黄土高原淤地坝建设现状及其发展思路
2016-02-07罗西超
罗西超
(黄河水土保持工程建设局,陕西 西安 710021)
黄土高原淤地坝建设现状及其发展思路
罗西超
(黄河水土保持工程建设局,陕西 西安 710021)
水土保持;淤地坝;建设现状;除险加固;发展对策;黄土高原
根据第一次全国水利普查数据,黄土高原地区已建成淤地坝58 446座,淤地面积927.57 km2,在治理水土流失、减少入黄泥沙、改善生态环境、发展区域经济等方面发挥了不可替代的作用。根据现有中型以上病险淤地坝存在各类病险问题,发生溃坝风险日益增大和黄河下游河道主要淤积物是粗泥沙的实际,建议加快黄土高原地区病险淤地坝除险加固步伐,尽快在粗泥沙集中来源区建设拦沙工程。
1 黄土高原淤地坝建设情况
淤地坝是黄土高原地区人民在长期同水土流失斗争的实践中,创造的一种行之有效的具有综合作用的水土保持工程措施,既能拦截泥沙、保持水土,又能淤地造田、增产粮食、加快当地群众脱贫致富。新中国成立后,经过水利水保部门试验、示范和总结、推广,淤地坝建设得到全面发展,主要经历了三个阶段。
第一阶段:20世纪70年代以前,在淤地坝进一步试验普遍成功后,通过落实“北方农村工作会议”精神,淤地坝建设速度加快。现有淤地坝主要为这一时期建设,且大多为群众修建的中小型淤地坝,目前大多数已淤满。
第二阶段:20世纪80年代后,通过总结第一阶段淤地坝建设的经验和教训,针对淤地坝单坝规模小、中小型淤地坝数量多、无控制性工程,即“小多成群无骨干”,遇较大暴雨洪水易出现垮坝的问题,经过科学研究,在沟道适当位置增建骨干坝拦截上游洪水,以保证下游中小型淤地坝安全。此举提高了防洪标准,扭转了过去多次洪水淤积、一次较大洪水连锁垮坝、洪水泥沙俱下的所谓“零存整取”现象。
第三阶段:20世纪末,为进一步保证淤地坝的运行安全和充分发挥整体效益,在全面总结淤地坝建设经验的基础上,经过反复的科学试验和研究,科学地总结出了“以支流为骨架、以小流域为单元,骨干坝控制,中小型淤地坝合理配置、联合运用”的沟道坝系建设技术路线。目前,黄土高原地区初步建成了以陕西省延安市宝塔区碾庄沟、山西省离石市阳坡、内蒙古准格尔旗川掌沟、甘肃省定西市安定区花岔、宁夏西吉县聂家河等一批防洪标准高、综合效益好的典型坝系。
黄土高原地区淤地坝工程主要分布于青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南等七省区。根据2011年第一次全国水利普查数据,截至2011年底,黄土高原地区淤地坝总数为58 446座,淤地面积927.57 km2,其中:中型以上淤地坝16 920座(骨干坝5 655座,中型淤地坝11 265座),其他为小型淤地坝。
2 淤地坝建设的地位与作用
2.1快速治理水土流失,有效减少入黄泥沙
据分析,占黄土高原面积40%的沟谷地,产沙量占总沙量的60%以上。沟道工程建设能够快速、有效地拦蓄径流泥沙,抬高侵蚀基准点,遏止沟床下切、沟岸扩张和沟头前进,从而减少进入流域下游的泥沙。据对黄河河龙区间各项水土保持措施减少入黄泥沙量分析,1970—1996年的27年间,沟道工程平均减沙量占59%,而在建设淤地坝高潮时期的20世纪70年代,淤地坝减沙量则占到总减沙量的76.7%。列入全国八大片重点治理区的无定河流域,经过10年治理后,淤地坝减沙量占总减沙量的58.8%。内蒙古准格尔旗川掌沟小流域坝系工程减沙量占水保措施总减沙量的92.5%。实践证明,无论是从较大的区间、重点支流,还是从小流域、单坝来看,淤地坝都有显著的拦减泥沙作用,是其他措施不可代替的。
2.2加快产业结构调整,促进退耕还林还草
在人多地少的严重流失区,打坝淤地成为增加基本农田的一个重要途径,且坝地水肥条件好、耕作方便,给粮食稳产高产创造了有利条件。沟坝地粮食产量一般是坡耕地的几倍甚至十几倍,在一定程度上解决了当地农民的基本粮食需求,促进了农村土地利用结构和产业结构的调整,为坡耕地退耕还林还草、封山禁牧,最终实现生态环境的改善和经济社会的可持续发展奠定了坚实的基础。据测算,每淤成1 hm2坝地,可退耕陡坡耕地3~8 hm2。延安市宝塔区新科庄流域已建大小淤地坝61座,建成高标准农田436.8 hm2,促进了1 600 hm2坡耕地还林还草。宁夏西吉县葫芦河流域上游的坝系建设,实现退耕1 720 hm2、封禁1 870 hm2,而人均产粮是坝系建设前的3倍多。
2.3改善群众生产生活条件,促进区域经济发展
沟道坝系工程通过拦蓄径流使有限的水资源得到充分利用,缓解了干旱半干旱地区人畜饮水和工业用水困难。甘肃省环县七里沟坝系平均每年提供有效水资源160多万m3,解决了附近厂矿企业用水和4个行政村7 000多头(只)牲畜的饮水问题。
坝系建设,改善了农业生产条件,降低了农民的劳动强度,使大量劳力从繁重的农业劳动中解放出来,进入第二、第三产业,促进了群众脱贫致富和区域经济发展。内蒙古鄂尔多斯市阿布亥小流域坝系建设,带动了流域内高科技示范苗圃、特种养殖和旅游业的发展。
另外,淤地坝建成后,坝顶成为连接沟壑两岸的桥梁,大大改善了山区的交通条件,促进了物资、文化交流和商品经济的发展。
3 淤地坝建设中存在的问题
黄土高原地区现有中型以上病险淤地坝多数建于20世纪六七十年代,防洪标准较低,配套泄洪设施不完善,不能满足工程自身的防洪要求。同时,经过几十年的运行,许多工程由于年久失修、设施老化,存在不同程度的毁坏。另外,由于多年淤积,相当一部分淤地坝已丧失了继续拦泥和防洪的能力,存在安全隐患。经调查,目前黄土高原地区有中型以上病险淤地坝5 282座,其中骨干坝3 025座、中型淤地坝2 257座。这些病险淤地坝各类病险问题的存在,不同程度地影响了工程的安全运行,致使工程基础功能逐渐减弱甚至丧失,加之病险问题之间的连锁反应,所以发生溃坝的风险日益增大。若不及时除险加固,一旦失事,不仅工程主体付之东流,还将给工程下游影响范围内人民的生命财产安全带来威胁。
4 淤地坝建设对策和发展思路
4.1加快黄土高原地区病险淤地坝除险加固步伐
全面贯彻落实2015年1月陈雷部长“关于商财政部积极支持黄土高原病险淤地坝除险加固”的要求,加快黄土高原地区病险淤地坝除险加固步伐。为确保淤地坝工程安全运行并恢复和完善淤地坝功能,使其继续发挥应有的作用和效益,保障广大人民群众生命财产安全,应尽早消除黄土高原地区中型以上病险淤地坝的安全隐患。
据调查测算:黄土高原地区5 282座病险骨干坝和中型坝,设计拦泥库容23.53亿m3,已拦泥14.10亿m3,通过除险加固,仍可拦泥9.43亿m3,约可减少黄河下游泥沙淤积4.20亿t;黄土高原地区5 282座病险骨干坝和中型坝设计淤地面积3.99万hm2,目前已淤地2.39万hm2,且60%左右已生产利用,通过除险加固,原工程还可淤地约1.60万hm2。病险淤地坝除险加固不仅有利于加快区域农业结构调整,增加当地农民收入,改善农民生活条件,而且可为当地新农村建设提供条件,促进区域经济繁荣。
4.2尽快在粗泥沙集中来源区建设拦沙工程
黄河具有“水少沙多,水沙关系不协调”的显著特点,大量泥沙淤积使黄河下游河床以每年约0.1 m的速度抬升,形成了世界上著名的“地上悬河”。历史上黄河堤防决口和改道经常发生,造成了巨大的灾难和损失。根据1952—1998年系列实测资料,进入下游中水河道的总沙量为566 亿t,在下游中水河槽中共淤积了27.8亿t,其中粒径小于0.05 mm的泥沙为8.7 亿t、粒径大于0.05 mm的粗泥沙为19.1亿t(含粒径大于0.1 mm的粗泥沙10.2亿t),分别占中水河槽淤积量的31.3%和68.7%。由此看出,淤积在中水河槽的泥沙,粒径大于0.05 mm的占大部分。
由此可见,造成下游河道淤积的主要物质是粗泥沙,最大限度地控制进入黄河的粗泥沙是减轻下游河道淤积抬高,缓解黄河下游防洪压力,维持中水河槽过洪排沙能力,减少“横河”“斜河”形成几率的关键。粗泥沙主要来源于1.88万km2的粗泥沙集中来源区,在该区域建设拦沙工程,在拦沙量相同的情况下,粗泥沙比例大的区域减淤效益大于粗泥沙比例小的区域,从同等库容的减淤效益和拦沙减淤的效率看,选择黄河粗泥沙集中来源区开展拦沙工程建设比在其他区域建设效果要好。因此,建设黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程,对改善黄河水沙关系、减轻河道淤积,是十分迫切和必要的。
(责任编辑张培虎)
S157.2
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1000-0941(2016)09-0024-02
罗西超(1981—),男,陕西西安市人,工程师,从事水土保持管理工作。
2016-08-01