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。     

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。     

建立砒砂岩区坝系相对稳定规模模型的探讨--以内蒙古皇甫川西黑岱沟小流域坝系为例

以位于黄土丘陵沟壑区第一副区砒砂岩区的内蒙古皇甫川流域的西黑岱沟小流域坝系为典例，在坝系相对稳定分析的基础上，利用处于相对稳定的单坝资料，通过回归分析法，推求淤地面积、坝高和控制面积的相关关系，初步分析并建立不同频率暴雨洪水条件下坝系相对稳定的数学模型，探求相对稳定单坝设计及坝系规划的规模依据，以期抛砖引玉、起到推进该地貌类型区坝系相对稳定的研究与实践的作用。     

黄土丘陵第三副区典型淤地坝系结构特征分析

为科学认识黄土丘陵区淤地坝系结构特征,对黄土丘陵区第三副区车路沟坝系沟道特征、库容分布特征、泥沙淤积及蓄水量分布特征进行了总结,并对坝系的级联方式进行了解析,对把口站的水沙变化趋势进行了分析。结果表明:(1)车路沟流域随着沟道级别的提高,沟道平均面积增大,平均沟长增加,平均比降减小;Ⅰ级沟道小型坝的数量最多,Ⅱ级沟道中型坝数量最多,Ⅲ级和Ⅳ级沟道则以骨干坝建设为主。(2)随着沟道级别的提高,骨干坝的总库容、设计防洪库容和设计淤积库容表现为逐渐增大,中型坝、小型坝的总库容和设计防洪库容表现为逐渐减小,设计淤积库容先增大后减小。(3)车路沟坝系中型坝和小型坝的设计淤积库容已经几乎淤满,而骨干坝还剩余较大的淤积库容。(4)车路上游坝系单元通过拦蓄洪水泥沙为下游主沟的淤地坝减轻防洪压力,坝系单元内部各中小型坝尽快淤积成地,车路沟坝系仍有较大的淤地潜力;随着车路沟淤地坝系的建设,流域把口站的水沙趋势发生了明显变化。研究成果以期为黄土高原淤地坝系建设管理提供参考。     

关于坝系相对平衡系数(A_坝/A_流)局限性的讨论

坝系相对平衡系数，即淤地坝体系的淤地面积与坝系所控制的流域面积之比，目前被用作衡量坝系所处平衡状态的量化指标。但由于它把一个三维坝系平衡问题简化为二维平面问题，无法准确反映坝系流域地势高差并忽略了沟道坡度对坝系平衡的影响，因而具有地貌学方面的局限性；坝系相对平衡的实质在于坝系流域水沙产出通量、坝地水沙吸收储存与坝系工程拦排能力间的平衡关系，而坝系相对平衡系数仅表达了这一关系中的部分内容，在水文学方面具有局限性；坝系流域的平衡以库坝工程体系的安全稳定为基础，因而坝系相对平衡系数在工程学方面也存在一定的局限性。坝系流域的平衡或稳定，是一个基于全流域空间之上的综合性稳定，须从结构性稳定和生物性稳定两方面考虑。     

称钩河流域示范坝系监测设想

称钩河流域坝系监测的主要内容包括:工程建设动态监测、拦沙蓄水监测、坝地利用及增产效益监测、坝系工程安全监测。通过监测工程的实施,准确评价坝系建设的生态、经济和社会效益,为全市今后建设安全运行、相对稳定的小流域坝系提供强有力的技术支撑,同时提高坝系及淤地坝设计、施工、管理和生产的水平,保证坝系工程整体质量与效益的全面稳定发挥。     

黄土高原小流域坝系水土保持监测技术探讨

为了全面、系统地监控和及时掌握坝系工程建设和运行的基本情况,积累基础资料,为坝系工程建设综合效益评价提供技术支撑,为宏观决策提供科学依据,必须开展坝系水土保持监测工作。以《黄河流域水土保持小流域坝系监测导则》等规范为依据,结合编制黄土高原小流域示范坝系监测设计的工作实践,提出了黄土高原小流域坝系水土保持监测的内容、方法及有关问题。     

基于GIS的坝系规划系统研究

在对坝系规划设计的理论和方法进行总结分析的基础上，提出研究利用现有的小流域基础数据，运用“3S”前沿技术、计算机图形技术、数据库技术、虚拟现实技术以及系统工程学的基本原理，进行基于GIS的小流域水土保持坝系规划系统研究。为我国水土保持坝系规划提供一个技术平台，对提高水土保持沟道治理方案的设计质量和速度、节省规划时间和投资，具有重要的理论和实践生产意义。     

浅谈坝系建设与机械化

目前在坝系建设中已广泛采用机械施工,大大加快了坝系建设的步伐,提高了坝系建设的质量。但在管理、规划、设计、施工及管护等各个方面,与坝系建设机械化还不十分适应。应进一步提高机械化作为坝系建设重要措施的认识,加大改革力度,加强坝系建设机械化的试验研究,尽快制定出相应技术规范,以保证坝系建设高速、健康地发展。     

吕梁市坝系建设的发展对策

总结了吕梁市多年来淤地坝的建设效益,针对坝系设计、建设、运行、管理方面存在的不足,提出了强化对坝系建设的认识、完善坝系工程的前期规划、加大坝系建设的投资力度、保证生物配套措施的实施、实行坝系运行的后续管理等对策。     

小流域坝系相对稳定与布局优化规划模型研究

坝系相对稳定与优化布局规划是当前小流域坝系建设研究的热点领域。在对坝系规划及坝系相对稳定研究和应用现状综述的基础上,依据系统动力学的原理,采用经验法、动态仿真法和非线性规划法建立了基于拦泥库容、滞洪库容、溢洪道流量优化设计的坝系布局优化模型和建坝时序优化模型,编制了坝系规划计算机自动优化流程图,并以陕北黄土丘陵区韭园沟小流域坝系优化为例,对模型进行了实例验证,取得了较好的应用效果,对黄土高原丘陵沟壑区小流域坝系建设优化规划有借鉴和指导意义。     

极端降雨条件下小流域淤地坝系连溃风险分析

近年来,黄土高原上的淤地坝在减轻水土流失、淤地造田等方面发挥了重要作用.但相较土石坝,淤地坝的防洪标准不高,更容易发生溃坝.淤地坝多以梯级形式分布在若干小流域中,构成了一个复杂的坝系网络,为正确评价溃决风险带来很大的挑战.采用一种基于小流域水文计算和考虑复杂入流条件的淤地坝系连溃风险分析模型及相应的计算程序FT-IWH...     

河南省淤地坝安全自动化监测系统设计与应用

[目的] 设计淤地坝安全自动化监测系统，实现淤地坝监测数据的实时传输与预警，提升河南省淤地坝安全管理能力。[方法] 选取5座典型淤地坝作为试点，进行淤地坝安全自动化监测系统的设计、施工、安装和试运行，初步建立了淤地坝安全预报模型。[结果] 监测系统实现了淤地坝雨量、水位、渗压、变形和位移、应力、视频等监测数据的自动化采集和安全隐患预测预警，提升了淤地坝安全监控能力。[结论] 系统运行后有助于增强河南省全省的淤地坝系统安全管理，为黄土高原地区淤地坝汛期安全运行提供一种全新的信息化管理模式。     

淤地坝系试点示范建设浅见

通过回顾水土保持淤地坝建设的发展历程，阐述了做好淤地坝建设试点示范的重要意义，揭示了试点示范工作对淤地坝建设的推动作用。围绕淤地坝可研、设计、建设管理和运行管护4个阶段，分析了当前淤地坝试点工程建设应注意的问题，以及开展以支流为单位淤地坝系建设对淤地坝长远发展和水土保持治黄事业的优越性，指出了实施好支流坝系试点示范工程应抓住的关键环节，旨在为广大从事淤地坝建设的同仁们提供参考。     

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.     

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。     

基于混沌神经网络的流域坝系稳定性分析

坝系相对稳定原理是淤地坝规划的理论基础。依据影响坝系稳定性的7个主要因素：坝控面积、坝数、总库容、可淤库容、坝前水深、防洪能力、淤地面积,以Matlab 7.0为平台,采用混沌神经网络（COBP）模型对马家沟流域13个坝系进行了稳定性分析。结果表明,13个坝系中有7个坝系处于不稳定状态,采用坝系稳定系数来校核COBP模型的计算结果,得出的结论一致,因此,可以判定采用神经网络方法得出的结果基本可信。此外,分析了7个坝系不稳定的原因,采用增加坝高和增加淤地坝数量的方法使7个不稳定坝系均达到稳定状态。通过对马家沟13个小流域淤地坝重新规划,形成的13个坝系全部处于稳定状态,可见COBP方法在确定流域坝系稳定方面具有实用的价值。     

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.     

黄土高原坝系工程的相对稳定性

 坝系要达到相对稳定,最基本的条件有3个:一是相对稳定系数必须大于或等于一定的允许值,这是坝系要达到相对稳定的关键;二是有足够的防洪能力;三是坝系工程安全无病险。同时也应该满足以下条件:20年一遇的暴雨洪水标准下坝地作物可以保收;当淤地面积达到设计的可淤面积时,坝地平均淤积厚度<20cm。其控制方法主要是:合理布设坝系规模与建坝顺序;实现对暴雨洪水的均衡分配;坚持坡面治理,提高流域治理度;布设排洪渠,以防坝地积水及超标洪水;加强日常养护。