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.     

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.     

抓好前期工作 完善建管机制 扎实推进黄土高原淤地坝工程建设

水利部党组把淤地坝作为2003年水利建设争取启动实施的三项新“亮点”工程之一,要求作为今后水土保持工作的重点和黄土高原地区实施退耕还林工程的一项重要配套措施切实抓紧抓好。为落实部党组的重大战略部署和要求,有关方面必须扎实做好淤地坝建设的前期工作,不断创新和完善淤地坝建设与管理机制,搞好淤地坝建设的基础性工作,强化对淤地坝建设的资金管理。     

提高认识抓住重点继续搞好以淤地坝为主的水土保持工作

“十五”期间,全省共治理水土流失面积2万km2,其中,建设淤地坝3 700多座,在建设大流域样板、发展民营水土保持、推行生态自然修复和加强工程建设管理等方面积累了丰富经验。“十一五”期间,要在水土流失最严重的43个县区大力开展以淤地坝建设为中心的水土保持,年初步治理水土流失面积36万hm2以上,年治理程度达到3%以上。为了确保目标任务的顺利实现,一要加强领导,二要强化监督执法,三要认真制定落实政策。     

实施淤地坝建设新战略 为维持黄河健康生命做贡献

维持黄河健康生命,就必须减少黄土高原特别是7 86万km2多沙粗沙区进入黄河的泥沙。为加快这一地区的治理,应实施以支流为单元的淤地坝体系建设新战略。开展以支流为单元的淤地坝体系建设比以小流域为单元进行坝系建设有五个方面的明显优势。以支流为单元开展淤地坝建设,要做好重点支流的选择、搞好支流坝系规划、同步开展项目监测、进一步加强对淤地坝关键技术和重大问题的研究以及多渠道筹集资金等方面的工作。     

强化建设质量 完善管护机制 全力确保水土保持淤地坝工程安全运行

隰县地处吕梁山南麓、临汾市西北部,国土总面积1 413 km2,水土流失面积1 172 km2,属典型的黄土高原残塬沟壑区,水土流失极为严重。多年来,一直把以淤地坝工程为主的水土保持生态建设作为改善县域生态环境、促进农业产业结构调整、全面建设小康社会的一项根本措施来抓。截止2014年底,全县建设完成精品小流域19条,累计建设大中型淤地坝90座,小型淤地坝366座。在抓好淤地坝建设的同时,十分重视安全运行管理,进行了多方面的实践探索,使全县的淤地坝建管逐步走上了安全、持续、良性发展的轨道。介绍了淤地坝建管的主要经验。     

淤地坝成为构建富裕文明新青海的亮点工程

青海省于1992年起进行淤地坝单坝试点建设,2003年开展以小流域为单元的坝系建设,截至2008年6月,全省开工建设淤地坝551座,其中完建淤地坝506座,竣工验收了287座。多年来,青海省淤地坝建设坚持“以支流为骨架,小流域为单元,骨干坝和中小型淤地坝相配套,建设沟道坝系”的建设思路,涌现出了一批以坝系建设为重点的综合治理新典型,     

青海省黄河水保生态工程建设的成效及经验

截至2006年底,黄河水土保持生态工程西宁、互助项目区共完成水土流失治理面积263.9 km2,建成骨干坝29座、中小型淤地坝211座,修建谷坊341座、沟头防护120处,13条小流域坝系已建成淤地坝152座,其中骨干坝28座、中型淤地坝44座、小型淤地坝80座,共实施生态修复面积7 539 km2,为减少入黄泥沙、改善局部生态环境和农牧民的生产生活条件、调整农业生产结构、加快山区脱贫致富、促进当地经济社会的可持续发展做出了重要贡献。介绍了青海黄河水土保持生态工程建设的具体成效及经验。     

新时期下黄土高原地区淤地坝改革建管思路

以甘肃省定西市为例概述了黄土高原地区淤地坝的建设管理现状,分析了当前淤地坝日常运行管理存在的主要问题,提出了新时期淤地坝高质量发展的运行管理对策、淤地坝发挥潜在效益助推经济发展的方式以及建立健全信息监管平台技术措施。并在此基础上推行淤地坝“四变”改革使其充分发挥淤地坝综合效益,以期为新时期淤地坝高质量发展提供参考,为实现黄河流域生态保护和高质量发展提供强有力支撑。     

谈谈山西省的淤地坝建设与管理

黄土高原淤地坝工程建设作为治理水土流失的关键措施，在山西水土保持生态环境建设中发挥着不可替代的作用。根据多年的工作实践，在淤地坝建设与管理中，要不断深化工程内涵，扩展外延，真正把其放在生态、经济和社会协调发展的战略位置；要进一步凝聚社会合力，变水利部门单一作战为全社会联合攻坚；要始终坚持以民为本和效益优先的原则，使淤地坝建设和管理与当地群众生产、生活紧密结合起来；要按照规划设计和“三制一报”制度的要求，充分发挥各级水利部门监管、监督作用；要以“护坝田”工程管护方式为龙头，强化“专项资金、专项管理、专业队伍”的“三专”管护模式。     

宁夏淤地坝建设的成效与经验

宁夏建设和利用淤地坝已有300多年的历史,目前全区共建成淤地坝1.60万余座,已发展坝地11820hm2,固原市共有3.39万人依靠坝地增产走上了致富之路。全区现有的近1400座小型以上的淤地坝,控制水土流失面积5438km2,拦蓄泥沙10875万m3,年减少入黄河泥沙4000万t,对实现黄河长治久安发挥了重要作用。介绍了淤地坝建设现状、取得的主要效益和工程建设管理的主要经验。     

甘肃省淤地坝建设实践及发展前景

甘肃省水土流失面积 3 8 62万km2 ,占总土地面积的 85 0 7%。其中 ,黄河流域水土流失面积 11 11万km2 ,占省内黄河流域总土地面积 14 8万km2 的 75 %。截至 2 0 0 2年底 ,全省共建成骨干坝 2 3 1座 ,同时修建了大量的中、小型淤地坝。淤地坝在减少入黄泥沙 ,改善干旱、半干旱地区水资源缺乏状况 ,改善山区交通条件 ,巩固和扩大退耕还林 (草 )成果等方面发挥了重要作用。介绍了甘肃省淤地坝建设的主要经验和前景。     

不同库容配置比例淤地坝的减沙效应

根据调查资料,采用数理统计方法,以黄河中游大理河流域为研究对象,进行了基于不同配置比例的淤地坝减沙效应分析和影响因子贡献率研究。结果表明,大理河流域大、中、小型淤地坝的坝地保存面积依时序增长的趋势比较显著,但近期明显变缓。1960－2002年流域淤地坝年均减少洪水1840万m3,年均减沙1290万t;流域大、中、小型淤地坝减沙量占总减沙量的比例分别为80.1%、14.6%和5.3%;90年代以来淤地坝的减沙效益最大,达到30.2%,对应的淤地坝的配置比例为1.84：2.37：5.79;大型淤地坝（含骨干坝）减沙量是中型淤地坝的5.5倍,是小型淤地坝的15倍;未来流域实现持续减沙作用的淤地坝优化配置比例可按1：3.0：7.0选取。流域不同类型淤地坝的减沙量与汛期降雨和最大1日降雨密切相关,在淤地坝减沙能力范围内,汛期降雨量和最大1日降雨量越大,其减沙量越大,具有“多来多拦”的显著特点。不同年代淤地坝减沙量与洪水量呈正相关线性关系;20世纪70、80年代单位立方米洪水对应的淤地坝减沙量约为0.19 t/m3,90年代以后约为0.23 t/m3。淤地坝减沙模数随着3个主要影响因子的增大而增大。各影响因子对流域淤地坝减沙模数变化的贡献率由大到小排序为：洪水量＞汛期降雨量＞最大1日降雨量。     

汾西县淤地坝建设、管护的一些做法

汾西县淤地坝建设有着悠久的历史,特别是新中国成立以后,该县的淤地坝建设取得了长足的发展。仅2000年以来,共计新建骨干坝9座、中小型淤地坝97座、生产坝361座。在淤地坝建设和管护中该县走出了一条坚实而富有成效的路子:一是整合资金,大大推动了全县淤地坝建设进程;二是大力推行“护坝田”制度,充分保证了淤地坝滞洪减灾、淤地造田、控制水土流失、提高粮食产量等效益的正常发挥。     

搞好黄土高原淤地坝建设 为全面建设小康社会提供保障

淤地坝建设是实现黄河长治久安的根本性措施 ,是改善黄土高原生态环境、促进当地实现全面建设小康目标的重要措施。各地要提高对淤地坝建设的认识 ,加强组织领导 ,编制好各级规划 ,落实基本建设“四制” ,强化质量监督和建后管理 ,把淤地坝真正建成一项功在当代、利在千秋的生态工程、富民工程和防洪保安工程。     

淤地坝系风险预警防控平台研究与应用

[目的] 研究在极端降雨条件下淤地坝系的风险预警防控问题,实现智能巡检,防止淤地坝发生水毁溃决,为防汛管理和风险预警提供专业、快速、精确的技术支持。[方法] 基于iVX语言,使用MySQL数据库,采用“家谱法”理论和淤地坝系溃决风险分析程序FT-IWHR,结合工程实际,通过功能模块的设计与开发形成全覆盖、高效率软件系统。[结果] 建立了淤地坝系风险预警防控平台,以可视化、移动化的方式将淤地坝系基础信息、巡检监测系统和溃决风险预警系统应用到淤地坝系的日常风险管理中。该平台在山西省临汾市乡宁县西廒沟小流域得到应用。[结论] 通过信息化建设对淤地坝系进行风险预警防控是可行的。它可以提供快捷直观的信息传递平台,方便工作人员对淤地坝进行运行管理,有效预防淤地坝系发生风险事故。     

黄土高原淤地坝对陆地碳贮存的贡献

我国黄土高原地区广泛分布的以防洪拦沙、淤地为目的的淤地坝工程可能在增加陆地碳贮存方面起一定作用。为验证这一假设,利用碾庄沟流域淤地坝普查资料,结合土壤侵蚀野外调查,研究了1957～2000年碾庄沟流域淤地坝控制区土壤侵蚀产沙时间空间变化与淤地坝库泥沙有机碳储存关系,并估算了黄土高原地区淤地坝拦泥对全球陆地生态系统碳收支的贡献。在研究的12个淤地坝小流域内,流域土壤侵蚀产沙平均速率为25800t/(km2·a),变异系数为42%。土壤侵蚀产沙速率的大小序列为50年代>60年代>70年代>80年代。坡地土壤侵蚀向淤地坝输沙速率(S,t/km2·a)随流域面积(A,km2)的增大呈线性函数减小(R2=0.46,p<0.05)。1957～2000年碾庄沟流域淤地坝共储存有机碳173,133t,提高流域碳储存强度在0.13～5.03t/(hm2·a)之间,平均为1.28t/(hm2·a)。到2002年底,黄土高原地区淤地坝工程共增加有机碳贮量为0.123Gt,占1994～1998年全国大面积人工造林工程增加碳贮量的17.08%,是美国年沉积泥沙有机碳储量(0.04Gt/a)的3.08倍。我们的结果表明,黄土高原地区淤地坝拦蓄泥沙及淤成的坝地是陆地生态系统重要的碳吸收汇之一。     

黄土高原地区水土保持淤地坝规划概述

黄土高原地区淤地坝建设范围涉及 3 9条支流 (片 ) ,总土地面积 42 .6万km2 ,水土流失面积 2 7.2万km2 。按照规划 ,到 2 0 10年 ,建设淤地坝 6万座 ,其中骨干坝 1万座 ;到 2 0 15年 ,建设淤地坝 10 .7万座 ,其中骨干坝 1.7万座 ;到 2 0 2 0年 ,建设淤地坝 16.3万座 ,其中骨干坝 3万座。工程完成后 ,工程实施区水土流失综合治理程度达到 80 % ,可减少入黄泥沙 4亿t ,拦截泥沙能力达到 40 0亿t ,新增坝地面积达到 5 0万hm2 ,促进退耕面积可达 2 2 0万hm2 、封育保护面积可达40 0万hm2 。     

加快黄土高原淤地坝建设 为推进区域和谐发展做出更大贡献

自2003年把淤地坝作为全国水利建设"三大亮点"工程以来,黄土高原地区已建成各类淤地坝2 995座。黄河中游水土保持委员会第八次会议以来的2年,黄河中游地区共完成水土流失初步治理面积2.5万km2;完成了300多个大中型开发建设项目的执法督查,使水土保持"三同时"制度得到进一步落实,有效遏制了人为水土流失。要站在落实科学发展观、构建和谐社会的高度进一步深化认识,坚定黄土高原以淤地坝为重点的水保生态建设目标不动摇;把淤地坝建设摆在更加重要的地位,更好地服务于社会主义新农村建设;把淤地坝建设作为一项长期的任务,为黄河的世代安澜发挥重要作用。提出了推动黄土高原生态建设步入又好又快发展的几项措施。     

抓住机遇 突出重点 加快黄河上中游水土保持生态建设步伐

黄河上中游地区水土保持生态建设 ,到 2 0 10年要完成水土流失治理面积 12 .1万km2 ,初步在 2 5条重点支流(片 )建成较为完善的沟道坝系 ,基本遏制黄土高原水土流失严重的状况。其工作重点是以淤地坝工程为切入点 ,加快小流域综合治理 ;以退耕还林为主要措施 ,加快生态自然修复和植被恢复。各省区须切实加强领导 ,坚持科学规划 ,推进科技创新 ,建立多元化投入机制 ,进一步完善产权制度 ,加快淤地坝和“五荒”资源经营权的合理流转 ,并在完善配套法规 ,依法加强管理的基础上处理好生态效益与经济效益的关系、建设与管护的关系、工程措施与生物措施和耕作措施的关系、当前利益与长远利益的关系、政府推动与市场导向的关系