云南山区小流域沟道坝系建设

罗红映

(丽江市水土保持委员会办公室,云南丽江 674100)

云南山区小流域沟道坝系建设

罗红映

(丽江市水土保持委员会办公室,云南丽江 674100)

山区小流域;沟道坝系;建设;云南

因其特殊的地形地貌及水文气象特征,近年来云南山区小流域沟道水土流失及滑坡、泥石流等自然灾害逐年加剧,损失了珍贵的土地资源,直接影响到社会经济的可持续发展。为保护山区小流域河流入江口和进入平坝地带的优良土地,云南在部分沟道兴建了一些坝系,取得了较为明显的成效。介绍了云南山区小流域沟道坝系建设的规划步骤、作用成效,提出了坝系发展的建议。

云南山区小流域沟道具有特殊的地形地貌及水文气象特征,包括山高坡陡、单点暴雨集中、集雨面积小、汇流时间短以及水流速度快、携带泥沙多、冲刷力强、危害性极大等。近几十年来,在人为因素和自然因素的共同作用下,山区小流域的水土流失及滑坡、泥石流等自然灾害逐年加剧,致使河岸坍塌、河床淤塞、河道排洪能力降低,形成小雨小灾、大雨大灾,甚至无灾不成年的恶性循环,严重时会损坏农田、耕地,冲毁城镇、村庄、公路,造成群众生命财产损失和资源环境破坏。各类自然资源尤其是土地资源,一旦破坏将很难恢复,不仅会使农民失去赖以生存的土地,而且会影响社会经济的可持续发展。为保护山区小流域河流入江口和进入平坝地带的肥沃土地,近年来在地方党委、政府的关心支持和干部群众的积极努力下,在云南省的部分山区小流域沟道兴建了一些坝系,取得了较为明显的水土保持效益。

1 山区小流域沟道坝系规划步骤

1.1 掌握沟道的基本特征

山区小流域沟道水文条件、水利要素情况复杂,通常表现为:流域面积小、流程短、汇流快,汛期洪水陡涨陡落,枯水期流量小甚至出现断流;河岸或河堤承受高水位压力的时间不长,一旦遇到洪水,水流速度快、携带推移质和悬移质多、冲刷破坏力强;部分沟道在一次洪水后河槽就基本填满,二次洪水时受灾面积就会迅速扩大。因此,在沟道坝系规划中要因地制宜,综合调查上下游、左右岸,甚至整个流域的相互关系,统筹规划,综合整治,采取上堵下排,修建坝系、堤防、护岸等工程。上堵就是在沟道上游修建一定的坝系工程,以拦截泥沙;下排就是疏导河道,清除阻水障碍,使河道畅通,同时在关键河段修建堤防护岸工程,约束水流,保护岸坡。在规划中还应注意沟道的生态平衡,遵循自然规律,不宜过多地改变沟道的自然特性,尽量保护天然河道。尤其是河道截弯改直及扩宽河道堵口规划时要特别慎重。沟道截弯改直后,既改变了洪水流向,增大了河道比降以及水流流速,又加剧了水流对河岸及河床的冲刷,使原有的河岸垮塌更为严重,导致规划前功尽弃。因此,在山区小流域沟道坝系建设中必须认真调查研究,结合水能、水文计算成果,客观分析沟道下泄流量和灾害经济损失,采取多方案比较,合理布置坝系密度和各坝体断面尺寸,以达到最佳建设效果。

1.2 坝高的确定

山区小流域沟道坝系中的单坝坝高主要根据保护对象以及上游来沙量、坝体等级等来确定。但是,山区小流域沟道水文资料一般都很短缺,有的甚至没有水文资料,只能采用经验公式进行设计洪水计算,形成的计算结果精度差、与实际情况不符。实践中,应进行实地洪水调查并结合经验公式计算确定。山区小流域沟道坝系建设的目的一般是以保护耕地为主,可根据沟道的特性以及山区社会经济状况和耕地效益情况确定防洪标准,但标准不宜太高,一般按 10年或 20年一遇标准设计较合适,这样可避免造成人力、财力、物力的浪费。

1.3 坝系建设的规划原则

坝系建设的规划原则:一是坝系建设必须以小流域综合治理规划为基础,上下游统筹考虑,治沟与治坡相结合,形成完整的小流域综合防护体系。二是在沟谷治理中将拦沙坝与谷坊、塘坝等工程配合、联合运用,坝系密度与单坝坝高有关,应根据沟底比降、沟道形状以及坝间川台相接的原则确定,避免下坝坝高超过上坝坝基。三是在沟道内进行坝系规划时,应充分考虑防洪安全,根据《防洪标准》(GB 50201— 94)中保护城市、农村及耕地面积确定治理河段的防洪标准。

1.4 坝址选择

一是坝址应选在支毛沟交汇和沟道拐弯的下游,避免与山坡上的冲沟相遇,从毛沟到支沟,从上游到下游,节节修筑,形成有效的防护体系;二是坝址应选择在沟底平缓、肚大、口窄以及沟底和两岸基础坚硬的地方,以利于坝体与两岸结合,这样拦蓄泥沙和缓洪作用较大、工程效益明显、安全系数较高;三是应选在跌水上游,避免湍急的水流冲毁坝体;四是选在施工条件较好,有足够筑坝土石料的地方;五是选在对坝系下游及附近村镇、工矿、交通安全影响较小的地方。

2 坝系建设的作用分析

山区小流域沟道坝系的作用与黄河流域淤地坝的拦泥保土作用相似,在云南山区小流域沟道修建坝系对山区保土蓄水、提高土地生产力有着极为重要的作用。

2.1 拦沙保土,有效减少泥沙下泄

山区小流域的显著特点是大小河流纵横,山高谷深,植被破坏区域水土流失严重。修建于沟道中的坝系从源头上封堵了向下游输送泥沙的通道,在泥沙的汇集和流失通道处形成一道人工屏障,不但能够拦蓄从坡面汇入沟道的泥沙,而且能够固定沟床,抬高侵蚀基准面,稳定沟坡,制止沟岸扩张、沟底下切和沟头前进,减轻沟道侵蚀。

据有关资料,山区小流域沟道坝系中的拦沙坝、谷坊、塘堰等工程,每座大的工程每年可拦蓄泥沙 1万 t以上,一般的为几千吨,小的也有几百吨,可见坝系是拦沙保土的关键措施。

2.2 淤地造田,提高粮食产量

坝系建成后可实现泥沙就地拦截,经过一段时间后可淤成坝地,再适当布置排洪沟和进行简单的覆土整地,就可用于耕作。坝地地平、墒好、肥多、土松,易于耕作,且抗旱能力强,增产作用与经济效益显著。山区群众间就广泛流传着“打坝如修仓,拦泥如储粮”的说法。

2.3 促进水资源利用,解决农民生活生产用水问题

坝系建设通过有效滞洪及拦蓄泥沙,将高含沙洪水一部分转化为地下水,另一部分转化为清水排放到下游沟道,既涵养了水源,又增加了河流中的长流水,对汛期洪水起到了调节作用,使水资源得到了合理利用。坝系运行前期作为水源工程,将部分谷坊和拦沙坝作为小水库(塘)使用,能够有效蓄积和利用地表径流,提高水资源利用率,对解决水资源缺乏地区的农民生活和农业生产用水发挥着重要的作用。

2.4 增加农民收入,发展农村经济

坝地良好的水肥条件为发展优质高效农业和调整产业结构奠定了基础,使过去单一的粮食生产经济结构逐渐转变为农林牧副渔各业并举的多种经营,增加了农民收入,发展了农村经济。古城区光乐河小流域过去一直是“靠天种庄园,雨大冲良田,天旱难种田,生活犯熬煎”,自从开展治沟打坝后,带动了各业生产,电视、电话、摩托车等现代化用品逐渐进入了普通百姓家,2008年人均纯收入 2 970元。山区群众能否脱贫致富直接影响到我国全面建设小康社会总目标能否如期实现,加快山区小流域沟道坝系建设对于促进地方经济发展、加快群众脱贫致富、全面建设小康社会具有重要的现实意义。

2.5 促进退耕还林,改善生态环境

山区小流域沟道坝系建设不仅增加了水肥条件较好的基本农田,使农民由过去的广种薄收改为少种高产多收,优化了土地利用结构,解除了群众的后顾之忧,而且与国家退耕政策相配合,保证现有坡耕地“退得下、稳得住、不反弹”,为植被恢复创造了条件,保护了秀美山川。

2.6 利于区域防洪减灾,保护沟道下游生产安全

以小流域为单元,通过坝系建设,大、中、小结合,谷坊、拦沙坝、塘堰、滚水坝层层拦截,具有较强的削峰、滞洪能力和上拦下保作用,能有效地防止上游沟道的洪水泥沙对下游地区造成威胁。以永胜“8◦4”特大洪涝灾害为例,2004年 8月 4日凌晨 2时 40分,永胜县桥头河上游普降暴雨,10 h降雨量达 169 mm,桥头河洪峰流量达 289m3/s。由于洪水太大,羊坪乡境内多处发生山体滑坡,洪水携带泥石流冲至桥头河形成洪积扇堵塞河道,冲毁三川坝农田 142 hm2,减产粮食 4 328 t,造成了严重的经济损失。但是,同属“8◦4”特大洪涝灾害受灾区域的盐塘河小流域,经过 2004年初的小流域综合治理,修建的谷坊、拦沙坝等在灾害发生时拦蓄了大部分径流泥沙,保护了沟道两岸的农田,也减轻了下游地区的灾害损失。

2.7 以坝代桥,改善交通条件

山区小流域沟壑纵横、地面支离破碎、道路条件极差,“咫尺对面可聊天,握手相遇小半天”的现象普遍存在,交通条件差成了影响群众脱贫致富、制约经济发展的重要因素。通过山区小流域沟道坝系建设,坝路结合,部分土石坝坝顶可作为连接深沟两岸的桥梁,形成局部区域内的道路骨架,方便了群众的生产生活,促进了物资、文化交流和商品经济的发展。

3 小流域坝系建设的发展建议

3.1 实行国家政策扶持

为了使山区小流域沟道坝系建设有计划、有重点、分步骤地实施,应根据山区环境的特点,编制山区小流域沟道坝系建设规划,争取得到国家批准,作为一项重点基础工程和生态工程纳入基本建设计划,依法立项实施。

3.2 加强对坝系建设目标和规模的论证

目前,在许多小流域沟道坝系建设规划中,只是根据特定小流域的侵蚀模数和洪量模数以及规范要求的淤积年限、防洪标准和一般控制面积等确定了拦沙目标,进而确定山区小流域沟道坝系密度和单坝库容等,把小流域的侵蚀模数看成一个常量,没有考虑沟道坝系建成后对小流域地貌演化过程和侵蚀环境的影响,这样极有可能因建设规模过大而造成工程投资浪费。

3.3 落实坝系工程及坝地的责权利

借鉴黄河流域淤地坝工程产权制度改革的成功经验,调动广大群众建坝、管坝的积极性和自觉性。以国家投资为主的沟道坝系和主要治沟工程,建成后落实管护责任主体,淤成坝地归集体所有,坝地的使用可采取拍卖、租赁承包等形式,落实管护责任,并逐步实现以坝养坝的良性循环。对于其中自筹资金投资建设的坝系工程及淤成的坝地,实行谁投资、谁管护、谁受益的原则,以促进山区小流域沟道坝系工程建设的健康发展和工程效益的持续发挥。

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1000-0941(2011)02-0018-02

罗红映(1976— ),男,云南永胜县人,工程师,学士,主要从事水土保持规划、设计、建设管理等工作。

2011-01-15

(责任编辑 李杨杨)