步实现高效利用,使过去的拦水减灾转变为蓄水兴利。据人民治黄50年水土保持效益分析,到1995年,流域修建了11万多座淤地坝和380多万座水窖、涝池等小型拦蓄工程,累计蓄水322.7亿m3,按60%的利用率计算,增加可利用水量193.63亿m3,可解决1000多万农业人口的饮水困难。黄土高原平均400mm左右的降水本来就比较少,尽量多地就地就近拦蓄利用降水是当地生态环境恢复、人们生活生产所必需的。即使以后实施西线南水北调,也只能用于河套沿黄灌区以及黄河下游两岸,很难调水到黄土高原的千沟万壑间。所以加快沟壑坝系工程的建设速度,搞好水土保持,尽量多地拦蓄降雨径流,恢复生态、发展生产无疑是非常必要的。2.坝系拦蓄径流的同时也拦蓄了大量泥沙,总体上对黄河是有益的黄河水沙异源,来水主要在兰州以上,来沙主要在河龙区间的多沙粗沙区。淤地坝主要集中在河龙区间,加上其他水保工程措施,拦蓄了这一区间的产水,就意味着拦截了入黄的大部分泥沙,对黄河泥沙问题的解决无疑是一大贡献。根据黄土高原各地水土保持试验站的科学观测坡耕地每年流失的水量为3万~4.5万m3/km2,流失土壤7500~15000t/km2荒坡地每年流失的水量为4.5万~6万m3/km2,流失土壤4500~9000t/km2。也就是说坡耕地拦1t泥沙需拦水3~4m3,荒坡地拦1t泥沙需拦水7~10m3,实际从坡面冲下来的高含沙洪水到沟壑沿途冲刷不断增强,其含沙量更高。与下游冲1t沙入海需要几十立方米水量相比,在中游拦沙能节省大量水资源。以现有的水土保持措施和有关研究成果计算的全部水土保持措施最大减水量为14.53亿m3,占黄河多年平均径流量580亿m3的2.5%。按照黄土高原地区淤地坝建设规划再新增16.3万座大、中、小型淤地坝,其蓄水能力也就是50亿~60亿m3,但是每年能够减少入黄泥沙约7亿t,也就是说可节省出100多亿m3冲沙入海的水用于黄河下游的工农业生产。另外,黄河断流主要发生在非汛期的2~7月,而淤地坝等水土保持措施的拦蓄作用主要是在7~9月,时间上是不一致的淤地坝拦蓄主要是暴雨洪水径流,基本是不可利用或难以利用的水量淤地坝在汛期拦蓄的高含沙洪水一部分转化为地下水,一部分转化为清水,增加了沟道长流水,增加了河川基流,对汛期洪水起到调节作用,对减少断流产生积极影响。现在黄土高原,特别是黄丘区的黄河一级支流和二、三级支沟,没有坝系的沟道,大多是一遇暴雨就成灾,多为暴涨暴落的洪水,雨后天晴立即变成干沟滩,没有长流水而凡是沟道坝系较多的,暴雨洪水被节节拦蓄利用,成不了灾,且在沟道下游涌出了许多泉水,细水长流,源源不断地补给下游支流、补给黄河。三、突出重点,加快多沙粗沙区坝系建设和管护1.多沙粗沙区是坝系建设的重点黄河泥沙的87.5%来自水土流失面积为19.1万km2的多沙区,其中水蚀面积为14.6万km2。涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区、土石山区和黄土阶地区的部分地区。集中分布在河龙区间、泾洛渭河中上游以及青海、内蒙古、河南沿黄部分地区。多年平均输入黄河的泥沙量为14亿t。上述多沙区中,侵蚀模数大于5000t/km2a且粗沙模数大于1300t/km2a的区域为多沙粗沙区,面积为7.86万km2。分布于河口镇至龙门区间的23条支流和泾河上游(马莲河、蒲河)部分地区、北洛河上游(刘家河以上)部分地区,主要涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区。该区多年平均输沙量(1954~1969年系列)11.82亿t,占黄河同期总输沙量的62.8%粗泥沙输沙量为3.19亿t,占黄河粗泥沙总量的72.5%。该区支毛沟发育,沟壑面积占总面积的50%~60%面积大于3km2的沟道有6758条,其中流域面积为100~300km2的沟道有265条,50~100km2的有435条,10~50km2的有1792条,5~10km2的有1771条,3~5km2的有2495条。经过多年的实验观测,黄河泥沙的主要来源及其给下游淤积抬高河床带来严重危害的是多沙粗沙区,要控制泥沙入河,可以首先对该区域的水土流失抓紧治理。这里的沟壑侵蚀量占到总量的60%以上,侵蚀严重且独具良好的筑坝条件,在这里加快沟壑坝系建设,能快速减少入黄泥沙。目前,该区域已建设了数十条小流域坝系,探索出了淤地坝大、中、小联合运用的成功模式。但是建设大量的骨干坝和大中型淤地坝,工程量大,所需投资多。从多年的工程建设实践来看,这项工程不能单凭国家补助或群众自发的力量来完成,必须由国家认定作为治理黄河、建设黄土高原、巩固退耕还林成果的重点开发项目,加大投资力度,组织力量进行建设。2.加大已建坝系的维修管护,提高坝地利用率由于维修管护不力,已建坝系的效益难以正常发挥,坝系配套不科学,造成已淤坝地不能防洪保收,盐碱化严重使得坝地利用率很低等,直接影响着农民群众投入的积极性。2003年4月,笔者在陕北、晋西北进行退耕还林中期评估调查时,就遇到不少这方面问题。有的村人均已有0.13hm2坝地,就是山上的地全部退耕还林了,坝地里产的粮食也够吃。问题是有1/3的坝地盐碱化严重,不能种庄稼了,另外能种的部分坝地也经常受洪水的侵袭,不能保收。当地政府和群众希望帮助他们修建拦洪坝或者排洪渠,治理盐碱地。在各地调查时都遇到这样的问题,只是程度不同而已还有的淤出一些坝地后,就只管眼前生产,不顾长期利益,高筑渠、畅排洪,影响坝地的不断淤积增加,不利于实现坝系的相对稳定和可持续利用。究其原因,主要是群众资金少,想建设但力不从心再就是他们缺乏科学技术指导,不懂得怎样实施科学有效的防治。这应该引起各级领导的高度重视并采取相宜的措施帮助农民解决困难。在坝系建设和管护方面增加科技含量,以提高坝地的保收率、利用率和坝系的整体效益。四、沟壑坝系建设应注意的几个问题1.坝系规模小流域坝系的规模主要指坝系的控制面积、工程数量、安全标准和工程等级等几个方面。控制规模用小流域面积和坝系的流域面积控制率反映,数量规模一般用坝系的布坝密度(单位面积内淤地坝的数量)表示,安全标准用坝系的防洪标准反映,工程等级则反映组成坝系的单坝工程规模。坝系规模的确定要考虑坝址条件、坝区淹没情况、流域内的自然条件、社会经济情况、水土流失特点等因素。目前小流域坝系应以100km2左右的流域为基本规划单元进行布设。影响布坝密度的因素很多,主要有沟壑密度、沟道比降、沟长、侵蚀模数、坡面治理程度、暴雨强度等。2.坝系结构小流域坝系的结构是指小流域坝系骨干坝、中小型淤地坝、小水库、塘坝等沟道工程的分层组合关系、数量配置比例和平面形状,主要与小流

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