新时期陕西省黄土高原地区淤地坝工程建设管理实践与思考

截至2022年底，陕西省建成淤地坝35 049座，占全国淤地坝总数的58%,是淤地坝建设的主战场。基于陕西省淤地坝建设发展现状及成效，从病险淤地坝影响安全运用、地方配套资金不到位、林业占地手续制约水保生态治理项目实施的积极性、运行管理手段落后等4个方面，分析了淤地坝建设管理方面存在的问题，提出了完善顶层规划体系、超前谋划项目前期、加强建设管理、创新筹融资机制、提升运行管理效能、加大技术创新力度等6个方面的应对举措，可为陕西省淤地坝高质量发展和打造黄土高原地区水土保持高质量发展先行区提供积极探索。     

淤地坝对坡地土壤有机碳分布的影响

以六道沟流域的淤地坝为例,测定了坝内外坡地土壤有机碳含量,旨在探讨淤地坝对坡地土壤有机碳分布的影响。研究结果表明:淤积达20年的淤地坝可以显著增加10 m长坡面0¹30 cm土层的土壤有机碳含量,尤其表层有机碳含量增加了2.92 g/kg,较坡外增加358.34%,差异极显著(P<0.01);从坝外到坝内坡地土壤有机碳基本表现出线性增大的趋势,但极大值点出现在坝内靠近分界线处;淤地坝的存在使坝内坡地比坝外坡地相同坡位的有机碳含量均增大,上坡增加的最大,达117.36%;坝内坡地土壤有机碳含量的变异系数较坝外的大。     

大理河流域淤地坝拦沙贡献率分析

为提高淤地坝拦沙贡献率的计算精度,揭示淤地坝拦沙量对流域输沙量减少的作用。以大理河流域为研究对象,提出一种基于GIS和土壤侵蚀模数的淤地坝逐年拦沙量计算方法,分析大理河流域淤地坝拦沙量对流域出口输沙量减少的贡献率。结果表明:(1)1954—2011年,大理河流域淤地坝逐年拦沙量呈波动式增加,多年平均拦沙量为0.12亿t,累积拦沙量为7.17亿t,其中1980—1989年年均拦沙量最高,为0.19亿t。(2)1960—2015年,大理河流域输沙量呈显著减少趋势,且在1971年和2002年均发生显著突变(P<0.05)。(3)人类活动是大理河流域输沙量减少的主要原因,1971—2001年淤地坝拦沙量占人类活动减少输沙量的贡献率为47.42%;随着流域植被恢复,2002—2011年淤地坝拦沙量占人类活动减少输沙量的贡献率降至31.04%。该方法对评价大理河流域淤地坝拦沙贡献率有一定的指导意义。2000年以后,由于植被恢复,大理河流域淤地坝拦沙贡献率下降。     

黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式下小流域侵蚀产沙特征

为进一步优化和合理配置水土保持措施,以黄土丘陵沟壑区3个不同土地利用方式下的坝控小流域为例,基于人工探槽取样、淤积层次甄别及与产流降雨事件的对应关系,结合1∶10 000早期地形图与全站仪测量,拟合库容曲线来估算淤地坝泥沙淤积量,进而反演坝控流域的产沙模数变化特征。结果表明:(1)延河马家沟3个不同土地利用方式下的洞儿沟、阎桥和芦渠坝控小流域,自建坝至2016年的多年平均淤积量分别为2 748.80,4 634.31,3 141.17 t;(2)洞儿沟、阎桥和芦渠流域多年平均产沙模数分别为2 432.56,3 131.29,1 794.95 t/(km~2·a),依次属于轻度、中度和轻度侵蚀;不同土地利用方式下坝控小流域的最小产沙降雨量均20 mm以上;(3)不同的土地利用方式对小流域侵蚀产沙影响显著,人类活动明显的阎桥流域多年平均产沙模数大于以林草地为主的洞儿沟流域,而以林地和梯田为主的芦渠流域多年平均产沙模数最小。由此可见,在黄土丘陵沟壑区合理配置不同的水土保持措施,是减少小流域侵蚀产沙的有效途径。     

安定区淤地坝“四变”改革探索与思考

为了最大限度地挖掘淤地坝的效益，2021年甘肃省提出了淤地坝“四变”改革，安定区被选定为试点。为夯实试点工作，安定区从组织保障、技术保障和宣传保障等方面做好前期准备，大胆探索，积极试验。阐述了安定区坝变库、坝变路、坝变田、坝变沟如何变及存在的问题，并针对性地提出了解决办法，以期能为全省淤地坝提质增效、实现可持续发展提供参考。     

淤地坝沟道植被覆盖/土地利用和土壤水分的分析

水分条件是限制黄土丘陵沟壑区植被生长的决定性因素,在水土流失严重的沟道中淤地坝发挥着十分重要的作用.用GF-2号卫星遥感影像和实地调查数据,基于Arc Map 10.5和eCognition 9.0、ENVI 5.3软件平台分析了甘肃省平凉市庄浪县西北部有坝沟道和无坝沟道植被覆盖度、土地利用类型和土壤水分的差异.结果 表明:1)植被覆盖度,有坝沟道高于无坝沟道2.17％,有坝沟道在高覆盖度下林地覆盖率最高,占总面积的31.82％.而无坝沟道在极低覆盖度下草地覆盖度最高,占总面积的27.53％,有坝草地和无坝草地均在极低覆盖度时达到最高值.2)土地利用类型,有坝沟道为:林地＞草地＞其他土地＞水域及水利设施用地;无坝沟道为:草地＞林地＞其他土地.3)土壤水分,有坝沟道土壤水分随土壤深度的增加而增加,无坝沟道则相反;土壤深度在180～200 cm时,有坝沟道的土壤水分明显高于无坝沟道,是植被覆盖度高的主要因素.黄土沟壑区淤地坝可提高控制区域的植被质量及覆盖度,有坝沟道土地利用类型较优,土壤水分较高,对治理沟道水土流失和改善流域内生态环境有显著作用.     

吕梁淤地坝建设的实践与思考

吕梁市地处晋西黄土高原,东隔汾河与晋中市为邻,西以黄河与陕西省为界,全市东西宽约142.16 km,南北长约200 km,巍巍吕梁山纵贯全境,境内的多座淤地坝不仅可以承担拦截泥沙、保持水土的作用,而且又有淤地造田、增产粮食的重大效益,被黄土高原地区群众亲切称为解决温饱的“粮囤子”、“命根子”、“钱袋子”。本文通过对淤地坝项目建设的调查与思考,提出了对未来淤地坝建设的设想。     

窟野河流域淤地坝和湖库洪水调蓄功能价值评价

窟野河流域是黄土高原水土流失最严重的区域之一。淤地坝作为黄土高原水土流失治理的一项重要工程措施，其滞洪作用常被忽略。以窟野河流域为例，基于生态系统服务功能价值核算的理论和方法提出了淤地坝、水库、湖泊洪水调蓄能力的量化方法，并运用影子工程法计算淤地坝、水库、湖泊洪水调蓄功能价值，探讨将淤地坝纳入生态系统洪水调蓄功能价值核算体系的必要性。结果表明：窟野河流域淤地坝、水库、湖泊可调蓄水总量为23 671.98万m³,洪水调蓄功能总价值为120 212.50万元，其中，淤地坝可调蓄水量为11 575.02万m³,占可调蓄总水量的48.90%,洪水调蓄价值为46 300.08万元，占洪水调蓄功能总价值的38.52%,淤地坝洪水调蓄能力和价值不可忽视；建立的淤地坝洪水调蓄功能价值评价方法简单且易于应用，将淤地坝纳入生态系统洪水调蓄功能价值核算体系中，使该体系在黄土高原地区应用更加完善、准确，可为淤地坝坝系规划、建设、投资及除险加固工作提供参考。     

淤地坝对黄土浅层滑坡的减蚀作用

为了研究淤地坝淤积对浅层滑坡的减蚀作用,基于三维连续介质动态数值模型,采用Voellmy流变模型,分析了侵蚀基准面抬升后黄土滑坡运动参数、动力参数以及能量参数的变化规律。结果表明:浅层滑坡在沟谷坡运动过程中,平均速度、前缘速度、侵蚀物质体积和总动能急剧增加,导致滑坡在接触坡脚时前缘速度出现波动且坡脚处侵蚀严重,极具破坏性。随着侵蚀基准面逐渐抬升,滑坡运行时间和平均速度峰值呈"S"形函数下降趋势,前缘速度和滑坡移动距离呈线性函数下降趋势,侵蚀物质体积和总动能呈指数函数下降趋势。随着侵蚀基准面逐渐抬升,滑坡的运动空间和侵蚀空间逐渐减少,仅在一定程度上降低了滑坡速度,但却有效抑制了滑坡的侵蚀作用,使侵蚀物质质量急剧减少,从而有效减少了滑坡体侵蚀总动能,在很大程度上减轻了浅层滑坡的致灾强度和致灾规模。研究结果揭示了淤地坝可以通过抬升侵蚀基准面来减少侵蚀,有助于加深淤地坝对黄土浅层滑坡减蚀作用机理的理解。     

淤地坝工程在山西水土保持高质量发展中的作用

山西省地形多为丘陵山地，土壤容易流失。淤地坝在山西省的水土保持工作中扮演着多重关键角色，对于实现可持续发展目标、维护生态平衡和提高农村经济水平具有重要意义。本文从山西水土流失治理现状、淤地坝数量、作用和功能等方面探讨了淤地坝在山西省水土保持中的重要作用，提出山西省需要持续关注淤地坝的建设和管理，以确保在地区的可持续发展中发挥应有的作用。