黄土高原小流域坝系监测指标初探

淤地坝是小流域综合治理的最后一道防线，其拦泥减沙效益居各项水保措施之首，在水土流失综合防治中起着重要作用。小流域坝系工程的监测分为两个时段，即建设期和运行期。主要监测内容包括项目区水土流失状况、淤地坝工程基本情况、淤地坝工程建设情况、淤地坝的安全稳定性、淤地坝工程防治效果等。主要监测指标有水土流失背景值、水土流失强度和面积、水土流失量、水土流失危害、主体工程基本情况、设计审批基本情况、建设管理基本情况、工程数量和质量、坝系安全性和稳定性、基础效益、生态效益、经济效益和社会效益等。     

退耕还林还草下坝系及坝系农业发展初探

以方塔流域为实例,讨论了退耕还林还草下的坝系及坝系农业发展问题,笔者认为淤地坝与退耕还林还草工程有机结合,构成了流域阻止泥沙出沟入黄的稳固屏障。建议在对流域生态经济问题调研的基础上,分析淤地坝建设及坝系农业发展的方向和规模。     

对城西川流域坝系建设规模及工程布局的探讨

通过对城西川流域社会自然条件、水土流失治理现状、坝系建设潜力、减沙目标、淤地目标进行综合分析,确定该流域坝系建设的规模为:骨干坝14座、中小型淤地坝8座、48座,骨干坝与淤地坝配置比例为1∶4。根据建设规模提出该流域工程布局的原则、思路与方案。     

淤地坝成为构建富裕文明新青海的亮点工程

青海省于1992年起进行淤地坝单坝试点建设,2003年开展以小流域为单元的坝系建设,截至2008年6月,全省开工建设淤地坝551座,其中完建淤地坝506座,竣工验收了287座。多年来,青海省淤地坝建设坚持“以支流为骨架,小流域为单元,骨干坝和中小型淤地坝相配套,建设沟道坝系”的建设思路,涌现出了一批以坝系建设为重点的综合治理新典型,     

浅谈坝系建设单元控制论及其应用

为了解决坝系内洪水控制等问题,作者根据多年坝系建设实践经验和近几年对陕、晋、蒙、甘、宁、青、豫7省(区)坝系形成过程的深入调研,提出了坝系建设单元控制论,即:小流域坝系可分为若干个坝系单元,在每个坝系单元下游建设控制性骨干工程,在单元内实现大、中、小型淤地坝合理配置,可使各单元内洪水泥沙得到有效控制,从而实现整个坝系的安全运行。分析了单元控制论在淤地坝建设中的意义,并介绍了应用实例。     

坝系相对稳定有关问题的研究及其应用

坝系是指小流域沟道中由淤地坝组成的工程体系。坝系与相对稳定坝系既有联系又有区别,小流域坝系要达到相对稳定,必须同时满足坝系安全、坝系保收、坝系工程加高工程量和坝系控制洪水泥沙四个条件。提出和完善了坝系相对稳定的有关概念,计算和讨论了黄河中游多沙粗沙区不同类型区坝系相对稳定系数临界值的取值范围,并应用坝系相对稳定判别系数对黄河中游地区15条坝系进行了分析。     

黄土高原淤地坝工程运行现状与发展对策

在沟壑中筑坝淤地，变荒沟为良田，是黄土高原丘陵沟壑区保持水土，制止沟浊。充分利用水沙资源，发展农业生产和改善生态环境的一项有效措施。新中国成立以来，特别是20世纪70年代黄土高原地区的淤地坝建设得到迅速发展，但是由于设计、施工、管理等多方面的原因，目前多数坝已经淤满，库坝设施老化失修，滞洪拦沙能力大幅度降低，病险状况日趋严重，急需对现有中、小流域的坝系进行一次大规模改造加固，提高坝系的利用率，增强坝系滞洪拦蓄能力；进一步加强沟道坝系的科学研究，按坝系相对稳定理论指导坝系建设；加强对淤地坝工程的管理、养护，建立坝系发展基金，促进坝系建设持续、稳定发展。     

黄土高原地区小流域坝系相对稳定研究进展与建议

“九五”期间开展的黄土丘陵沟壑区小流域坝系相对稳定研究 ,提出了新的坝系相对稳定概念和形成条件 ,建立了坝系相对稳定网络规划模型 ,采用非线性规划模型和系统仿真模型对韭园沟流域坝系进行实体规划 ,对坝系防洪标准进行了研究 ,提出了淤地坝减蚀量计算方法等 ,在研究内容与方法上均取得了新的进展。建议加强高新技术的应用和基础研究 ,为建立坝系相对稳定理论提供技术支持。     

宁夏典型流域淤地坝系运行风险评价

病险坝会严重地威胁到人民生命和经济财产安全,因此淤地坝运行风险的识别和研究尤为重要.选取宁夏西吉县车路沟坝系为研究对象,分别提取并建立一套相对完整的单坝及坝系运行风险评价指标体系,结合改进层次分析法计算指标权重,对各坝7个暴雨重现期下的运行风险及坝系300年一遇情景下的运行风险进行了评价.结果表明:随着重现期的增加,车路沟、前咀骨干坝以及东庄湾中型坝的风险等级发生了不同程度的变化,需重点关注;当遭遇300年一遇暴雨时,西吉车路沟流域运行风险值由高到低依次是:王昭单元＞前咀单元＞流域坝系＞大坪单元＞盘路湾单元,各淤地坝单元以及流域坝系均处于运行安全状态.本研究整体上实现了单坝,淤地坝单元以及流域坝系的运行风险评价,为该地区的淤地坝安全预报预警提供一定的借鉴和参考.     

小流域坝系规划中有关技术问题探讨

对已成坝系小流域调查研究的基础上，分别定义了坝系和坝系单元。分析了目前坝系建设中存在的问题，提出了坝系规划的重要性和坝系规划的概念，坝系规划要体现整体防护性，功能互补性和功能转换性。并对坝系规划中有关技术问题，如沟道分级方法、坝系空间布局、大中小淤地坝的配置、坝系单元的布局、工程设计标准的确定、坝系初建阶段时序安排与间隔时间等问题进行了探讨。     

黄土高原小流域淤地坝监测

[目的]为了探索小流域淤地坝监测的内容、指标、方法,分析淤地坝建设效益,更好地为淤地坝规划、建设、运行管理服务。[方法]2005—2010年,在黄土高原不同水土流失类型区选择了12条典型小流域坝系,布设监测点,采用遥感、水沙观测、调查等方法,连续开展淤地坝工程建设动态、拦沙蓄水、坝地利用及增产效益、坝系工程安全等监测。分析了淤地坝建设与坝系配置、坡面治理、拦沙蓄水、坝地利用等之间的关系。[结果]小流域淤地坝坝系在拦截泥沙、蓄洪滞洪、减蚀固沟、增地增收、促进农村生产条件和生态环境改善等方面发挥了显著的生态、社会和经济效益。[结论]建议在淤地坝建设中以小流域为单元,以骨干坝为主体,骨干坝、中型坝、小型淤地坝相结合,形成稳定的淤地坝坝系。     

韭园沟流域淤地坝坝系布局评价

淤地坝系的科学布局关系到流域的防洪安全,对淤地坝系布局进行评价,可以为流域坝系工程的规划、建设和设计工作提供理论依据。将黄土丘陵沟壑区韭园沟流域划分为1个主沟坝系单元和14个子坝系单元,选取了大型坝占总比、串联率、库容均衡度、稳定系数、侵蚀模数、洪量模数及保收率7个指标,采用AHP、IAHP、熵权法及组合权重法分别计算了各指标权重,依次对韭园沟坝系布局进行了评价。研究表明:（1）流域部分子坝系单元布局不合理,但全流域坝系布局合理;（2）IAHP法和组合权重法在计算权重时更客观,评价结果较为合理;（3）4种方法中,大型占总比权重系数均达到最大,表明骨干坝对坝系布局有决定性影响;（4）当骨干坝控制全流域50%以上,库容均衡度达0～20万m³/km²,稳定系数达到1/25～1/20,洪量模数0～10万m³/km²,骨干坝串联个数低于2.5座/km时,坝系布局基本合理。     

浅谈坝系防洪标准低板论及其应用和计算

 坝系防洪标准低板论,是经过几十年的坝系建设实践和总结坝系运行过程中的成功经验和垮坝教训的基础上,通过科学的提炼概括而提出的。它将为坝系的健康稳定发展,发挥强有力的理论导向作用。它的独特性和创新点,就是科学地预测了坝系水毁事件的发生机率,特别是连锁垮坝的发生机率。坝系防洪标准低板论,从理论上揭示了坝系防洪标准的独特内涵,根据这一理论,可以使坝系建设步入科学化、规范化的轨道,促进坝系安全稳定的发展。笔者还论述了承担坝系防洪任务的坝型和坝系整体安全的内涵;介绍了坝系单元现状防洪能力计算方法、防洪校核安全性判别计算方法;以及坝系防洪标准低板论在坝系防洪能力评价、坝系加固配套中的应用。     

砒砂岩区典型淤地坝沉积泥沙特征及来源分析

黄土高原地区的淤地坝是拦减入黄泥沙的关键措施,尤以对泥沙具有绝对控制的"闷葫芦"淤地坝为甚。为研究淤地坝对侵蚀泥沙的拦蓄作用,以砒砂岩区皇甫川流域园子沟淤地坝为研究对象,采集坝地淤积剖面及沟间地、沟谷地表层样品,对沉积旋回进行断代分析,计算泥沙贡献率,反演其淤积过程。结果表明:坝地沉积泥沙粒径分布以2~0.05 mm砂粒为主,其次为粉粒、黏粒,砂粒中以极细砂和细砂占比最多。园子沟坝控流域内侵蚀性降雨事件对应的最小日降雨量为22.8 mm;淤地坝运行可划分为2个阶段,前期主要依靠坝体拦蓄泥沙,后期随着拦蓄泥沙的增多,减蚀作用凸显。坝地沉积泥沙主要来源为沟谷地,贡献率达71.4%,沟间地为28.6%,其中沟间地侵蚀产沙并非受植被唯一影响,在降雨量>45.4 mm时,地形因素会限制侵蚀的加剧。     

对坝系相对稳定几个重要问题的认识

在沟道内如单坝能实现相对稳定,则坝系也可实现相对稳定,而坝系相对稳定并不是指每个单坝都有可能和必要全部达到相对稳定.坝系相对稳定的最大设计单元控制在面积30—50km~2的小流域内比较符合实际.坝系建设与坡面治理之间有着密不可分的联系,坡面治理具有减洪滞洪作用,可使坝系达到相对稳定所需的坝库数量及单坝高度相应缩减,从而减少坝系工程规模,缩短坝系相对稳定的形成时间,提高坝地的利用率和保收率.目前所采用的坝系相对稳定系数(淤地面积与坝控制面积之比)反映了流域坡面产流产沙与坝系滞洪拦沙之间的平衡关系,但有一定局限性,应以此系数为中心建立一套能全面描述坝系相对稳定状态的指标体系.     

论地质条件对某水电站坝型选择的影响

某水电站的地质条件比较复杂,在前期地质工作不足的条件下,认为在此处的工程地质条件总体较优,混凝土拱坝和心墙堆石坝都比较适合;随着坝址区地质勘测的深入,在分析研究了重力坝与拱坝方案存在的主要工程地质问题后,进而比较了上述坝型地质条件的各自利弊,最后推荐了心墙堆石坝.     

拓扑优化方法在面板堆石坝分区设计中的应用

面板堆石坝因其经济、可靠、广泛适应性和环保等显著优点受到坝工界的欢迎,但面板坝尤其是高面板坝普遍存在面板断裂问题。故因面板断裂而造成的面板坝事故实例很多。面板断裂的主要原因之一是坝体内坝料分布不合理使得坝体与面板在自重与水压力作用下变形差异较大,因此,坝料在坝体内部的布局亦即坝料分区设计极为重要。该文以天生桥一级混凝土面板堆石坝为例,以坝体刚度最大为目标,根据坝料切线模量的差异,将坝料分为多种材料,建立材料集合,采用连续体拓扑优化方法优化出高面板坝坝料的布局方案,从而克服以往完全依赖经验给出的分区设计缺陷。另外,在优化分析中,以单元的材料号作为设计变量,同时基于准则法给出了设计变量的更新方案,即应变能密度大的单元须具有高模量材料。规避了传统梯度法或遗传算法无法解决离散设计变量数目庞大的困难。为确保算法稳定,本方法迭代过程中每次仅更新不超过5%的总单元数的材料号。结果表明,优化后的材料布局与传统分区存在明显差异:高模量材料分布在上游下侧、各种材料分布随模量依次自上游向下游变化、材料边界坡比均不低于1:0.8。与原设计相比,优化后的面板在水压力作用下变形小,分布均匀,有利于阻止面板发生断裂。从而证明该方法可为此类工程实践提供具有理论基础的参考设计。     

排列组合在小流域坝系规划中的应用

排列组合在小流域坝系规划中的应用牛越先（山西省水利厅水保规划队，太原０３０００２）冯泽训（山西省水利厅水保局）ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｅｒｍｕｎａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｉｎＰｌａｎｎｉｎｇｏｆＤａｍＳｙｓｔｅｍｉｎＳｍａｌｌＷａｔｅ...