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加快多沙粗沙区淤地坝建设实现黄河下游河床不抬高

作者:郑宝明  来源:中国澳门匍京直营集团监测网  点击数:3867   www.88807.com:2003-9-29  

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黄河是闻名世界的多泥沙河流,也是世界著名的地上悬河,其突出的特点是水少沙多,多年平均径流量580亿m,多年平均输沙量16亿t,每年约有4亿t泥沙淤积在下游,使下游河床逐年淤高,一旦堤防决口,洪水泛滥,将直接威胁两岸人民的生命财产安全。进入新世纪,党和国家领导人对黄河的治理开发高度重视,多次亲临黄河视察,并作了重要的指示;水利部也明确提出黄河的治理开发应实现堤防不决口,河道不断流,水质不超标,河床不抬高的新的治黄目标。如何实现黄河下游河床不抬高是我们科技工作者必须研究解决的一个重大课题。

一、多沙粗沙区是水土流失最严重的地区

这一地区主要分布在黄河中游河口镇至龙门区间,涉及陕西、山西、甘肃、内蒙古、宁夏5省(自治区),9个市(盟),45个县(旗、区)。该区流域面积7.86万km,1000km以上的支流21条,多年平均输沙量11.8亿t,其中粗沙(>0.05mm)3.19亿t,分别占黄河多年输沙量和粗沙量的73.8%和80%,因此,这一区域的水土流失是造成黄河下游河床抬高的主要因素。

多沙粗沙区内特殊的自然环境条件是造成水土流失的主要原因。该区大部分属干旱、半干旱地带,千沟万壑,坡陡沟深,地形破碎,土质疏松,植被稀少,水蚀风蚀交错,尤以水蚀为主的土壤侵蚀严重。年降雨量350~550mm,由东南向西北减少,但年内分配不均,7~9月降雨量约占全年降雨量的60%~70%,且多以暴雨形式出现,历时短、强度大,再加上下垫面土质疏松、坡陡沟深、植被稀少,迅速形成超渗产流而汇流,引发沟道洪水。据观测,土壤侵蚀模数在5000t/km·a以上,北部地区高达3万~4万t/km·a,是区内多沙的集中产区,同时,北部地区也是粗沙的集中产区,据土壤颗粒机理组成分析,粒径大于0.05mm的粗沙分布具有地带性特征,北部、西部土壤颗粒组成较粗,向东部、南部土壤颗粒逐渐变细,即由西北向东南粗沙含量逐渐减少,其主要成分含量的变化为砂粒(>0.05mm)粉粒(0.05~0.002mm)黏粒(<0.002mm),由内蒙古准格尔旗砂粒含量占65%,到山西离石减至18%,与此对应的河流泥沙砂粒含量也由北至南逐渐减少。尤其是分布于北部的黄甫川、孤山川、窟野河、秃尾河等10条黄河支流,面积仅2.6万km,侵蚀模数高达3万~4万t/km·a,输入黄河的泥沙3.6亿t/a,其中粗沙1.9亿t,是本区多沙粗沙最为集中的产区。

该区内人为水土流失也十分严重,加剧了生态环境的恶化。该区北部是我国重要的能源化工基地,晋陕内蒙古接壤区称黑三角地带,蕴藏有丰富的煤炭资源,目前正在开采的有窟野河流域的神府煤田,黄甫川上游的东胜煤田、准格尔煤田,在开采方式上,有些矿为露天开采,有些直接在河道中开采,大量的弃渣、弃土、乱石倾入河道;区内北部的定边、靖边、志丹、安塞等县还蕴藏有天然气、石油,近年来也开始大规模开采,并进行远距离的运输,也使地面植被破坏,裸露坡面增多;由于能源的开采,运输任务的加重,区域内的基础建设也随之加快,神延、神朔铁路的修建,210国道、307国道的改建,包头至西安高速公路的兴建,使整个区内形成了公路、铁路建设网络,大量的弃物倾入河道,加剧了区内的水土流失,若不迅速采取有效的澳门匍京直营集团措施,生态环境将会进一步恶化。

据多年来水文资料分析,沉积在黄河下游的4亿t泥沙,主要是大于0.05mm的粗沙,平均每年河床抬高10cm,不断抬高的河床平均高出地面4~6m,有的河段高达10m以上,是历史上黄河洪水频繁泛滥的主要原因,而且威胁范围大,北至海河,南至淮河,涉及整个黄淮海平原,面积达25万km。人民治黄以来,曾3次全面加高加厚下游堤防,但仍未从根本上解决越淤越高,越高越险的状况。1996年花园口洪峰流量仅7600m/s,但水位比1958年22300m/s流量的水位还高0.91m,淹没下游滩地22.93万hm,107万人受灾。泥沙淤积使黄河下游形成了来水少、水位高、受灾重的严重局面。

由此可见,多沙粗沙区的水土流失防治,关系到从根本上治理黄河水害,使黄河岁岁安澜的大问题,关系到两岸的经济发展、人民生活富裕和社会进步,也关系到多沙粗沙区的生态环境和生产条件的改善、区域经济的可持续发展。

二、淤地坝建设是多沙粗沙区水土流失防治的主要措施

 根据黄委绥德水保站50年来的澳门匍京直营集团试验研究表明,在澳门匍京直营集团生物措施、农业措施、工程措施等各项措施中,效益最为显著的是沟道淤地坝工程措施,在澳门匍京直营集团和生态环境建设中起着重要的作用。

1.拦沙作用

淤地坝是流域沟道治理的一项主要工程措施,拦沙效果显著。根据区内经过几十年沟道淤地坝建设的绥德韭园沟、子洲岔巴沟、离石王家沟、中阳高家沟4条典型流域670座淤地坝调查统计,平均坝高19.4m,每座坝平均淤地1.2hm,坝地拦泥8.2万t/hm,共拦泥6716.7万t。

 根据黄河基金课题分析,河龙区间20条重点支流1960~1969年淤地坝拦沙11834万t,占各项措施减沙的77.4%,1970~1979年拦沙14884万t,占各项措施减沙的59.5%,1980~1989年拦沙6969万t,占各项措施减沙的35.4%,由此可见,淤地坝的拦沙作用在整个水保措施中占主导地位。

2.淤地、增产作用

通过对区内绥德韭园沟典型流域淤地坝调查分析,该流域面积70.7km,通过50年来的淤地坝建设,已形成了稳定的沟道坝系,截至1997年有淤地坝263座,其中骨干坝5座,大中型淤地坝10座,小型淤地坝248座,总库容2947.5万m,可淤地314.09hm,已淤地262.51hm,已生产利用212.76hm,使过去的荒沟变成了阶梯式粮田,不仅增加了土地面积,而且成为该区高产稳产的基本农田,由于淤地坝淤积了坡面肥沃的土壤,有足够的水分,在大旱之年也可获得丰收。据绥德王茂沟小流域1960~1996年观测资料分析,坝地平均产粮4750kg/hm,水平梯田平均产粮1606kg/hm,坡耕地平均产粮566kg/hm2。坝地平均单产是梯田的2.96倍,是坡耕地的8.39倍,按此计算,韭园沟已利用的212.76hm坝地,可生产粮食101.06万kg,相当于1785.5hm坡耕地生产的粮食。可见淤地坝具有增地增产的显著效益。

3.促进流域大面积退耕还林还草和生态自我修复

淤地坝建设形成了高产稳产的基本农田,随着淤地坝系的大规模建设,坝地面积不断增加,使流域承载能力和环境容量加大,从而促进坡耕地大面积的退耕还林还草和生态自我修复。据绥德王茂沟小流域观测资料分析,每增加1hm坝地,在粮食生产不减少的情况下可退耕坡地8.39hm,退耕水平梯田2.96hm,按此计算,韭园沟流域可退耕坡地1785hm,占流域面积的25.3%。可见,加快淤地坝系建设,是促进退耕还林还草和生态自我修复的主要措施,是实现林草上山、米粮下川的根本途径。

4.淤地坝建设在多沙粗沙区有广阔的发展前景

多沙粗沙区内地形破碎,沟壑纵横,沟壑密度大(2~5km/km),沟道宽阔,据统计,区内的黄丘一副区0.5km以上的沟道有4124条,5km以上的沟道1369条,10km以上的沟道374条。这些沟道剖面多为形,有利于建坝;区内具有良好的建坝材料,便于就地取用。土壤多属轻中粉质壤土,土质疏松,透水性强,脱水固结快,是级配良好的筑坝土料,且取之不尽;许多沟道出露有砂岩和部分石灰岩,便于采集砂料、石料,就地可以烧制白灰、水泥,价格低廉,运距短,便于取用。本区从20世纪50年代就开始修建淤地坝,经过多年的实践,群众不仅有建坝的积极性,而且还积累了丰富的筑坝技术和坝系规划运用经验,特别是水坠筑坝技术的试验成功和推广应用,大大提高了建坝质量和速度。由此可见,本区有丰富的建坝资源,有良好的群众基础,有多年的筑坝经验和筑坝技术,这些都为大规模实施沟道淤地坝系建设奠定了基础,创造了条件,可实现水利部提出的2010年在黄土高原建设6万座淤地坝,2020年建设16万座淤地坝的宏伟目标。

 三、加快本区淤地坝建设的几点建议

在布局上,要突出重点地区、重点流域,加大布坝密度。针对黄河泥沙来源,特别是造成下游淤积的粗沙来源,该区的北部地区是防治的重点,尤其是黄丘一副区内的黄甫川、孤山川、窟野河、秃尾河等主要支流,既是多沙的集中产区,又是粗沙的集中产区,必须加大布坝密度,有效地拦蓄洪水泥沙。

在建坝方式上,要以中小流域为单元,统一规划,集中实施。50年来淤地坝建设的实践表明,流域坝系应科学规划,遵循小多成群,骨干控制,综合利用的原则,充分利用流域内的水沙资源,充分发挥坝系防洪、拦泥、生产、灌溉等整体功能。同时,流域坝系应集中实施,过去那种东一座西一座零星建坝,不仅难以形成规模,而且易被冲毁造成下游灾害。

在建坝技术上,要大力推广应用水坠筑坝技术,既保证建坝质量,又能提高工效,加快进度。区内中北部,降雨量少,且集中在汛期,施工只能在3~6月和10~12月进行,而这两个时段据观测多年月平均降雨量仅22mm和13.8mm,土壤含水量很低,采用机械施工碾压,坝体土壤含水率和干容重往往达不到质量要求,因此要充分利用沟道地下水,先拦蓄,后施工,采用水坠筑坝。

在坝系稳定上,要沟坡兼治。按照规划,加快沟道坝系建设速度,迅速形成以骨干工程为主的具有防洪、拦沙、生产、灌溉等综合功能的淤地坝系。与此同时,还应加快流域坡面治理,实施退耕、禁牧、封育等措施,尽快恢复植被,特别在退耕还林还草的过程中,应采取坡面工程措施,如梯田、坡式梯田、水平沟、鱼鳞坑等,将暴雨产生的径流泥沙就地拦蓄入渗,防止坡面径流汇流,从而形成沟道洪水,造成坝系的冲刷或水毁。因此,只有流域坡面植被大面积恢复后有效地拦蓄径流泥沙,才能使沟道坝系安全运行,坝地作物才能做到保收,最终才能实现流域水沙资源充分利用,沟道坝系生产经济可持续发展的相对稳定状态。

在科技支撑上,应对沟道坝系建设中的关键技术问题进行重点研究和突破,为大规模的坝系建设提供有力的技术支撑。50年来对淤地坝单坝建设进行了大量的试验研究,取得了一大批科研成果,并在区内进行了广泛的推广应用。但是对以小流域为集水集沙单元,沟道坝系为调水调沙系统的研究还很少,有些关键技术问题亟待研究,如坝系安全、经济的防洪标准问题,骨干坝、大中小型淤地坝以及水库、池塘的科学配置问题,坝系水沙调控及合理利用问题,坝系管护机制、可持续发展问题,坝系建设效益监测分析问题等。通过对这些问题的研究,形成一个能指导坝系建设的技术支撑体系,促进区内淤地坝系科学、规范、高效、快速地发展。

在管理养护上,要宏观与微观管理相结合。在宏观管理养护中,当地水保部门应对各沟道坝系,特别是较大库容的骨干坝、水库的安全运行进行管理,要落实责任,建立病险坝库档案,及时检查和督促养护,以防整个沟道坝系灾害性水毁事件的发生。在微观管护上,应遵循谁经营、谁受益、谁养护的原则,分到坝地种植的农户,应按照管护制度,对坝体出现的水损及时维修养护,确保坝系的安全生产运行。

在时间上,根据黄河治理开发的总体要求,小浪底水库拦沙库容75亿m,相当于维持下游20年不淤积、河床不抬高,可以为澳门匍京直营集团争取20年时间。若能连续上马古贤水库和碛口水库,还将分别争取20年时间。3座骨干水库一共可以为黄土高原争取60年治理时间。但是要实现河床不抬高、实现黄河长治久安,60年则是极其短暂的。所以在黄土高原及多沙粗沙区的淤地坝建设中,我们要只争朝夕,科学安排,加快发展。

(责任编辑:liubin)  
 
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