編者按:淤地壩建設作為水利部2003年三大“亮點工程”之一,倍受社會各界的廣泛關注。黃河上中游管理局作為這一“亮點工程”的主要組織者和實施者,緊緊圍繞淤地壩規劃、淤地壩的地位與作用、淤地壩的效益、淤地壩科學研究、淤地壩及壩系建設、淤地壩管理運行機制等內容,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對改善黃土高原地區生態環境、促進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識淤地壩,支持淤地壩建設,我們將陸續刊載有關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,用于淤地生產的壩叫淤地壩或生產壩。
新建淤地壩
筑壩攔泥淤地,對于抬高溝道侵蝕基準面、防治水土流失、滯洪、攔泥、淤地 (壩地),減少入黃泥沙、改善當地生產生活條件、建設高產穩產的基本農田、促進當地群眾脫貧致富等方面有著十分重要的意義,是小流域綜合治理的一項重要措施。在水土流失嚴重的地區,由于淤地壩投資少見效快、壩地利用時間長、效益高,深受群眾歡迎。
在黃土高原丘陵溝壑區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,改變農業生產基本條件,改善當地生態環境,促進區域經濟發展,效果十分明顯,是該地區人民群眾首創的一項獨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?。▍^)分布最多。
黃河中游地區,有著悠久的治溝打壩歷史,勞動人民在與自然災害的斗爭中,創造了攔泥淤地、抗旱、增產的淤地壩。據歷史記載,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,晉西和陜北地區也開始筑壩。民國時期,我國近代水利先驅李儀祉先生,將淤地壩作為治理黃河的方略設想的組成部分。新中國成立以來,淤地壩逐漸發展成為改善當地農業生產條件的一項重要措施。20世紀70年代初,水墜法筑壩的試驗成功,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),從而使淤地壩建設得到了迅速發展,形成了"溝溝打壩、壩壩水墜"的局面。
干、支溝建設的淤地壩工程大多為群眾自發興建,由于缺乏技術指導,加之單壩規模偏小,多為"一大件"工程,防洪標準較低。有的工程沒有經過設計,而且施工質量差,工程在運行中,每遇暴雨,往往一壩潰決,導致整個溝道連鎖垮壩。1977-1978年,陜北地區發生了大面積暴雨,不少淤地壩水毀嚴重。為了認真總結經驗教訓,各地對淤地壩的規劃布局、工程結構、設計標準、建壩順序等進行研究,得出了一條經驗,即:在修建淤地壩的小流域壩系內,選適當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準。
骨干壩是指水土流失地區在坡面治理的基礎上,為加強綜合治理提高流域壩系的防洪能力,減少水毀災害,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:保護下游小多成群的淤地壩,減輕下游危害,緩洪攔泥淤地,穩定溝床,防治溝壑侵蝕。
新建骨干壩
--治溝骨干壩工程的作用
全國政協副主席錢正英同志曾在1988年"治黃規劃座談會"上指出:為了下游減淤,最直接的是在多沙粗沙地區修建一些治溝骨干壩工程,這些工程應該對當地人民有好處。骨干壩工程建設的作用主要體現在以下幾個方面:
1.可有效地減少人黃泥沙。有關研究資料表明,在黃土丘陵溝整區,約60%的泥沙來源于溝谷地,加強溝道工程建設可以有效地攔蓄徑流泥沙,制止溝床下切,抬高侵蝕基點,其減沙效益在各類水土保持措施中占主導地位。從已竣工驗收的1073座治溝骨干壩工程統計分析,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. 可實現淤地增產增收,促進退耕還林還草。通過治溝骨干壩工程"攔、蓄、淤"的功能,開發利用水土資源,形成了肥沃的壩地,建設糧食、飼草、飼料基地,為大面積的生態恢復、促進退耕還林還草創造了條件。內蒙古自治區東勝市的阿布亥流域是黃河流域"九五"重點壩系建設流域之一,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,發展水地200 hm
2。通過壩系建設,顯著地改善了農業生產基本條件,促進農、林、牧土地利用結構由治理前的1:0.8:5調整到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。以壩系建設為重點的流域治理,帶動了地方經濟的發展,流域內發展高科技示范苗圃、特種養殖及旅游業,增加了農民收入,農業總產值由532.54萬元增加到768.1萬元,人均純收入達到2430元。
3.蓄水興利,提高流域防洪標準。黃土高原地區干旱少雨,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揮其調蓄洪水的作用,在運行初期利用防洪庫容發展灌溉和養殖業,將洪水轉化為可被利用的常流水,變害為利,一些已形成壩系的流域,防洪標準可提高到100年一遇以上。山西省興縣雁子溝流域是黃河流域試點階段建設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,70min降雨122mm,洪水涌進縣城,一片汪洋,造成20多人死亡,水毀直接經濟損失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6m深,確保了該流域溝道淤地壩和壩地的安全,為抗洪減災發揮了重要的作用。
4.開發利用水資源,促進區域經濟發展。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,工程設計灌溉面積100O hm
2,解決附近10個行政村16000人的飲水問題,并通過提灌,向3個企業供水,年供水約50萬m
3,年總收入達25萬元。甘肅省定西縣道回溝壩系是黃河流域"九五"重點壩系之一,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,利用庫水發展灌溉55 hm
2,每年給中河灌區補充水源灌溉60hm
2,同時在部分壩內投放魚苗30萬尾發展養殖業,解決了流域內2個鄉鎮9個自然村的人畜飲水困難。據統計,道回溝壩系可淤地17.6hm
2,按一般年景計算,僅壩地種植收入一項每年可收益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,建設小多成群的溝道壩系,并科學地配置一定數量的骨干壩工程,能很好地實現防洪減沙、造地增產的目標,最終達到壩系相對穩定。同時,骨干壩在選址方面十分注重壩路的結合,架起了一座座致富的"金橋",使流域內形成四通八達的交通網絡,為區域農業生產條件的改善和群眾生活水平的提高發揮了重要作用。
壩系是指以小流域為單元,通過科學規劃,在溝道中合理布設骨干壩和淤地壩的溝道工程,提高流域整體防御能力,實現溝道水資源的全面開發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施以骨干壩為骨架,科學地配有一定數量的大、中、小型淤地壩,形成攔、蓄、排和防、種、養相結合,新建工程與原有工程的加固配套相結合,流域工程自成體系,互相配合聯合運用,調洪削峰減沙,運行安全,防洪保收的綜合防護體系。
壩系的主要作用是:對小流域洪水泥沙進行長期控制,充分利用水沙資源,促進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、灌溉、養殖等多種效能,最終將達到水沙相對平衡,壩系相對穩定。
山西康和溝相對穩定壩系
壩系相對穩定,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,實現對洪水泥沙的控制作用。淤地壩相對穩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。當壩地面積與壩控制的流域面積的比例足夠大時,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系
淤地壩屬水土保持工程措施、植物措施、農業耕作措施和生態修復四大措施之一中的工程措施,與骨干壩、溝頭防護、谷坊等溝道治理工程共同構成攔泥蓄水的綜合防護體系。
大、中、小型淤地壩都是以攔泥蓄水、淤地生產、防洪保收為主要目標的溝道工程,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。是黃土高原地區人民群眾首創的一項獨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準的一項重要措施。
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,與大型淤地壩基本相似,當其庫容淤滿時,也與淤地壩同樣種植生產,此時,其管理、利用等技術應按淤地壩建設標準要求執行。有的大、中型淤地壩,根據壩系規劃中的防洪調控要求,經過壩體加高,庫容增大,改作以防洪為主的“骨干壩”,其有關技術應按SD175-86規定執行。