黄土高原地区淤地坝建设的地位及发展思路

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黄土高原地区淤地坝建设的地位及发展思路

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 2369


 摘 要:实践证明,淤地坝建设在黄土高原地区有着特殊的地位和重要的意义,今后需根据黄土高原地区的实际和水土保持生态建设及社会协调发展的需要,以十六大精神和“三个代表”重要思想为指导,通过大规模淤地坝建设,为黄土高原地区农业增产、农民增收、农村经济发展、生态建设创造条件。

  关键词:黄土高原;淤地坝;发展思路

  一、黄土高原地区淤地坝的发展和建设现状

  淤地坝是黄河流域黄土高原地区人民群众在长期同水土流失斗争实践中创造出的一种行之有效的既能拦截泥沙、保持水土、减少入黄泥沙、改善生态环境,又能淤地造田、增产粮食、发展区域经济的水土保持工程措施。最早的淤地坝是自然形成的,有记载的人工筑坝始于明代万历年间,距今已有400多年的发展历史。1945年的黄河水利委员会在西安荆峪沟建设了一座淤地坝,这是黄土高原地区修建的第一座淤地坝。新中国成立后,通过水利水保部门总结、示范和推广,黄土高原地区淤地坝建设得到了快速发展。大体经历了四个发展阶段:20世纪50年代的试验示范,60年代的推广普及,70年代的发展建设和80年代中期以来完善提高的坝系建设阶段。淤地坝建设由重点试办到全面发展,由农民群众为主打坝到政府组织和出资建设,由分散到以小流域为单元按坝系建设,由缺乏规划、设计到不断完善前期工作的规范化建设,由重视建设到建设与管护并重,取得了显著成就。据统计,黄土高原地区已建成大、中、小型淤地坝11万余座,淤成坝地30多万hm2,累计拦泥210多亿t,减少黄河年输沙量3亿t.

  二、黄土高原地区淤地坝建设的地位与作用

  几十年的实践充分证明,淤地坝建设在拦截泥沙、蓄洪滞洪、减蚀固沟、增产粮食、改善生态环境等方面发挥了显著的生态、社会和经济效益。在黄土高原水土流失治理和生态环境建设中具有不可替代的作用。

  1.淤地坝是拦减泥沙的关键措施

  主要表现在拦泥、减蚀和滞洪三个方面。在拦泥方面,淤地坝不但能拦蓄沟道本身产生的泥沙,而且能拦蓄坡面汇入沟道内的泥沙。在减蚀方面,淤地坝工程被淤积后,抬高了侵蚀基准面,具有防止沟岸扩张、沟底下切和沟头前进的作用,减轻了沟道侵蚀。在滞洪减沙方面,主要是拦截了洪水,减轻了坝下游的沟道冲刷,从而减少了输入下游的泥沙。

  据黄河水利委员会西峰水保站对南小河沟流域三座淤地坝的测算,沟道比降由打坝前的11%~15‰下降到淤积后的0.5%~1‰。据对陕北绥德、子洲、靖边、横山四县1000多座淤地坝的调查,每公顷坝地拦泥5.9万m3,拦泥效益非常显著。从淤地坝分布最集中的黄河河口镇-龙门区间的各项水土保持措施减少入黄泥沙量分析,1970~1996年的27年间,沟道坝系工程减沙量占水利水土保持措施总减沙量的59%,特别是20世纪70年代,坝系减沙占到总减沙量的76.7%。

  由此说明,沟道坝系工程是实现黄河快速减沙,减轻黄河下游粗沙淤积,实现黄河河床不抬高的关键措施,在小流域治理中具有对泥沙的绝对控制性作用。

  2.淤地坝建设在黄土高原地区农业生产中有突出作用

  (1)增加耕地面积,荒沟变良田

  由于严重的水土流失,黄土高原地区被切割得支离破碎、千沟万壑,沟壑密度一般为1~4km/km2.在沟道内进行坝系建设,将原来被洪水冲走的水土资源拦蓄在沟道内,就地得到充分利用,使荒芜、起伏不平的大小沟道淤成良田,增加了水土流失区的耕地面积。一座坝或一个坝系所淤成的坝地,从数公顷到上百公顷,成为山沟里的小平原。特别是在人多地少的严重流失区,打坝淤地成为增加基本农田的一个很重要的途径。

  (2)坝地土壤肥沃,耕作方便,提高了粮食单产由于坝地拦蓄的都是小流域坡面上流失下来的表土,含有大量的牲畜粪便、枯枝落叶等,土壤肥沃;坝地地下水位高,土壤水分充足,墒情好,耐干旱;坝地平坦、宽阔,耕作方便。据测算,一般坝地土壤含水量比坡耕地高1.5倍,比梯田高1倍;单位土壤中氮、磷、钾、有机质含量分别比坡地高1.2、4.0、5.2和1.3倍。表3为绥德水保站实测的不同土地类型的土壤水肥含量对比资料。由于坝地具有良好的水肥条件,与其他土地类型相比,产量较高。据统计,坝地单位产量一般为5000kg/hm2,有的高达8000kg/hm2,是坡耕地产量的4~6倍,甚至10倍以上,是梯田产量的2~3倍。

  3.淤地坝建设可促进退耕还林还草和农业结构的调整退耕还林还草工作是党中央、国务院在新世纪之初为实施可持续发展战略所采取的重大决策,必将推动我国生态环境建设与保护事业的整体发展。淤地坝建设,为山区农民增加了优质耕地资源,做到生态建设与富民增收并举,生态环境改善与农村经济发展相得益彰,从根本上可解除群众的后顾之忧,对促进退耕还林还草,推动农业结构乃至产业结构的战略性调整,再造一个山川秀美的西北地区将发挥重要的促进作用。陕西省吴旗县薛岔乡湫沟,由于人均达到了2亩坝地,群众对退耕还林很容易接受,2000年冬季一次性退耕32hm2,人均退耕0.27hm2.

  这样的例子很多,足以说明淤地坝建设对黄土高原地区退耕还林和农业结构调整的作用。

  4.以坝代路,改善交通条件,促进当地经济发展淤地坝建成后,坝顶成为连接沟壑两岸的桥梁,改善了当地的乡村交通条件,便利了群众的生产生活条件,促进了物资、文化交流和商品经济的发展。据统计,治沟骨干工程的约20%成为当地的主要交通道路。定西县花岔小流域坝系建成后,连通了50km村庄道路,全流域村与村、组与组之间都可以通汽车,沿途先后办起了8个农副产品加工点和商品代销点,促进了地方经济的发展。

  5.防洪减灾,保护下游生产安全尽管淤地坝在遭遇超标准暴雨洪水时会产生不同程度的损坏,但对于沟道坝系工程特别是达到相对稳定的坝系或有骨干坝控制的坝系,在滞洪、减轻下游灾害方面还是可以发挥巨大作用的。据调查,1994年汛期黄河中游地区暴雨洪水频繁发生,但修建的骨干坝无一出现水毁灾害,在许多小流域内,众多中小型淤地坝由于受到骨干坝的有效保护,不但没有发生水毁灾害,而且在灾害之年取得了粮食大丰收。延安市麻庄流域,自1986年以来,建成的5座骨干坝有效保护了流域内的23座淤地坝,仅保护的80hm2坝地,总产量就达50万kg.

  6.提高水资源利用率,解决农村生产生活用水一是增加了沟道长流水。据绥德水保站对韭园沟流域观测,1954~1964年沟道常流水量平均为28L/s,1964~1968年平均为36L/s,增加了28.6%;到1965~1988年平均流量达到了65L/s,比1954~1964年时段增加了1.3倍。二是调节水资源,使水资源充分合理利用。黄土高原地区降水年内分布不均,70%~80%的降水集中在7~9月份的汛期,而作物生长需要水分的5~6月份,则往往干旱少雨,无水可利用,而坝系把汛期多余的降水拦蓄起来,可实现合理调节使用。三是利用淤地坝前期蓄水,发展养殖业和灌溉。甘肃省定西县道回沟坝系,利用骨干坝前期蓄水,每年给中河灌区补充水源灌溉60hm2,发展水地55hm2,投放鱼苗30万尾。四是解决农村生活用水需要。内蒙古川掌沟流域地下水资源贫乏,每年春季干旱少雨,河道断流,饮水十分困难,长期制约着农牧业的发展和人民生活水平的提高。通过建设沟道坝系工程,目前,该流域内已有6个村利用工程前期蓄水解决了饮用水困难。

  7.具有显著的经济效益,促进农村经济发展由于沟道坝地的高产稳产,为发展高效农业和农业结构调整创造了条件,增加了农民收入,促进了农村经济的发展。内蒙古鄂尔多斯市阿布亥流域,建成骨干坝12座,中小型淤地坝35座,初步形成了以坝系建设为重点的流域综合治理格局,带动了特种养殖和旅游业的发展,农业总产值由532万元增加到768万元,人

复合土工膜是在薄膜的一侧或两侧经过烘箱远红外加热,把土工布和土工膜经导辊压到一起形成复合土工膜。随着生产工艺的提高,还有一种流延法做复合土工膜的工艺。其形式有一布一膜、二布一膜、两膜一布等。土工布作为土工膜的保护层,使保护防渗层不受损坏。为减少紫外线照射,增加抗老化性能,最好采用埋入法铺设。施工中,首先要用料径较小的砂土或粘土找平基面,然后再铺设土工膜。土工膜不要绷得太紧,两端埋入土体部分呈波纹状,最后在所铺的土工膜上用细砂或粘土铺一层10cm左右过渡层。砌上20-30cm块石(或砼预制块)作防冲保护层。施工时,应尽力避免石块直接砸在土工膜上,最好是边铺膜边进行保护层的施工。复合土工膜与周边结构物连接应采用膨胀螺栓和钢板压条锚固,连接部位要涂刷乳化沥青(厚2mm)粘接,以防该处发生渗漏。

均收入达2430元。

  三、今后黄土高原地区淤地坝建设的发展思路

  根据黄土高原地区的实际和水土保持生态建设及经济社会协调发展的需要,今后淤地坝建设的总体发展思路是:以十六大精神和“三个代表”重要思想为指导,通过大规模的淤地坝建设,拦沙蓄水淤地,有效利用水土资源,建设高产稳产基本农田,巩固退耕还林还草成果,为黄土高原地区农业增产、农民增收、农村经济发展创造条件。充分发挥生态的自我修复能力,促进大面积植被恢复和生态环境改善,以良好的生态环境支撑经济社会的可持续发展,为全面建设小康社会提供支撑和保障。

  1.以多沙粗沙区为重点,统筹安排淤地坝建设7.86万km2的黄河中游多沙粗沙区,年均输入黄河泥沙达11.82亿t,其中粗泥沙3.19亿t,分别占同期输沙量和粗沙量的62.8%和72.5%,是黄河下游河道淤积泥沙的集中来源区,对黄河的危害最大。多沙粗沙区大部分属于黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区,沟壑密度达3~7km/km2,以沟道侵蚀为主,沟谷地产沙占总量的70%,是淤地坝建设最为适宜的地区。同时,黄河中游多沙粗沙区也是黄土高原地区乃至我国水土流失最严重、生态环境最脆弱、破坏最严重的地区,是我国贫困人口集中的地区。因此,加快黄河中游多沙粗沙区淤地坝建设,不仅是有效减少入黄泥沙、实现黄河长治久安的需要,同时也是改善区域生态环境、发展区域经济、全面建设小康社会的需要。在保障以多沙粗沙区为建设重点的同时,要兼顾黄土高原其他地区,进行全面安排。

  2.以支流为骨架,以小流域为单元,按坝系进行科学布设以小流域为单元,科学地进行小流域坝系规划和建设,是经过多年实践总结出来的基本经验。按照小流域坝系进行布设,可充分利用水土资源,提高坝系整体防洪标准,保证坝系的安全生产,最大限度地发挥淤地坝的综合效益。小流域坝系布设要根据小流域的自然条件、水沙运行规律、社会经济情况等诸因素,统筹考虑,合理规划。以骨干坝为重点,大、中、小型淤地坝结合,蓄水、拦泥、生产、防洪各效益兼顾,逐步形成布局合理、排淤结合、效益稳定的淤地坝坝系,达到改善生态、发展生产、减少泥沙的目标。这样一条小流域一条小流域地进行坝系建设,逐步扩大覆盖范围,直至整个支流最终形成小多成群、有骨干控制的沟道坝系工程。

  3.加强淤地坝建设的科学研究及防洪安全,提高淤地坝建设的科技含量淤地坝建设特别是小流域坝系建设,是一项复杂的系统工程,技术要求高。通过多年的发展,淤地坝建设积累了一些成功经验,取得了一批科研成果。但尚未形成支撑区域性大规模开展淤地坝建设的系统、完善的技术体系。要加快小流域水沙运行规律,小流域坝系建设规模、布局、配置和建设时序,坝系配套与施工技术,坝系监测评价指标体系等重大问题与关键技术的研究、创新和推广应用,在沟道侵蚀机理和沟坡治理耦合机理尚未弄清,沟道工程布局设计缺乏可靠理论的情况下,开创侵蚀模拟及坝系布局的实体模型试验和数学模型研制,尽快建立黄土高原沟道坝系建设的技术体系,为大规模淤地坝建设提供技术支撑。同时大规模淤地坝建设开展后,其防洪安全,特别是大中型淤地坝的安全成为一个非常突出的问题,必须加强安全监测及系统调控,提高淤地坝建设的科技含量。

  4.加快淤地坝前期工作进度,为大规模淤地坝建设创造条件《黄河流域黄土高原地区水土保持淤地坝建设规划》已基本完成,各地各部门要在进一步完善规划的同时,结合本地的实际,在深入调查、摸清淤地坝建设现状的基础上,通过科学分析、充分论证,加强小流域坝系可行性研究和单坝初步设计的工作,提出切合实际的淤地坝发展目标、工程布局和建设管理措施,为大规模淤地坝建设做好项目储备。

  5.搞好小流域坝系示范,推动大规模淤地坝建设的开展黄土高原地区淤地坝建设经过几十年的发展,建成了一批相对较好的小流域坝系,但目前已建成的这些坝系,无论在建设布局上、整体数量上,还是在类型区代表性上,还远远不能满足大范围示范推广的需要。为了推动大规模淤地坝建设的顺利实施,需要在不同省(自治区)、不同水土流失类型区建设一批示范坝系,在规划设计、施工组织与方法、建设管理、运行管护机制、监测评价和科技创新等方面进行探索和示范,总结经验,为淤地坝建设提供示范和样板。

  6.制定有关政策法规,规范淤地坝建设行为黄土高原地区淤地坝建设涉及范围广,技术要求高,投资渠道多,协调任务重。在规划设计、施工组织、建设管理、运行管护等方面都可能遇到一些新情况,出现一些新问题,必须在深入调查研究的基础上,制定淤地坝建设与管理的相关规章制度,加强组织领导,搞好协调配合;实行行业管理,加强技术指导;严格基建程序,加强建设管理;制定政策法规,建立管护机制。确保淤地坝建设持续、健康、规范的发展。

  作者:黄自强·为水利部黄河水利委员会副主任


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