沙界沟小流域坝系布局方案比选

2014-08-15何艳霞

陕西水利 2014年4期

何艳霞

（横山县水土保持工作站陕西榆林 719100）

1 概况

沙界沟小流域位于陕西省横山县西部，距县城28km，是无定河的一级支流。流域总面积64.84km2，水土流失面积58.08km2，涉及横山县的城关镇和雷龙湾2个乡(镇)5个行政村，总人口3910人，属黄土丘陵沟壑区向风沙区过渡地带，多年平均降水量397.8mm。该流域多年平均侵蚀模数为0.8万t／km2·a，年均输沙量51.87万t。截至到2006年底，该流域已建成沟道工程13座，其中大型淤地坝2座，骨干坝2座，中型淤地坝7座，小型淤地坝2座。

2 坝系布局现状及存在问题

2.1 坝系布局现状

沙界沟小流域淤地坝建设始于上世纪60年代末，主要以中小型淤地坝建设为主。这些淤地坝多数仅有土坝坝体，库容小，很快就淤满利用。群众认识到淤地坝的建设效益，90年代末，很快形成了建坝热潮，相继建成了沙界沟大型淤地坝、红石峡和曹阳湾2座骨干坝。截至2006年底，全流域共建成13座沟道工程，控制面积55.17km2，总库容1890万m3，已淤库容1131.15万m3，可淤地164hm2，已淤地100.70hm2，种植利用19.5hm2。

2.2 存在问题

2.2.1 沟道工程布局不合理

现状控制性的4座淤地坝都在流域的主沟道上，支沟上缺乏控制性的沟道工程；中小型淤地坝零散的分布在支沟或支沟上游的小支毛沟；大、中、小淤地坝没有形成合理的坝系布局，相互缺乏必要的调蓄和保护。治理措施量少、面散，没有形成完整的水土保持综合防治体系，尚不能满足水土保持生态建设要求。

2.2.2 沟道工程缺少放水建筑物

小流域的中小型淤地坝都是当地群众自发修建而成，只有坝体没有放水工程，近几年修建的沙界沟、红石峡和曹阳湾骨干坝有坝体和放水工程，沟口的酒房沟大型淤地坝建于1969年，1998年对该坝进行了放水建筑物配套，但放水工程标准较低，不能及时排洪，坝体存在安全隐患。

2.2.3 淤地坝的管护制度尚需进一步完善

由于小流域内淤地坝数量少，管护制度不健全不完善，使得淤地坝在一定程度上存在效益的滞后性，需要组建专门的管护机构，建立管护组织，负责制订管护公约，落实管护人员和管护职责。

3 坝系总体布局与规模确定

针对现状工程存在的问题，同时兼顾沙界沟小流域上下游、左右岸各单元内各坝的规模相对均衡的原则，通过对初选骨干坝的坝址及坝系单元内各坝的功能转换等方面进行调整，确定了两个坝系总体布局方案。

3.1 方案一

3.1.1 布局思路

在全流域建立分区间控制洪水泥沙的布局格式。沙界沟小流域各大支沟均有常流水或泉眼，沟道比降小，主沟道内已经建设有3座控制性骨干坝，坝系总体布局是：在小流域右岸贾家畔、顾梁沟、尖山沟和韩河沟4条较大支沟分别布设4座骨干坝，有效控制支沟的洪水泥沙。在小流域左岸的魏家畔支沟建设水路峁骨干坝，控制该支沟洪水泥沙。在小支毛沟和骨干坝的上游，从农业经济需要和交通需求考虑，适当建设中小型淤地坝，拦泥淤地，发展生产。

现状坝的加固配套：现状沙界沟大型淤地坝目前只有100年一遇的防洪能力，本次坝系建设拟配套加固该坝，提高该坝的防洪能力达到300年一遇的标准。小流域上游左岸的曹畔沟，有1座现状曹畔中型淤地坝，只有坝体没有放水工程。通过实际查勘、测量坝址和水文计算，加高坝体，配套放水工程。现状的张沟中型坝，控制面积3.12km2，由于该坝址所在支沟地处风沙区的过渡地带，支毛沟较少，地形较缓，该支沟已没有建设淤地坝的条件，因此，本次坝系建设将该坝按照中型淤地坝对待，加固配套该坝。

该方案的优点是：洪水泥沙得到了分段拦蓄，减轻了现状酒房沟和红石峡2座淤地坝的防洪压力，同时有效的拦蓄洪水，发展生产灌溉，水资源得到了充分利用。

3.1.2 坝系建设规模

坝系建成后，流域沟道工程数量最终达到36座，包括骨干坝10座（其中新建5座，加固2座，现状3座），中型淤地坝16座（其中新建10座，加固4座，现状2座），小型淤地坝10座（其中新建8座，现状2座）。

3.1.3 骨干坝的功能和作用

贾家畔骨干坝：位于沙界沟流域上游右岸贾家畔支沟沟口，由坝体和放水建筑物组成。该坝的作用是拦截贾家畔支沟的洪水泥沙，减轻下游红石峡淤地坝的洪水压力，该坝运行前期蓄水灌溉，解决两岸群众的人畜饮水问题、两岸耕地和下游川台地的灌溉问题。

水路峁骨干坝：位于沙界沟流域中游左岸的魏家畔支沟内，由坝体和放水建筑物组成。该坝主要是控制该支沟的洪水泥沙，减轻下游酒房沟淤地坝的洪水压力，该坝运行前期蓄水灌溉两岸耕地和下游川台地。

顾梁骨干坝：位于流域中游右岸顾梁支沟，由坝体和放水建筑物组成。该坝主要以前期蓄水为主，灌溉下游的川台地。以坝顶带路，有交通需求。

周家沟骨干坝：位于流域下游右岸支沟尖山沟沟口，由坝体和放水建筑物组成。该坝主要控制尖山沟洪水泥沙，减轻酒房沟大型坝防洪压力。

韩河沟骨干坝：位于主沟道下游右岸韩河沟，该坝主要作用是拦蓄该支沟的洪水泥沙。

沙界沟加固骨干坝：位于主沟道上游，加高坝体和配套放水建筑物。该坝主要作用是拦蓄上游段洪水泥沙，减轻下游红石峡骨干坝的洪水压力。以坝顶带路，有交通需求。

曹畔加固骨干坝：位于小流域中上游左岸支沟，配套修建放水工程，加高坝体。该坝主要作用是拦蓄上游段洪水泥沙，减轻下游红石峡骨干坝的洪水压力。以坝顶带路，有交通需求。

3.2 方案二

3.2.1 布局思路

方案二的布局是在方案一坝系布局的基础上，在主沟道红石峡骨干坝上游布设龙王骨干坝，红石峡骨干坝的面积调整为4.22km2，上游的张沟中型淤地坝维持现状，其它坝址位置均不改变的坝系布局。这种坝系布局的优点是各坝系单元骨干坝控制区间面积相当，控制水沙能力均衡，同时龙王骨干坝以坝顶代路给当地群众通行带来便利。缺点是龙王骨干坝建成后，将淹没张沟下游150亩川台地。

3.2.2 坝系建设规模

坝系建成后，流域沟道工程数量最终达到37座，包括骨干坝11座（其中新建6座，加固2座，现状3座），中型淤地坝16座（其中新建10座，加固3座，现状3座），小型淤地坝10座（其中新建8座，现状2座）。

4 方案比选

4.1 防洪能力对比

坝系防洪能力分析，主要分析坝系建成后，各坝随时间变化其防洪能力的变化情况。本次坝系防洪能力分析是将分析期划分为5个阶段，即坝系建成后第5年末、第10年末、第15年末、第20年末和第25年末，分析不同时段末坝系工程的防洪能力。分析中需有两个假定：①骨干坝的淤积不考虑中小型淤地坝的减淤，这样的分析结果其防洪能力是偏安全的；②预测骨干坝淤积采用流域多年平均侵蚀模数。

从各时段末防洪能力计算结果表可以看出：方案二比方案一的剩余库容大，但是在设计年限内均可防御300年一遇洪水，两个方案防洪能力相同。从各时段末防洪能力计算结果表可以看出：坝系建成20年以后，随着时间的推移，防洪能力开始下降。因此从防洪安全角度考虑，20年以后对小流域内个别骨干坝应及时进行加高坝体或配套溢洪道，以提高坝系的整体防洪能力。