坝系工程除险加固防洪标准与洪水组合探讨——以吉县高楼沟小流域为例

淤地坝是黄土高原地区控制沟道侵蚀的一项重要工程措施,也是小流域水土流失综合治理的最后一道防线,对于保证防洪安全、粮食安全、生态安全以及改善当地交通与农民群众的生产生活条件,具有十分重要的意义。搞好淤地坝坝系工程建设和除险加固,事关淤地坝的安全运用与持续发挥效益。以吉县高楼沟小流域为例,就坝系工程除险加固设计中的防洪标准和洪水组合问题进行了研究探讨,对丰富和完善淤地坝工程设计与建设理论,推动坝系工程建设规范的制定,以便更加科学地指导坝系工程设计,提供了一定技术支持。     

淤地坝建设是黄土高原地区实现小康社会的基础工程

黄土高原地区严重的水土流失是区域经济发展滞后、生态环境恶化、黄河泥沙危害的根本原因。淤地坝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。据测算分析,淤地坝减少入黄泥沙量占整个黄河流域黄土高原地区水土保持各项措施减沙量的70％以上,是减少河流、水库泥沙的关键措施。坝地土壤肥沃,耕作方便,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、有机质质量分数分别比坡地高1.2、4.0、5.2和1.3倍。坝地单产是坡耕地产量的4～6倍,是梯田产量的2～3倍。淤地坝建成后,坝顶成为连接沟壑两岸的桥梁,改善了当地的交通条件,促进了物资、文化交流和商品经济的发展。利用淤地坝的前期蓄水,发展灌溉和养殖业,提高了干旱半干旱地区的水资源利用率。加快黄土高原地区淤地坝建设,是实现黄河长治久安、改善生态环境的需要,是黄土高原地区全面建设小康社会的基础工程。     

小流域淤地坝建设的水土保持效益浅析

通过黄土高原地区坝系示范工程水土保持观测,分析了小流域淤地坝及坡面水土保持措施的动态变化、拦沙蓄水效益和淤地坝的增产效益。结果表明:由于降雨时空分布不均和沟道条件差异,5 a间淤地坝拦沙量差异显著,呈现出先大幅度减小,后小幅度增加的趋势;与梯田和坡耕地比较,淤地坝的平均增产效益分别达到36.4%（梯田）和78.9%（坡耕地）。提出了坝系观测中应注意的几个问题,对促进完善小流域淤地坝建设和效益评价具有重要意义。     

黄土高原沟壑区淤地坝泉眼封堵技术的探索与实践

随着黄土高原地区淤地坝坝系建设的规模推进,淤地坝坝址泉眼封堵直接影响着坝系建设的布局,坝址泉眼封堵技术成为了坝系建设中必须解决的重要技术问题。通过在庆阳市西峰区淤地坝建设中的施工实践,对黄土高原沟壑区淤地坝坝址泉眼封堵技术进行了有益的探索。     

黄土高原淤地坝水毁问题分析

淤地坝是黄土高原地区防止水土流失有效的工程措施之一,但淤地坝水毁事件时有发生,在一定程度上对当地群众的生活和农业生产造成影响,也制约了淤地坝的发展。超标准的暴雨洪水是引发淤地坝水毁的主要因素,同时淤地坝被淤满、坝坡无防护措施、施工质量差、管护不到位也是引发淤地坝水毁的因素。中小型淤地坝易发生水毁,水毁部位多发生在坝体。目前,业内主要依库坝破坏痕迹来推测淤地坝水毁过程,还未能真正实施对淤地坝从建坝到水毁的动态监测。由于缺乏有效的水毁风险预警体系,所以研究淤地坝水毁灾害对于淤地坝今后的发展具有重大意义。     

黄土高原地区淤地坝建设前景展望

黄土高原地区水土流失极其严重,建设淤地坝可以改变微地貌,增加良田面积,有效拦截泥沙,防止沟道侵蚀;能有效拦蓄洪水,提高水资源的利用率;有利于促进退耕还林还草,加快区域植被恢复,改善生态环境;还可以坝代路,便利交通.实践证明,淤地坝建设是治理黄土高原地区水土流失的主要措施之一.     

黄土高原地区淤地坝建设的地位及发展思路

实践证明,淤地坝在拦截泥沙、蓄洪滞洪、减蚀固沟、增产粮食、改善生态环境等方面综合效益显著,在黄土高原水土流失治理中具有不可替代的作用。据统计,黄土高原地区现已建成大、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。黄土高原地区今后在淤地坝建设上,要以多沙粗沙区为重点、以小流域为单元科学布局,加强科研与前期工作,搞好小流域坝系示范,制定有关政策法规,推动大规模淤地坝建设顺利开展。     

甘肃中型以上病险淤地坝除险加固工程主要做法与成效

淤地坝是黄土高原地区治理水土流失和改善当地生产条件的一项重要工程措施,但是受投资规模的限制,加之普遍存在少花钱、多建坝、快拦泥、多淤地的思想,过去建成的淤地坝多为大坝和放水建筑物"两大件",没有泄洪设施,且病险问题突出。随着经济社会的发展,人们对防灾抗灾减灾和安全生产提出了越来越高的要求,保障淤地坝安全运用变得越来越有必要,若不对病险淤地坝有针对性地进行除险加固,则危害到一方民众的安居乐业。介绍了甘肃黄土高原地区中型以上病险淤地坝除险加固项目建设的主要做法和取得的成效。     

淤地坝运行管理方式浅析

总结分析了全省淤地坝运行管理的成功经验,对骨干坝与中小型淤地坝的运行管理提出了合理建议,可为黄土高原地区淤地坝的建设管理与健康有序发展提供参考。     

黄土高原淤地坝建设现状及其发展对策

黄土高原地区已建成大、中、小型淤地坝 11万座 ,淤成坝地 3 0多万hm2 ,在减少入黄泥沙、改善生态环境、发展区域经济等方面发挥了显著作用。目前 ,淤地坝建设存在投入少、进度慢 ,缺乏坝系规划 ,设施不配套 ,存在病险隐患等问题。提出了淤地坝建设的对策和建议     

黄河流域第三副区坝系拦沙输沙监测成果分析

黄河流域第三副区聂家河小流域坝系工程布局以现有骨干工程为骨架,各级沟道自上而下逐段布设小型淤地坝、中型淤地坝和骨干工程,分级拦蓄径流泥沙;在其示范坝系的典型淤地坝上布设了降雨、拦沙及输沙监测点.监测结果表明:坝系工程抬高了侵蚀基准,稳定了沟坡,控制了沟床下切和沟岸扩张,增强保土保水能力,尤其骨干坝在坝系拦沙中起关键作用,能够快速有效地拦蓄径流泥沙,控制水土流失,是水土保持生态建设的重要措施,为保护下游河流安全起到了重要作用.     

坝系农业与生态环境建设

水土保持生态环境建设是实施西部大开发的基础,坝系农业是生态农业的组成部分,在水土保持综合治理的系统工程内依靠坝系建设发展沟坝地、缩河造地、引洪淤地。利用坝库拦蓄的径流发展水浇地。增加粮食产量,为荒山退耕还林还草奠定基础。     

韭园沟示范区小流域坝系布局分析

韭园沟流域坝系建设以坝地生产利用和拦洪拦沙为目的,采用蓄种相间,大、中、小结合,先支后干,做到分工负责、有机配合,使坝系整体防洪安全,有效拦泥淤地,保证坝地稳产高产。通过对坝系布局、坝系防洪能力和生产运行过程进行分析,在确定实现相对稳定坝系单元优化布局,进而对现状坝系不合理的布局结构进行调整和补充的基础上,合理安排发展中小型坝,形成坝系在各个骨干工程分段控制的既相互联系又相对独立的单元结构,把流域内全部洪水和泥沙有计划、均衡地拦蓄在若干个控制单元内,达到分洪拦泥、坝系安全生产运行、水土资源充分利用的目的。     

论陕南水土保持治理方略

陕南是长江流域水土流失最为严重的地区 ,年输入长江泥沙量达 0 9亿t。该区山丘面积大、森林面积小、坡耕地多 ,重点应搞好封山育林和陡坡退耕 ,充分发挥生物资源潜力 ,形成主导产业 ,发展县域经济 ;建设基本农田应以深山平地改土、兴建石坎梯田为主攻方向 ,大力实现梯田变为水浇地和水田 ;实行生态移民和治山保川     

陕北黄土丘陵区淤地坝的规划和利用模式及效益评价

淤地坝是陕北黄土丘陵沟壑区控制水土流失和建设高产农田的有效措施。文中论述了坝系规划及坝地利用模式、淤地坝的经济效益和坝系的减水减沙效益。有关建坝的设计标准、建坝密度和投资回收年限等几个主要问题也予以讨论。     

基于无人机倾斜摄影技术的黄土丘陵区典型小流域淤地坝特征信息提取与分析

淤地坝现状特征信息的精准提取对于淤地坝运行现状评估十分重要,全面的淤地坝特征信息可为病险坝除险加固提供重要依据,当前淤地坝特征信息提取尚缺乏科学高效的技术。针对此问题,拟提出基于无人机倾斜摄影技术提取淤地坝运行现状特征的方法,以无人机航拍影像为基础数据,生成三维实景模型和高精度DEM,用于淤地坝数目、位置、剩余库容、有效坝高等重要现状信息的提取和测量,进而分析小流域内淤地坝分布、组成结构、坝体信息、淤积程度、坝控流域面积等特征。将此技术应用于陕西省榆林市子洲县蛇家沟小流域,详细提取1座大型坝和3座中型坝的现状特征信息。经过同野外实测数据对比,提取的淤地坝坝体信息相对误差均＜3.8%。所识别的大型坝剩余库容不足,处于基本淤满状态,且坝顶明显沉降,在极端降水条件下具有极大的漫顶溃坝风险。坝地耕作面积占小流域面积比例仅为2.17%,仍有坝地尚未开垦利用。研究结果可为小流域淤地坝动态监测与科学管理提供新方法和新思路。     

甘肃省淤地坝水资源的利用潜力

[目的] 分析淤地坝拦泥蓄水及其水资源利用潜力,为淤地坝水资源利用及管理提供依据。[方法] 本文通过调查法对甘肃省多沙粗沙区淤地坝建设现状、拦沙数量及空间分布、水资源利用效益和利用潜力进行分析。[结果] 截至2019年底甘肃省共建成淤地坝1 600座,其中大、中、小型坝各为559,452,589座;坝控面积4 101 km²,总库容4.82×10⁸ m³,其中设计拦泥库容2.29×10⁸ m³。目前拦泥库容1.43×10⁸ m³,占设计拦泥库容的62.37%;拦泥库容中,大、中、小型坝各占80.86%,13.21%和5.93%;泾河流域、黄河干流、渭河流域、洮河流域各占71.46%,13.91%,12.72%,1.91%。由于流域产沙量减少,大型坝平均淤积17 a后（平均设计淤积年限15 a）剩余拦泥库容占设计拦泥库容的43.88%;中型坝平均淤积后（平均设计淤积年限10 a）剩余拦泥库容占设计拦泥库容的38.81%。全省淤地坝剩余拦泥库容8.62×10⁷ m³,可作为今后蓄水利用的潜在库容。目前,淤地坝蓄水主要用于应急抗旱、农业及果园高效节水灌溉、土地多种经营及经济综合开发、畜禽养殖、淤地坝田园综合开发利用等。庆阳、平凉、天水和定西市安定区今后可开发用于人饮备用水源地、提灌补灌工程水源地、水体养殖（鱼塘）的淤地坝数量共147座。[结论] 为满足当地乡村振兴与高质量发展对淤地坝的社会需求,对有蓄水用水需求的区域,应提高新建坝的设计标准,建设可长期蓄水的高标准淤地坝;对已建成的大中型淤地坝进行提质改造,保证淤地坝坝体、防洪及水资源利用的安全性,同时建立淤地坝风险管控预警机制,有效化解缺水地区淤地坝蓄水用水与防汛管理的矛盾。     

晋西多沙粗沙区坝系建设的相关问题

 坝系是以小流域为单元,为充分利用水沙资源,在沟道中修建的以滞洪、拦泥、淤地为目的的大中小型淤地坝工程体系。坝系建设,就是在一条小流域内合理布局大、中、小型淤地坝工程体系,做到遇洪能拦,遇旱能灌,淤地能种,水多能排,防洪保收。为总结晋西多沙粗沙区坝系建设的经验教训,指导今后沟道坝系建设,在对小流域典型坝系进行综合调查的基础上,对坝系建设的相关问题进行了探讨。认为合理确定坝控规模、建坝密度、建设时序和大中小型淤地坝的比例,是保证沟道工程安全,充分发挥坝系群体最佳效益的主要内容。     

Sediment Yield Deduction from Check–dams Deposition in the Weathered Sandstone Watershed on the North Loess Plateau,China

As the basic unit of erosion and sediment yield, it was critical to determine the amount of soil erosion and sediment yield in the small watersheds for sustaining a reasonable water resource and sediment regulation system. In this study, we determined the sediment yield from the dams‐controlled watershed on the North Loess Plateau. Three check dams in the watershed were investigated by drilling ten‐hole sedimentation cores. The corresponding flood couplets were dated according to thickness of deposition layers, distribution of sediment particle size and historical erosive rainfall events. On the basis of the check dams capacity curve, the soil bulk density and the thickness of couplets, the deposit mass of check dams, and then the sediment yield of watershed at different temporal and spatial scale were deducted. In total of the 33, 60 and 55 couplets were corresponded to individual flood events in the dam MH1# from 1976 to 1984, the dam MH2# from 1985 to 2007, and the dam MH4# from 1981 to 2009, respectively. The specific sediment yield for flood events was 1,188.5–11,527.9 Mg km⁻², 1,278.6–17,136.7 Mg km⁻², and 3,395.9–33,698.5 Mg km⁻², and the annual average sediment yield was 10,728.6 Mg (km² · a)⁻¹, 12,662.9 Mg (km² · a)⁻¹, and 16,753.3 Mg (km² · a)⁻¹ in dam MH1#, MH2# and MH4# controlled watershed, respectively. The sediment yields were inversely proportional to the dams – controlled areas. For the whole watershed, the annual average sediment yield was 14,011.1 Mg (km² · a)⁻¹ from 1976 to 2009. There were large amounts of sediments (42.3–50.5%) were intercepted gradually along the way from small watersheds to the river channel. And the minimum rainfall for sediment deposited in the dams was greater than 20 mm in this watershed. The results of this study suggested that the sediments retained behind check dams were helpful to quantifying the amount of erosion sediment yield and understanding the soil erosion evolution in the small and ungauged watersheds. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄土丘陵区小流域淤地坝纪录的泥沙沉积过程研究

淤地坝是黄土丘陵区小流域水土流失治理的重要工程措施之一,在拦蓄泥沙的同时,也记载了小流域侵蚀产沙的历史变化过程及特征.该研究根据流域历史降雨资料,分析了黄土丘陵区关地沟小流域淤地坝1959～1987年泥沙沉积旋回变化及各旋回层泥沙中、小流域沟间地和沟谷地表层土体中放射性同位素137Cs含量,研究了小流域侵蚀产沙变化过程及泥沙主要来源.结果表明:该小流域在淤地坝建设初期,侵蚀产沙强度很大,其后产沙强度由强变弱,呈显著降低趋势,淤地坝内沉积泥沙的70%来源于沟间地;微小流域与较大流域在泥沙来源方面存在较大差异.