淤地坝发展前景展望

更新时间:2014-06-29 17:58:53 来源: 作者: 浏览1177次 文字大小:
科技论文-中国水利安全网
   您现在的位置:中国水利安全网 >>科技前沿 >>科技论文 >> 浏览文章淤地坝发展前景展望作者:郑宝明 金绥庆 任兆 日期:2011年05月30日 来源:本站原创 

淤地坝经历了几十年的建设,发展到现在,虽然还存在着许多有待解决的问题,但是随着科学技术的不断进步和资金投入的进一步加大,都将在今后的淤地坝建设与管理中逐步得到解决。淤地坝作为黄土高原地区广大群众在长期生产实践中创造出来的一项独特的治沟措施, 作为黄土高原地区治理水土流失的关键措施和退耕还林的一项重要措施,以其拦泥、蓄水、淤地、灌溉和发展经济等一系列功能,显示着强大的生命力。

特别是党的“十六大”提出全面建设小康社会的目标,强调要抓好生态环境建设,争取十年内取得突破性进展,促进人与自然的和谐共处,推动经济社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。不断加大科技和资金投入,为黄土高原地区的淤地坝建设,提供了千载难逢的发展机遇,并得到了国家空前的重视。无论从当地人民群众的迫切愿望来看,还是从黄土高原地区丰富的建坝资源来看,淤地坝建设的发展前景都十分广阔。

---黄土高原地区淤地坝的发展潜力

黄土高原地区总面积64万km2,水土流失面积45.4万km2,沟壑面积占总面积的50%左右,尤其是多沙粗沙区,地形破碎、沟壑纵横,沟壑面积占总面积的40%-60%。沟长大于0.5km的沟道27万多条,一般都具备良好的建坝条件和极为丰富的建坝资源,加之目前绝大部分沟道还没有形成完整的沟道坝系。所以,为黄土高原地区大规模开展淤地坝建设提供了良好的基础条件,并且发展潜力巨大。

据分析论证,黄土高原地区共可修建淤地坝33万多座,其中骨干坝6万多座。根据水利部组织专家审查通过的《黄河流域黄土高原地区水土保持淤地坝规划》,到2020年,黄土高原将新发展淤地坝16.3万座,其中骨干坝3万座。这些淤地坝工程建成后,将在黄土高原地区形成以小流域为单元,以水土保持骨干坝为骨架,中、小淤地坝相配套,拦、排、蓄相结合的完整的沟道坝系,将产生巨大的规模效益。

黄土高原地区地形地貌类型复杂多样。东南部主要为黄土丘陵沟壑区和黄土塬区,地形破碎,千沟万壑,沟壑密度一般为1—7km/km2,沟道深度100—300m,地面坡度大部分在15°以上,其中黄河河口镇至龙门区间12.1万km2范围内,沟长0.5—30km的沟道有13000多条,面积大于3km2的沟道就有6758条(见表1)。这些沟道一般都有建坝条件,大部分沟道尚未形成坝系,可以大规模进行淤地坝建设。其中,骨干坝主要布设在3km2以上的干支沟中,中小型淤地坝主要布设在3km2以下的支毛沟中。

表1 河龙区间多沙粗沙区沟道分布情况表

标准

沟道情况

流域面积(km2

沟道长度

(km)

数量

(条)

面积

(km2

100—300

20—30

265

37548

50—100

10—20

435

26357

10—50

5—10

1792

36806

5—10

3—5

1771

12198

3—5

<3

2495

8196

6578

121005

淤地坝的建坝条件与地形地貌、土壤侵蚀模数密切相关。沟壑密度越大,侵蚀模数越高,可布设的淤地坝数量就越多。通过对26条典型小流域建坝条件的分析(见表2),得出不同类型区和土壤侵蚀模数下的骨干坝布坝密度、中小型淤地坝与骨干坝的建设比例,推算出黄土高原地区可建淤地坝27余万座,其中骨干坝3.1万座(见表3)。

表2 典型小流域淤地坝建设条件分析结果表

地貌类型

沟壑密度

>1.5(万t/km2.a)

1.5~0.8(万t/km2.a)

0.8~0.5(万t/km2.a)

<0.5(万t/km2.a)

小流域条数

骨干坝

坐/10km2

淤地坝/骨干坝

小流域条数

骨干坝

坐/10km2

淤地坝/骨干坝

小流域条数

骨干坝

坐/10km2

淤地坝/骨干坝

小流域条数

骨干坝

坐/10km2

淤地坝/骨干坝

丘1-2

3-7

4

2.66

12.5

4

2.06

7.7

4

1.69

1.3

丘3-5

2-4

3

1.45

1.3

4

1.2

1.04

2

0.9

0.7

高原沟壑区

1-3

3

1.27

3.7

2

0.68

1.19

其他

2

0.53

2.44

表3黄土高原地区可建坝条件推算成果表

区域

面积

骨干坝(万座)

中小型淤地坝(万座)

合计

多沙粗沙区

7.86

1.85

19.0

22.8

其它水土流失区

35.74

1.25

5.2

4.5

合计

45.4

3.1

24.2

27.3

另外,区内大多为黄土覆盖,厚度一般在100m左右,建坝材料丰富,淤地坝发展潜力巨大。

---黄河中游多沙粗沙地区淤地坝发展潜力

黄河中游多沙粗沙区,年均侵蚀模数大于5000t/km2的面积15.6万km2,地形破碎,沟整纵横,沟整密度大,沟整面积占总面积的50%左右,沟长大于0.5km的沟道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;10-2Okm的沟道720条;20-3Okm沟道35条。这些沟道都有建坝条件,大部分沟道还没有建成坝系,建坝资源极为丰富,坝地发展潜力很大。大量的沟壑为发展以淤地坝为主的坝系建设提供了广阔的发展前景。据典型小流域调查,平均每平方公里流域面积内可发展沟坝地5.3 hm2-6.7 hm2,有的高达10 hm2。可以推估,黄河中游多沙粗沙区15.6万km2的严重水土流失区内,可以发展坝地83.3万hm2-104万hm2,每亩增产粮食按200kg计,就可增产粮食25亿kg-31亿kg,可见发展沟道坝系增产粮食的潜力是巨大的。

依据《黄河流域黄土高原水土保持专项规划》和《黄河流域黄土高原水土保持淤地坝近旗实施规划》,今后几十年内在黄河中游多沙粗沙区,仍可兴建库容50万m3-500万m3的淤地坝2万座,其中新建1.6万座,加固0.4万座),总拦沙效益约达200亿t,净增坝地20万hm2,年增产粮食6亿kg。总之,无论从治理黄河的角度来看,还是从黄土高原地区人民脱贫致富奔小康的角度来看,淤地坝的建设都具有广阔的发展前景。随着国家对水利水保行业投入的不断增加,黄河中游淤地坝建设必将得到进一步的发展。

---黄丘一付区淤地坝的发展潜力

据有关调查资料,目前陕北、晋西黄丘一付区有坝2.5万座,坝地3.1万hm2,占粮田总面积的3.2%,占“三田”面积的9.1%。其中陕北黄丘一付区每平方公里有坝地0.73 hm2,人均0.17亩;晋西黄丘一付区每平方公里有坝地0.5 hm2,人均坝地0.1亩(见表4)初步形成了“沟沟都打坝,村村有坝群”的局面。

表4陕北、晋西,黄丘一付区坝地发展状况表

地 区

农业

人口

总土地面积

人口

密度

耕地

面积

三田

面积

坝地

人均

面积

耕地

三田

三田

坝地

(万人)

(km2)

(%)

人/km2

万hm2

万hm2

万hm2

(%)

(%)

(亩)

(亩)

绥米地 区

138.3

18440

36

75

37.8

15.6

1.6

4.1

10.0

1.7

0.17

晋 西

146.0

20436

40

78

41.9

4.9

1.0

2.4

8.8

1.2

0.10

小沙湾至无定河

58.0

12108

24

48

15.9

6.8

0.5

3.2

7.5

1.8

0.13

从调查资料看,淤地坝不仅有显著的生态、经济和社会效益,而且发展前景也是相当可观的。主要体现在三个方面:其一、目前坝地的利用率平均为75%,保收率平均为80%,实际受益面积占现有坝地面积的60%,还有40%的潜力可挖。以每亩坝地平均产粮250kg计算,则整个黄丘一付区每年可增收粮食0.47亿kg。其二、已淤面积与可淤面积之比,据统计岔巴沟、苦水沟、韭园沟、王茂沟等九条流域现有建坝设施,可淤地2250 hm2,己淤地1229 hm2,已淤地占可淤地的54.6%。陕北丘陵区,已淤地面积2.1万hm2,可淤地面积3.5万hm2,己淤面积占可淤面积的60%,说明现有淤地坝还有40%的淤地拦泥潜力。其三、充分利用水资源,变部分早坝地为水坝地。水坝地一般亩产为350kg-450kg,高的达500kg,是早坝地亩产的1.5-2.0倍,上述潜力得以挖掘后,增加的产量比现在产量可提高一倍多。

从发展情况看,也十分可观,小流域淤地坝的发展,一般多为一次设计分期加高坝体,逐年淤起坝地,当坝地面积与流域面积之比达到1/20-l/10时,坝地拦淤基本达到平衡,即坝地基本趋向相对稳定阶段,那时,洪水不再是祸害,反而起淤灌追肥的作用,坝地成为夏秋皆收的高产稳产基本农田。柳林县贾家塬大坝,迄今156年,流域面积1.2 km2,淤地6.7 hm2,淤地面积与流域面积之比为1/18,基本上控制了泥沙,而且坝地旱涝保收;还有黄土洼天然聚湫形成的淤地坝,淤地面积与流域面积之比为1/5.4,迄今400多年,依然完好无损,洪水、泥沙均未流失。近40多年来,坝地发展比较好的王茂沟流域,坝地面积与流域面积之比在1/20左右的坝地有9.7 hm2,占总坝地的41%,,经1977年暴雨(雨量162.7 mm,历时20时15分)考验,能保证安全生产。因此,根据不同沟道长度坝地发展典型资料(见表5)进行推算,则得黄丘一付区0.5-1.0 km沟道长度所占面积21848 km2,可发展坝地12.1万hm2;1-3 km沟道长度所占面积193.3 km2,可发展坝地11.1万hm2;3-5 km沟道长度所占面积2725 km2,可发展坝地1.4万hm2;10 km以上沟道长度所占面积2215 km2,可发展坝地1.8万hm2,则整个黄丘一付区可发展坝地29.6万hm2,为现有坝地数量的10倍多。

表5不同沟道长度典型流域坝系淤地面积调查表

流? 域

名? 称

沟道长度

分级(km)

集水面积(km2)

淤地面积(hm2)

淤积年限(年)

淤地与集水面积之比

每km2有坝地(hm2/km2)

贾家塬

0.5-1.0

1.200

6.7

148

1/18

5.6

王茂沟

1.0-3.0

2.945

16.8

28

1/18

5.7

韭园沟

3.0-5.0

6.724

44.7

31

1/15

6.6

韭园沟

5.0-10.0

3.701

20.0

29

1/19

5.4

韭园沟

10.0以上

3.010

24.0

31

1/13

8.0

---淤地坝坝系的发展前景

随着大规模淤地坝建设的全面启动,以小多成群、骨干控制的坝系建设,将成为未来黄土高原地区沟道治理的主旋律。由于坝系形成的顺序不同,因此相对稳坝系形成过程和年限也不同,致使淤地坝最终实现防洪保收年限也不同。因此,以小流域为单元集中打坝、尽快建成相对稳定坝系,已成为今后淤地坝建设的一个方向。在选定的小流域内通过全面规划,分期兴建,加快相对稳定坝系的形成,对解决水土流失地区“三农”问题,促进退耕还林还草和经济社会可持续发展具有重要作用。相对稳定坝系的形成过程,就是沟道梯级开发、经济合理充分利用水沙资源的过程,也就是坝群联合运行,缓洪、拦泥、淤地、生产逐步形成沟道防护体系的过程。

坝系相对稳定的形成过程与当地的地形、地貌、坡面的治理程度,来水来沙条件及运用方式等因素有关。相对稳定坝系建设,是在充分考虑流域洪水泥沙来源,进行科学布局,合理安排建坝顺序,并搞好坝系运行管理的基础实现的。为了促使坝系尽快达到相对稳定,需要在现有一定数量淤地坝的沟道中,选择一部分淤地坝进行加高,调整其不合理部分,以期增加更多的坝地面积。坝地面积越来越大,进入相对稳定的年限就可以缩短。从而将更快地实现坝地防洪保收目标。

根据近一些年调查研究成果和坝系建设经验,可以采取干支沟、上下游统一规划,打新坝与旧坝加固加高配套相结合,大、中、小坝相结合,小多成群有骨干,先布大型坝,后布小型坝。一般大型坝控制面积3-5km2,中小型坝单坝控制面积以0.2-3km2为宜,有加高条件的旧坝应优先考虑继续加固维修,以扩大坝地面积。在坝地建设的同时,要有计划地加强坡面工程措施和林草植被建设,以提高坝系形成过程中淤地坝的防洪保收能力,提高坝地的利用率,实现坝地高产稳产。据有关资料显示,经过二三十年的不懈努力,黄土高原地区将可建成20多万条相对稳定的沟道坝系工程,水土流失将会得到有效的遏制,并为改善西部生态环境、有效减少入黄泥沙和解决“三农”问题起到积极的作用。由此可见,黄土高原地区淤地坝的发展前景极为广阔。

无数实践证明,只有通过实施科学规划设计、全面兴建淤地坝工程,注重加强行业统一管理,及时加固维护现有淤地坝的病险工程,才能不断促进沟道淤地坝快速形成相对稳定坝系,确保洪水泥沙不出沟,从根本上实现山川秀美,人民富裕,达到人与自然的和谐共处。

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