淤地坝的基本概念

黄河上中游管理局 孙太�


新建淤地坝

淤地坝建设作为水利部2003年三大“亮点工程”之一,倍受社会各界的广泛关注。黄河上中游管理局作为这一“亮点工程”的主要组织者和实施者,紧紧围绕淤地坝规划、淤地坝的地位与作用、淤地坝的效益、淤地坝科学研究、淤地坝及坝系建设、淤地坝管理运行机制等内容,做了大量卓有成效的工作。并采取了一系列措施,大力宣传淤地坝建设对改善黄土高原地区生态环境、促进人民群众脱贫致富奔小康及减少入黄泥沙的重要作用。局党组多次召开会议专题研究部署淤地坝宣传工作,明确把淤地坝的宣传工作列入今年全局的一项重要任务,确定宣传重点,明确宣传目标,落实宣传经费,确保宣传任务落到实处。为了让全社会更清楚地了解和认识淤地坝,支持淤地坝建设,我们将陆续刊载有关淤地坝方面的基本知识,以供大家商榷。

  淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中,以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物,其拦泥淤成的地叫坝地。在流域沟道中,用于淤地生产的坝叫淤地坝或生产坝。

  筑坝拦泥淤地,对于抬高沟道侵蚀基准面、防治水土流失、滞洪、拦泥、淤地 (坝地),减少入黄泥沙、改善当地生产生活条件、建设高产稳产的基本农田、促进当地群众脱贫致富等方面有着十分重要的意义,是小流域综合治理的一项重要措施。在水土流失严重的地区,由于淤地坝投资少见效快、坝地利用时间长、效益高,深受群众欢迎。

  在黄土高原丘陵沟壑区各级沟道中兴建缓洪拦泥淤地工程,用以拦蓄径流泥沙、控制沟蚀,充分利用水沙资源,改变农业生产基本条件,改善当地生态环境,促进区域经济发展,效果十分明显,是该地区人民群众首创的一项独特的水土保持工程措施;它不同于国外的留淤坝和拦沙坝,而是一种淤地种植的坝工工程,在我国晋、陕、蒙、甘等省(区)分布最多。

  黄河中游地区,有着悠久的治沟打坝历史,劳动人民在与自然灾害的斗争中,创造了拦泥淤地、抗旱、增产的淤地坝。据历史记载,最早的淤地坝是自然形成的,即所谓天然聚湫,距今已有400多年的历史。人工修筑淤地坝,始于400年前的明代万历年间山西汾西一带。到了清代,晋西和陕北地区也开始筑坝。民国时期,我国近代水利先驱李仪祉先生,将淤地坝作为治理黄河的方略设想的组成部分。新中国成立以来,淤地坝逐渐发展成为改善当地农业生产条件的一项重要措施。20世纪70年代初,水坠法筑坝的试验成功,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),从而使淤地坝建设得到了迅速发展,形成了"沟沟打坝、坝坝水坠"的局面。

  干、支沟建设的淤地坝工程大多为群众自发兴建,由于缺乏技术指导,加之单坝规模偏小,多为"一大件"工程,防洪标准较低。有的工程没有经过设计,而且施工质量差,工程在运行中,每遇暴雨,往往一坝溃决,导致整个沟道连锁垮坝。1977-1978年,陕北地区发生了大面积暴雨,不少淤地坝水毁严重。为了认真总结经验教训,各地对淤地坝的规划布局、工程结构、设计标准、建坝顺序等进行研究,得出了一条经验,即:在修建淤地坝的小流域坝系内,选适当位置修建控制洪水的骨干坝工程,以提高沟道坝系的防洪标准。

  骨干坝是指水土流失地区在坡面治理的基础上,为加强综合治理提高流域坝系的防洪能力,减少水毁灾害,而在支毛沟中兴建的控制性缓洪拦泥淤地工程(也通常称治沟骨干工程)。其作用是:保护下游小多成群的淤地坝,减轻下游危害,缓洪拦泥淤地,稳定沟床,防治沟壑侵蚀。

  ---治沟骨干坝工程的作用

  全国政协副主席钱正英同志曾在1988年"治黄规划座谈会"上指出:为了下游减淤,最直接的是在多沙粗沙地区修建一些治沟骨干坝工程,这些工程应该对当地人民有好处。骨干坝工程建设的作用主要体现在以下几个方面:

  1.可有效地减少人黄泥沙。有关研究资料表明,在黄土丘陵沟整区,约60%的泥沙来源于沟谷地,加强沟道工程建设可以有效地拦蓄径流泥沙,制止沟床下切,抬高侵蚀基点,其减沙效益在各类水土保持措施中占主导地位。从已竣工验收的1073座治沟骨干坝工程统计分析,拦泥沙约2.54亿m3(合3.43亿t),若按1/2粗泥沙淤积河床计算,可减少下游河床淤积1.27亿m3。十里长川为皇甫川流域的一级支流,15年来建成治沟骨干坝工程51座(其中旧坝配套加固工程16座),控制水土流失面积460km2,总库容7203万m3,其中拦泥库容3698万m3。该流域的川掌沟、忽鸡兔沟和卜洞沟3条小流域,骨干坝工程控制面积均达到90%以上,减沙量占年流失量的91%,其中淤地坝和治沟骨干坝工程的拦沙量占到925%.

  2. 可实现淤地增产增收,促进退耕还林还草。通过治沟骨干坝工程"拦、蓄、淤"的功能,开发利用水土资源,形成了肥沃的坝地,建设粮食、饲草、饲料基地,为大面积的生态恢复、促进退耕还林还草创造了条件。内蒙古自治区东胜市的阿布亥流域是黄河流域"九五"重点坝系建设流域之一,建成治沟骨干坝工程12座,配套谷坊和淤地坝35座,堰道32.67km,打井12眼,总控制水土流失面积44.7 km2,建设总库容824.7万m3,其中拦泥库容248.5万m3,可淤地90.1hm2,发展水地200 hm2。通过坝系建设,显著地改善了农业生产基本条件,促进农、林、牧土地利用结构由治理前的1:0.8:5调整到2000年的1:2:4;耕地面积由治理前的1284 hm2减少到2000年底的856 hm2,粮食总产量却由治理前的1335.6t增加到2764t,人均口粮由416kg增加到918kg。以坝系建设为重点的流域治理,带动了地方经济的发展,流域内发展高科技示范苗圃、特种养殖及旅游业,增加了农民收入,农业总产值由532.54万元增加到768.1万元,人均纯收入达到2430元。

  3.蓄水兴利,提高流域防洪标准。黄土高原地区干旱少雨,有限的降水主要集中在汛期的几场暴雨。治沟骨干坝工程的兴建能充分发挥其调蓄洪水的作用,在运行初期利用防洪库容发展灌溉和养殖业,将洪水转化为可被利用的常流水,变害为利,一些已形成坝系的流域,防洪标准可提高到100年一遇以上。山西省兴县雁子沟流域是黄河流域试点阶段建设的综合治理样板流域,共兴建治沟骨干坝工程5座。1996年7月23日,该县遭受历史上特大洪灾,70min降雨122mm,洪水涌进县城,一片汪洋,造成20多人死亡,水毁直接经济损失1.6亿元。而处于暴雨中心的雁子沟流域,由于治沟骨干坝工程充分发挥了上拦下保作用,总拦蓄洪水138万m3,一次泥沙淤积厚度平均达6m深,确保了该流域沟道淤地坝和坝地的安全,为抗洪减灾发挥了重要的作用。4.开发利用水资源,促进区域经济发展。河南省灵宝市漠河水库1997年列入治沟骨干坝工程配套加固计划,工程控制流域面积11.81km2,总库容167.5万m3,其中蓄水库容18.6万m3,工程设计灌溉面积100O hm2,解决附近10个行政村16000人的饮水问题,并通过提灌,向3个企业供水,年供水约50万m3,年总收入达25万元。甘肃省定西县道回沟坝系是黄河流域"九五"重点坝系之一,流域面积85.42km2,从1991年起,先后安排治沟骨干坝工程5座,工程建成后,已拦泥沙32.24万m3,利用库水发展灌溉55 hm2,每年给中河灌区补充水源灌溉60hm2,同时在部分坝内投放鱼苗30万尾发展养殖业,解决了流域内2个乡镇9个自然村的人畜饮水困难。据统计,道回沟坝系可淤地17.6hm2,按一般年景计算,仅坝地种植收入一项每年可收益11.1万元。

  此外,针对黄土高原千沟万壑、山大沟深的特点,建设小多成群的沟道坝系,并科学地配置一定数量的骨干坝工程,能很好地实现防洪减沙、造地增产的目标,最终达到坝系相对稳定。同时,骨干坝在选址方面十分注重坝路的结合,架起了一座座致富的"金桥",使流域内形成四通八达的交通网络,为区域农业生产条件的改善和群众生活水平的提高发挥了重要作用。

  坝系是指以小流域为单元,通过科学规划,在沟道中合理布设骨干坝和淤地坝的沟道工程,提高流域整体防御能力,实现沟道水资源的全面开发和利用而建立的沟道防治体系。或者说是在流域沟道中通过实施以骨干坝为骨架,科学地配有一定数量的大、中、小型淤地坝,形成拦、蓄、排和防、种、养相结合,新建工程与原有工程的加固配套相结合,流域工程自成体系,互相配合联合运用,调洪削峰减沙,运行安全,防洪保收的综合防护体系。

  坝系的主要作用是:对小流域洪水泥沙进行长期控制,充分利用水沙资源,促进沟坡退耕还林还草和综合治理工作,具有显著的滞洪、拦泥、淤地、生产、灌溉、养殖等多种效能,最终将达到水沙相对平衡,坝系相对稳定。

  坝系相对稳定,是指在一定频率的暴雨洪水条件下,淤地坝能够保持工程安全和坝地作物保收,实现对洪水泥沙的控制作用。淤地坝相对稳定包括下述几方面的含义:(1)保坝,即在一定频率的暴雨洪水条件下,保证坝体及附属工程的安全;(2)保收,即在一定频率的暴雨洪水条件下,保证坝地作物产量不受损失或损失较小;(3)控制洪水泥沙,将洪水泥沙全部拦蓄在坝内。当坝地面积与坝控制的流域面积的比例足够大时,一定频率的洪水平铺在坝地上,被坝地控制利用。

  淤地坝与骨干坝的关系

  淤地坝属水土保持工程措施、植物措施、农业耕作措施和生态修复四大措施之一中的工程措施,与骨干坝、沟头防护、谷坊等沟道治理工程共同构成拦泥蓄水的综合防护体系。

  大、中、小型淤地坝都是以拦泥蓄水、淤地生产、防洪保收为主要目标的沟道工程,一般都由坝体和放水建筑物两大件组成,控制面积3 km2以下,库容50万m3以内。是黄土高原地区人民群众首创的一项独特的水土保持工程措施。

  骨干坝一般控制流域面积在3-5km2, 库容50万m3以上, 坝体、溢洪道、放水建筑物“三大件"齐全。是提高小流域沟道坝系工程防洪标准的一项重要措施。

  由国家投资支持修建的“骨干坝”,其坝高、库容、淤地面积等指标,与大型淤地坝基本相似,当其库容淤满时,也与淤地坝同样种植生产,此时,其管理、利用等技术应按淤地坝建设标准要求执行。有的大、中型淤地坝,根据坝系规划中的防洪调控要求,经过坝体加高,库容增大,改作以防洪为主的“骨干坝”,其有关技术应按SD175-86规定执行。

新建骨干坝


山西康和沟相对稳定坝系
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2003-07-10