黄河中游水保措施保存面积的核实初探

对大面积水土保持治理措施的保存面积进行核实是分析计算水土保持减水减沙效益的基础。笔者通过应用土地详查成果，对黄河中游黄土丘陵沟壑区的晋西北１４县及黄土高原沟壑区的陇东８县（市）进行了梯田、坝地、造林、种草措施保存面积的核实，得出了黄河中游两个不同类型区的大面积各项水土保持治理措施的保存率，并用晋西典型调查进行验证，为黄河中游地区水土保持措施减水减沙效益的研究提供了可靠的基本数据。     

黄河中游地区坝库工程的防洪急需加强

<正> 新中国建立以来,黄河中游地区修建了约10万座淤地坝和小型水库,其中库容在50万m~3以上的有1万座。这些坝库主要分布在陕北和晋西地区,尤以无定河上游分布较多,形成了较为密集的坝库群。如处于无定河源区的靖边县,有各种坝库1500座,总库容近10亿m~3。这批工程的兴建,对当地经济的发展和黄河的治理与开发起到了重要作用,但由于各种原因,这些工程在防洪方面却长期存在着严重的问题。     

黄河中游地区侵蚀产沙规律及水保措施减洪减沙效益研究综述

 黄河中游的粗泥沙主要来源于河龙区间(河口镇至龙门)以及泾、洛、渭等几条支流,粗沙来源区与多沙来源区基本一致,形成所谓的多沙粗沙区。黄河中游多沙粗沙区面积为7.86万km2,以22.8%的面积产生了69.2%的总输沙量和772%的粗泥沙量。黄土丘陵沟壑区一副区的土壤侵蚀模数最高,达1万2420～3万6440t/(km2 ·a)。水土保持措施(梯、林、草、坝等)起到了很好的减洪减沙作用。多项有关河龙区间的研究成果(水文法)表明:20世纪70年代,水土保持措施年均减沙量为2.08亿～2.75亿t,80年代为3.20亿～4.48亿t,90年代(1990—1996年)为3.16亿t。泾河、洛河、渭河等支流,水土保持措施的减洪减沙效益也十分突出。森林植被通过林冠层、枯落物层和根系土壤层的分层拦截吸收,起到突出的减洪减沙作用。晋西、陇东等试点流域,人工林区与无林或少林区相比,减沙效益高达78%～96%,消除了洪峰流量及猛涨猛落的洪水过程,从根本上控制了土壤侵蚀。今后,应加强不同尺度流域间,水沙运移规律的尺度转换等有关研究。     

坝系建设在黄河水土保持生态工程中的作用

为加快黄河流域水土保持生态建设的步伐，2001年国家启动了黄河水土保持生态工程建设项目。山西省涉及昕水河、县川河两条黄河一级支流，项目区总面积l857．0km^2，其中水土流失面积1610．86km^2，占86．7％。按照建设规划，新增骨干坝159座，淤地坝224座，坝系工程国补投资7002．2万元，占整个项目国补投资的79．3％。文章简述了坝系建设的措施，分析了预期产生的效益。     

淤地坝拦泥减蚀机理和减沙效益分析

该分析了黄河中游地区典型小流域和重点支流淤地坝的资料，得出淤地坝拦泥减沙作用明显，减蚀作用也很显。（１）淤地坝是沟道治理主要措施，坝库的减沙量约占水保措施总减沙量６０％－７０％；（２）坝地淤积，抬高了侵蚀基准面，可以防止沟道下切和沟岩扩张；（３）黄河中游地区淤地坝的发展潜力很大，有待进一步合理规划坝系，增加投入，开发建设。     

河龙区间减沙效益与水土流失治理度的关系

 研究黄河中游河龙区间水土保持措施减沙效益与水土流失治理度的关系。结果表明:1)河龙区间减沙效益与水土流失治理度呈正相关关系。二者关系可以按照治理度与减沙效益取值范围的不同,明显分为减沙效益高值区和减沙效益低值区2个区,其单位治理度的减沙效益基本相等。减沙效益低值区的治理度小于15%时,基本没有减沙效益。“两川两河”要想取得10%以上的减沙效益,治理度应超过30%。2)河龙区间减沙效益与水土流失治理度关系分为减沙效益高值区、减沙效益中值区和减沙效益低值区3个区后,减沙效益高值区的治理度提高10%,减沙效益可以提高约8%;减沙效益中值区的治理度提高10%,减沙效益提高8%;减沙效益低值区的治理度提高10%,减沙效益只能提高3.4%。因此,构筑减少黄河粗泥沙的第一道防线,建议首选位于减沙效益低值区的窟野河和皇甫川流域。     

三川河流域减沙效益初步分析

三川河流域是黄河中游地区一条多沙粗沙河流。流域面积4161km~21955年开始治理,1983年列为全国重点治理区,1986年治理面积占水土流失面积的34.5％。据水文站观测,近10年输入黄河的泥沙较前20年减少58.8%。采用水保法分析,1975年治理度为12.7%,减沙10.8%;1982年治理度为16.9%,减少19.0%:19.86年减沙31.6％。30多年来,流域水土保持措施共拦沙10389万t,占同期实测输沙量的14.7％。文章指出,近20年来人类生产活动,每年约增加河流泥沙的6～8％,抵消了部分水土保持效益,应引起社会重视。     

黄河中游淤地坝工程可持续减沙途径分析

黄河中游地区淤地坝的减洪减沙作用十分显著,但20世纪80年代以后呈降低趋势,如何实现淤地坝的可持续减沙作用值得探讨.以黄河中游淤地坝工程最多的黄河二级支流大理河流域为例,采用“水保法”计算了梯田、林地、草地、坝地四大水土保持措施的减洪减沙量,分析了淤地坝减沙总量及其变化过程,探讨了淤地坝工程实现可持续减沙的技术途径.结果表明,大理河流域平均每淤1 hm2坝地需要泥沙75 000 t;要达到1 km2流域面积发展坝地3.33 hm2的目标,需要17 a左右的时间;实现淤地坝可持续减沙作用的布坝密度为2.5座/km2;未来大、中、小型淤地坝的配置比例为1∶2.5∶5.5;进行坝系建设时应尽量采用自下游向上游的建坝时序.要实现黄河中游淤地坝的可持续减沙作用,应从坝地发展速度、布坝密度与大、中、小型淤地坝配比、建坝时序及坝体加高5大技术途径方面进行综合分析和实施.同时,还应从淤地坝的后续建设、坡沟兼治、预防超标准洪水、明晰产权制度和加强管理养护等方面,完善并制订相应的政策措施.尤其要重视淤地坝建设的相关科学研究,努力提高其科技含量.     

黄土高原水土保持世行贷款项目减水减沙效益计算

世界银行中国黄土高原水土保持项目区截至１９９２年底止，已完成综合治理措施面积２９．８１万ｈｍ２，占区内水土流失面积的２．３％，现状减水效益已达６．５％～１７．６％，减沙效益已达９．４％～２５．８％。采用水保法计算减水效益和减沙效益，得出项目区水土保持治理措施计划全部实施后的第一年治理栏度可达６０．４％，可减少径流１．ｌｌ亿ｍ３，累计减水效益可达２１．３％～４３．２％，年可减少入黄泥沙３５６０万ｔ，累计减沙效益可达３０％～５３％。项目经济分析期３０年的减水量约２５．８８亿ｍ３．减沙量大致在９亿：左右。这对改善当地生态环境和生产条件以及黄河下游的治理开发、都具有主要作用。     

皇甫川流域十年治理大见成效

皇甫川是黄河中游的一条多沙支流，也是黄河主要粗沙产区之一。１９８３年皇甫川流域列为全国重点治理区后，准格尔旗开展治理的一期工程开展３８条小流域，通过十年综合治理，累计保存治理面积７５０．７ｋｍ２，治理程度达７３．８％；人均产粮由３２６ｋｇ提高到５２６ｋｇ，人均收入由１１６元提高到５５７元；总产值由１９８２年的１３６１．１万元增加到６３８５万元；土地生产率由每平方公里１．７１万元提高到７．７５万元；可增加环境容量６．３人／ｋｍ２据测算，重点治理区的蓄水效益达７３％，减沙率为７０．６％。     

淤地坝“淤满”后的水沙效应及防控对策

黄土高原大规模的淤地坝建设在减少黄河泥沙以及改善区域生态环境方面发挥了巨大作用.但是,在淤地坝“淤满”的极端条件下,关于其水沙效应变化及防治对策的研究还较少涉及.经分析,淤地坝“淤满”后:1)坝控范围内坡度降低,径流长度减少,沟道比降降低,而横断面由原来的“V”型沟道,演变为“U”型沟道;2)以关地沟4号坝为例,使用RUSLE计算,修建淤地坝前,坝控范围内平均每年土壤侵蚀模数为4 472 t/(km2 ·a),淤满后,土壤侵蚀模数下降至4 019 t/(km2·a),降幅约10％,“原地”减蚀作用显著,从修建至淤满阶段,拦沙作用巨大;3)淤地坝淤满后,坝地流速显著降低,从修建淤地坝前的0.83 m/s降至0.27 m/s,但坝体外坡的流速显著增加,特别是坡底,最大流速可达3.76 m/s;4)淤地坝淤满后,淤地坝“异地”减蚀作用会降低.基于上述变化,针对淤地坝淤满后的极端条件,本文提出如下防治对策:1)以小流域为单元,以溢洪道为主体,完善沟道排洪设施布设,提高支沟内以及支沟与主沟的连通度,提升排洪能力;2)遵循“因地制宜”原则,科学合理植树种草、修建梯田,加强坡面治理,减少坡面来水来沙,消耗和分散坡面来水侵蚀能量,降低坝地淤满后被损毁的风险;3)采取“截水沟和排水沟相结合,工程措施和植物措施相结合”的方法,做好坝体陡坡防治,提高坝体外边坡植被覆盖度.研究结果以期为黄土高原淤地坝建设提供理论支撑.     

昕水河流域综合治理及水沙变化分析

<正> 昕水河流域是山西省临汾地区西山最大的入黄一级支流,面积4326km~2,占临汾西山地区总面积的42％。统计该流域葛口水文站1955～1989年径流泥沙资料,可知1973～1989年的17年,水沙变化较大,年平均径流量、输沙量分别比1955～1972年减少了39.6％和54.8％。特别是1981～1989年,年平均径流量减少了47.8％,输沙量减少70.8％。本文拟对该流域的水沙变化原因作一初步分析。     

三门峡水库对黄河河流地貌的影响

三门峡水库建成后,先后采用了蓄水拦沙、滞洪排沙和蓄清排浑调水调沙三种运用方式,水库在运用过程中也相应的分为三个阶段.第一阶段水库淤积严重,主要在潼关到上游大坝;第二阶段为滞洪排沙,排沙量增加幅度较大,淤积主要在潼关以下;第三阶段为蓄清排浑,使潼关以下淤积得以改善.在分析了三门峡水库运用后库区的冲淤、潼关高程的变化及库区下游河流地貌的变化情况,总结了不同运用方式下下游黄河河流地貌的变化规律.     

内蒙古十大孔兑水土流失危害及治理对策

内蒙古伊克昭盟境内自南向北汇入黄河干流的 10条山洪沟 (蒙语称孔兑 ) ,流域形态相似 ,沟道比降大 ,上游有大面积砒砂岩出露 ,中游是库布齐沙漠 ,水土流失严重 ,泥沙颗粒粗 ,流量大于 15 0m3 /s时含沙量均在 10 0 0kg/m3 以上 ,暴雨洪水常造成泥流淤堵黄河 ,曾使黄河干流断流 ,危害严重。主要治理对策是 :上游丘陵沟壑区 ,开展以小流域为单元的综合治理 ,加强沟道坝系建设 ,拦蓄洪水泥沙 ;中游沙漠区 ,引洪入沙 ,既治沙又减少泥沙下泄 ;滩山结合区 ,大力开展引洪漫地 ,减少入黄泥沙。     

黄河中游多沙粗沙区治理对黄河水资源的影响

黄河中游多沙粗沙区地表水含沙量极高,减少这一地区进入黄河的泥沙极其重要。多沙粗沙区的地表径流量为31.18亿m3,扣除泥沙后的清水资源量为28.21亿m3。各治理区特别是一期治理区,对黄河产水的负效应远小于减沙的正效应。对黄河中游多沙粗沙区实施治理,会减少入黄水量,但同时能减少入黄泥沙,因拦减泥沙而节约下游输沙用水使黄河增加的可用水量远大于措施本身的拦减水量。治理程度越高,拦沙比例越大,相对节约的水资源量越多。在同一减沙比例下,因减少输沙用水而相对“增加”的水资源量,一期治理区大于二期治理区,二期治理区大于三期治理区。     

水土保持措施对黄河减水减沙作用的分析

黄河中游河龙区间、泾河、北洛河、渭河 ,是黄河流域水土流失最为严重的地区 ,黄土丘陵沟壑区年土壤侵蚀模数达 5 0 0 0～ 15 0 0 0t/km2 。采用“水保法”、“水文法”分析计算 ,1970～ 1996年 ,河龙区间及泾河、北洛河、渭河流域水土保持措施年均减水 5 45 6亿m3,年均减沙 2 2 3 8亿t ,每年可为黄河下游减少泥沙淤积 1 5 7亿t。水土保持措施是实现黄河下游“河床不抬高”的治本之举。     

黄河流域水土保持蓄水保土效益计算

新中国建立以来,黄河流域的水土保持工作取得了显著成效。采用水保法计算、水文法校对,1950～1987年,黄河流域各项水保措施累计蓄水量为259.7亿m~3。1970～1987年年平均蓄水量12.9亿m~3,是1950～1969年年平均蓄水量1.36亿m~3的9倍多。38年累计拦泥保土量为70.22亿t,其中后18年年平均拦泥3.12亿t,约占黄河陕县站多年平均输沙量16亿t的20％。在所拦的泥沙中,有75％的集中分布在陕晋蒙接壤地区,46％的集中分布在陕北。按措施分析,则梯田(包括条田、埝地)占14.5％,坝地占76.8％,林草占9.9％。文章还对坝地减轻侵蚀的作用进行了讨论,分析了水土保持在减少入黄泥沙中的作用,并指出了开荒、开矿、修路等造成新的水土流失对水土保持效益的影响。     

用边际分析法确定黄河中游粗泥沙集中来源区

 为进一步寻找并治理对黄河下游主槽淤积危害最严重的粗泥沙集中来源区,根据1960年未建三门峡水库前自然水沙条件下下游河槽淤积物粒径组成,确定出黄河中游粗泥沙集中来源区界定中的粗泥沙界限为0.1mm。利用边际分析法在黄河中游多沙粗沙区确定粗泥沙集中来源区面积为1.88万km2。该面积仅占黄河中游多沙粗沙区面积的23.9%,可产生的全沙、粒径大于0.05mm和0.1 mm的泥沙分别占同期多沙粗沙区相应沙量的34.5%、47.6%和68.5%。由此看出,该区是名副其实的粗泥沙集中来源区。     

黄河河龙区间水沙变化的水文分析

黄河河龙区间总面积129654km~2,年均输入黄河泥沙量达9.08亿t,占全河沙量的57％。70年代特别是80年代以来,本区来水、来沙量呈现出明显减少趋势。采用不同系列对比分析法、双累积曲线分析法、降雨指标法等水文分析方法,分析区间内降雨、径流、输沙实测资料可知:70、80年代在河龙区间总减水量分别为21.36亿m~3、37.56亿m~3中,人类活动影响的约占80％,在减沙总量分别为2.86亿t、6.68亿t中,人类活动影响的约占50％左右,因降水减少而减少的水沙量分别占总减水、减沙量的20％和50％左右。