陕西延安黄土高原地区淤地坝建设规模研究

根据延安地区的水土流失特点，在对全区已建淤地坝进行综合调查分析的基础上。从侵蚀控制和拦泥减沙需要的两个方面对淤地坝建设规模进行了分析，依此确定延安地区黄土高原淤地坝的建设规模，淤地坝建坝总数27705座。其中骨干坝2847座，中型坝6804座，小型坝18054座，为延安地区的淤地坝建设提供理论依据。     

对坝系工程可行性研究报告编制中几个问题的思考

淤地坝在治理黄土高原水土流失、改善当地群众生产生活条件及生态环境建设中发挥了极其重要的作用。对不同侵蚀强度区骨干坝单坝控制面积指标、骨干坝的建坝顺序、骨干坝与中小型坝的配置、旧坝改建与加固中常见问题的处理原则进行了探讨。     

基于MIKE模型的不同淤地坝型组合情景对小流域侵蚀动力和输沙量的影响

为科学认识黄土高原淤地坝建设对小流域侵蚀动力过程的影响,通过分布式水文模型MIKE SHE和一维水动力模型MIKE 11耦合模拟了王茂沟流域的洪水过程,并计算了流域主沟不同断面的侵蚀动力参数和不同坝型组合的减沙效益。结果表明:(1)淤地坝建设在不同程度上改变了小流域沟道的侵蚀动力分布,坝系建成后沟道的侵蚀动力参数减幅最大。(2)小流域径流侵蚀功率表现为上中游剧烈变化,下游趋于稳定,且下游径流侵蚀功率明显小于上游。(3)淤地坝建设可以有效减小流域的输沙量,其中单独建设骨干、中型、小型坝相比流域未建坝时,输沙模数分别减少24.74%,47.11%,64.11%;流域坝系建成后减沙效益最明显,流域输沙量减少83.92%。研究成果可为黄土高原淤地坝减沙效益评估提供科学参考。     

从地貌演化谈黄土高原淤地坝建设

黄土高原淤地坝建设,仅仅考虑20~30年的拦沙作用是不够的。从地貌演化理论和动力平衡理论出发,阐述了淤地坝建设对沟道和小流域地貌演化的影响,并对当前坝系规划和布局提出了以下几点建议:根据地貌演化特点选择拟建坝系的小流域、加强坝系建设的目标和规模的论证、以地貌演化控制的思想指导淤地坝的合理布局等。     

黄土丘Ⅴ区典型小流域坝控区重力侵蚀分析与预测

黄土丘Ⅴ区因其独特的土壤及地形和水文地质条件,使淤地坝坝控区的重力侵蚀严重,以至于毁坏耕地、道路和桥梁等,严重影响淤地坝效益的发挥。针对黄土丘Ⅴ区典型小流域坝控区在运行期间因沟岸崩塌和岸坡滑塌等产生的重力侵蚀导致淤地坝泥沙淤积量计算失真的问题,采用实测库容与3S技术生成库容资料和原设计库容曲线复核率定的三重复核分析方法,对运行期淤地坝坝控区域的重力侵蚀来源、诱发因素及预测进行分析。结果表明:(1)反映淤地坝淤积形态的形态判别系数α'为0.711~208.517,均值48.238,说明除阳山上小型坝小于临界数2.2为椎体淤积外,其他淤地坝为三角洲淤积;(2)坝控区形态参数如淤积面面积、周长、淤积体积及淤积形态判别系数等对重力侵蚀影响较大,给出了重力侵蚀量及侵蚀模数的计算关系;(3)重力侵蚀模数的范围184.79~812.80t/(km~2·a),均值360.68t/(km~2·a),坝控区淤积产沙模数的范围225~2 719t/(km~2·a),均值1 382t/(km~2·a)。重力侵蚀模数约占淤积产沙模数的26.1%,说明在黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区淤地坝的库区拦沙既有上游因水力侵蚀产沙又有库区自身重力侵蚀所致,淤地坝的运行管理既要防止重力侵蚀破坏现有耕地,又要防止淤地坝淤积出的土地被沟道基流苦咸水破坏,从而导致淤地坝淤地无法高效利用。     

化害为利:黄土高原淤地坝旱作农业系统探析

淤地坝属于黄土高原重要的水土保持工程措施,兼具淤地造田之效。以淤地坝为载体,坝地作物种植为核心的淤地坝旱作农业系统是黄土高原独特的农业系统和农业景观。通过文献梳理和实地调研,对黄土高原淤地坝旱作农业系统进行了系统分析。研究表明:(1)黄土高原淤地坝的人工修筑史可以追溯至明代万历年间,距今至少已有400余年的历史,1950年代以后得到普遍推广;(2)淤地坝传统的修筑技术和坝地旱作农业耕作技术体系,体现出人与自然和谐共处的生存准则和先民智慧的生活理念;(3)淤地坝旱作农业系统具有显著的经济价值、生态价值、文化价值、景观价值、社会价值与科研价值等农业文化遗产价值,在黄土高原生态文明建设、农业可持续发展和农耕文化传承等方面具有重要意义。     

黄土高原地区病险淤地坝除险加固探讨

淤地坝是在黄土高原水土流失区各级沟道内修建的控制沟道侵蚀的一项重要工程措施,具有悠久的建设历史。但受投资规模的限制,加之过去普遍存在少花钱、多建坝、快拦泥、多淤地的思想,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。随着经济社会的发展,人们对防灾抗灾减灾和安全生产工作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。为搞好淤地坝安全运用,就病险淤地坝除险加固初步设计中的设计标准、溢洪道布设、坝系洪水组合、坝高和库容等问题进行了探讨。     

黄土高原淤地坝沉积泥沙在小流域土壤侵蚀研究中的应用

[目的]总结利用黄土高原淤地坝沉积泥沙研究小流域土壤侵蚀的主要成果,并对其目前存在的问题和以后发展方向进行探讨,以期为深度解译淤地坝沉积泥沙中赋存的小流域土壤侵蚀信息提供基础支撑。[方法]通过查阅国内外文献,结合野外调查和研究经验,总结利用淤地坝沉积泥沙研究小流域土壤侵蚀的相关工作。[结果]黄土高原大量的淤地坝、坝地泥沙明显的沉积旋回和现有的可靠断代技术是利用淤地坝沉积泥沙研究小流域土壤侵蚀的基础;利用淤地坝沉积泥沙可估算小流域土壤侵蚀强度的变化,识别小流域侵蚀泥沙来源;淤地坝内的泥沙沉积量、理化性质及生物标志物的变化能够反演小流域环境演变过程。[结论]黄土高原广泛分布的淤地坝沉积泥沙赋存有大量小流域土壤侵蚀和侵蚀环境演变的信息,在黄土高原小流域土壤侵蚀机理及小流域环境演变研究中具有重要作用。     

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。     

坝系工程除险加固时防洪标准和洪水组合问题探讨

淤地坝是黄土高原水土流失地区控制沟道侵蚀的一项重要工程措施,在山西已有400多年的建设历史。新中国成立后,淤地坝建设大体经历了集体组织建设(1985年以前)、骨干坝试点建设(1986—2002年)、沟道坝系工程建设(2003—2014年)和巩固提高除险加固(2015年至今)4个阶段。如何搞好淤地坝坝系工程除险加固和安全运用,就坝系工程除险加固初步设计中的防洪标准和洪水组合问题进行了探讨,并以临县万安沟小流域坝系工程为例,对坝系工程防洪标准和洪水组合进行了分析。     

基于黄土丘陵沟壑区第Ⅰ副区淤地坝淤积调查的土壤侵蚀模数计算

[目的]探索适合黄土丘陵沟壑区不同沟道土壤侵蚀模数计算的新方法,为区域水土流失防治和水保规划提供数据支持。[方法]以黄土丘陵沟壑区不同沟道74个不同坝型的淤地坝为基础,将其看作小流域的沉沙池,同时结合实地调查测量与分析计算,利用淤地坝赋存的泥沙信息获得不同级别沟道的土壤侵蚀量。[结果](1)在地形复杂的黄土丘陵沟壑区,土壤侵蚀模数与不同沟道对应的淤地坝控制面积具有一定的负相关关系;(2)土壤侵蚀模数调查值较设计值显著降低,造成淤地坝空坝率上升,使淤地坝长期保持负效应。[结论]利用闷葫芦坝淤积量推算坝体控制面积土壤侵蚀量,方法简单合理。同时小流域坝系可采用多种方法综合分析,相互印证,可较准确地确定小流域土壤侵蚀模数。     

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。     

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。     

陕西省延安市燕沟流域水系分形与地貌侵蚀发育研究

为验证分形维数法与传统地貌法判断地貌侵蚀发育阶段是否一致,基于DEM数据提取陕西省延安市燕沟流域水系结构图,利用网格法计算燕沟流域水系分形维数,利用高程面积曲线法刻画了该流域的地貌侵蚀发育阶段。结果显示:燕沟流域水系长度为61.6 km,水系密度为1.29 km/km²,水系数量为109条,燕沟流域水系的分形维值为0.98,高程曲线下面积为0.497。由此可以得出,燕沟流域地貌处于侵蚀发育的壮年期,需要加强该地区水土流失治理;分形维数阈值判断方法忽略了面蚀在地貌侵蚀过程中的作用,它将低估该地区地貌发育程度,因此利用水系分维值推断地貌侵蚀发育阶段的阈值需要更改。     

广东省水土流失的生物治理途径

治理广东省水土流失的指导原则是水利工程措施与生物措施相结合。治理崩岗的技术经验是改进修坡技术;充分利用植物资源;实行草木并举,以草保树促林;实施促生长措施,用“以快制胜”技术战略实现植被覆盖。     

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。     

黄土丘陵区淤地坝系田园综合体的构建模式

[目的] 探讨黄土丘陵区淤地坝系田园综合体的构建模式,为该区淤地坝系建设和利用提供科学支撑。[方法] 利用文献研究田园综合体的建设模式与条件,开展实例调查并分析黄土丘陵沟壑区淤地坝建设现状、运行及利用过程中存在的问题。[结果] 甘肃省已初步形成坝系建设管理体系。在运行过程中,存在病险隐患、坝地盐碱化治理不到位、水土资源利用不足等问题;以黄土丘陵区榆林沟淤地坝系为例,提出了应构建优势农业主导模式的田园综合体以及围绕现代农业、休闲旅游、田园社区营造淤地坝系田园综合体的建设思路。[结论] 构建淤地坝系田园综合体是对田园综合体发展与淤地坝系利用形式的探索与创新,有利于加强黄河流域生态保护,推动高质量发展,加快推进乡村振兴战略。     

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。     

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.