黄土高原沟壑坝系建设有关问题探讨

1、黄土高原沟壑坝系建设有关问题探讨             摘要从沟壑坝系的建设现状、任务与存在的问题来看，黄土高原沟壑坝系建设要处理好黄土高原全面治理与突出重点快速建设的关系，以多沙粗沙区为重点，加快淤地坝系建设。沟壑坝系拦蓄降雨径流，为黄土高原农业生产和经济社会提供了宝贵的水资源，同时坝系也拦蓄了大量泥沙，不仅可大量减少黄河干流输沙用水，而且对解决黄河的泥沙问题也是一大贡献。坝系规划和建设中要选择合适的规模、结构布局和建坝时序，最终实现坝系的相对稳定，实现坝系水土资源的合理

2、、充分利用；要建立健全法规，建立淤地坝建设管理新机制，建立投资与服务体系。 关键词黄土高原 坝系建设 问题 探讨 一、沟壑坝系的现状、任务与问题黄土高原沟壑修建淤地坝由来已久，约有年的历史。但大量的淤地坝还是在新中国成立后修建的。据黄河上中游管理局和黄土高原七省（自治区）水土保持部门的统计，截至年底，黄土高原地区建成淤地坝万座（其中骨干坝座，中小型坝万座），淤地万，保护川台地万。其中，陕西、山西、内蒙古省（自治区）共有淤地坝万余座，占总数的。多沙区分布万座、占总数的，多沙粗沙区分布万座，占总数的。同时，建成的数十条小流域坝系，在各地都起到示范作用，促进了坝系建设的快速发展。实践证明，沟壑淤地坝

3、系建设以后，小流域内的泥沙几乎全部被拦蓄下来，洪水得以调蓄和利用，沟道基本实现了川台化，荒沟变良田，构建了黄土高原坝系农业的雏形。根据对黄土高原人口发展需要粮田和淤地坝建设条件及潜力的分析，按照需要与可能相结合的原则，也是为了适应全面建设小康社会和西部大开发的要求，黄河近期重点治理开发规划提出用年的时间，在黄土高原建设骨干坝万座，中小型淤地坝万座和一批小流域示范坝系。工程建成后，结合其他水土保持措施的实施，实现年减少入黄泥沙亿，新增淤地能力万、拦泥能力亿、蓄水能力亿，可发展灌溉万，可促进退耕还林还草万和封育保护约万。沟壑坝系建设是一项技术性较强的系统工程，群众在长期的实践中积累了不少成功经验，

4、取得一些科研成果。但尚未形成比较完善的技术体系，坝系建设中有许多重大问题与关键技术需要研究与创新。水是黄土高原最为稀缺的战略资源，大规模地建设沟壑坝系势必拦蓄大量的天然降水，其对黄河下游断流的影响有多大，坝系建设的重点区域在哪里，坝系建设的规模、布局、结构、时序如何安排，如何实现坝系的相对稳定和运用管护，如何确保坝地的防洪保收，如何防治坝地盐碱化等，都需要认真研究和解决，进而加快坝系建设速度，提高质量，降低成本，增大坝系的整体效益。二、沟壑坝系建设对河川径流的影响拦蓄降雨径流是黄土高原农业生产的必要条件沟壑坝系拦蓄了大量的天然降水和部分径流，这些水量拦蓄在黄土高原的千沟万壑，为当地社会经济发展

5、和农业生产提供了宝贵的水资源。沟壑坝系拦蓄了暴雨径流，并逐步实现高效利用，使过去的“拦水减灾”转变为“蓄水兴利”。据人民治黄年水土保持效益分析，到年，流域修建了万多座淤地坝和多万座水窖、涝池等小型拦蓄工程，累计蓄水亿，按的利用率计算，增加可利用水量亿，可解决多万农业人口的饮水困难。黄土高原平均左右的降水本来就比较少，尽量多地就地就近拦蓄利用降水是当地生态环境恢复、人们生活生产所必需的。即使以后实施西线南水北调，也只能用于河套沿黄灌区以及黄河下游两岸，很难调水到黄土高原的千沟万壑间。所以加快沟壑坝系工程的建设速度，搞好水土保持，尽量多地拦蓄降雨径流，恢复生态、发展生产无疑是非常必要的。坝系拦蓄径

6、流的同时也拦蓄了大量泥沙，总体上对黄河是有益的黄河水沙异源，来水主要在兰州以上，来沙主要在河龙区间的多沙粗沙区。淤地坝主要集中在河龙区间，加上其他水保工程措施，拦蓄了这一区间的产水，就意味着拦截了入黄的大部分泥沙，对黄河泥沙问题的解决无疑是一大贡献。根据黄土高原各地水土保持试验站的科学观测：坡耕地每年流失的水量为万万，流失土壤；荒坡地每年流失的水量为万万，流失土壤。也就是说坡耕地拦泥沙需拦水，荒坡地拦泥沙需拦水，实际从坡面冲下来的高含沙洪水到沟壑沿途冲刷不断增强，其含沙量更高。与下游冲沙入海需要几十立方米水量相比，在中游拦沙能节省大量水资源。以现有的水土保持措施和有关研究成果计算的全部水土保持

7、措施最大减水量为亿，占黄河多年平均径流量亿的。按照黄土高原地区淤地坝建设规划再新增万座大、中、小型淤地坝，其蓄水能力也就是亿亿，但是每年能够减少入黄泥沙约亿，也就是说可节省出多亿冲沙入海的水用于黄河下游的工农业生产。另外，黄河断流主要发生在非汛期的月，而淤地坝等水土保持措施的拦蓄作用主要是在月，时间上是不一致的；淤地坝拦蓄主要是暴雨洪水径流，基本是不可利用或难以利用的水量；淤地坝在汛期拦蓄的高含沙洪水一部分转化为地下水，一部分转化为清水，增加了沟道长流水，增加了河川基流，对汛期洪水起到调节作用，对减少断流产生积极影响。现在黄土高原，特别是黄丘区的黄河一级支流和二、三级支沟，没有坝系的沟道，大多

8、是一遇暴雨就成灾，多为暴涨暴落的洪水，雨后天晴立即变成干沟滩，没有长流水；而凡是沟道坝系较多的，暴雨洪水被节节拦蓄利用，成不了灾，且在沟道下游涌出了许多泉水，细水长流，源源不断地补给下游支流、补给黄河。         三、突出重点，加快多沙粗沙区坝系建设和管护多沙粗沙区是坝系建设的重点黄河泥沙的来自水土流失面积为万的多沙区，其中水蚀面积为万。涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区、土石山区和黄土阶地区的部分地区。集中分布在河龙区间、泾洛渭河中上游以及青海、内蒙古、河南沿黄部分地区。多年平均输入黄河的泥沙量为亿。上述多

9、沙区中，侵蚀模数大于·且粗沙模数大于·的区域为多沙粗沙区，面积为万。分布于河口镇至龙门区间的条支流和泾河上游（马莲河、蒲河）部分地区、北洛河上游部分地区，主要涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区。该区多年平均输沙量（年系列）亿，占黄河同期总输沙量的；粗泥沙输沙量为亿，占黄河粗泥沙总量的。该区支毛沟发育，沟壑面积占总面积的；面积大于的沟道有条，其中流域面积为的沟道有条，的有条，的有条，的有条，的有条。经过多年的实验观测，黄河泥沙的主要来源及其给下游淤积抬高河床带来严重危害的是多沙粗沙区，要控制泥沙入河，可以首先对该区域的水土流失抓紧治理。这里的沟壑侵蚀量占到总量的以上，侵蚀严重

10、且独具良好的筑坝条件，在这里加快沟壑坝系建设，能快速减少入黄泥沙。目前，该区域已建设了数十条小流域坝系，探索出了淤地坝大、中、小联合运用的成功模式。但是建设大量的骨干坝和大中型淤地坝，工程量大，所需投资多。从多年的工程建设实践来看，这项工程不能单凭国家补助或群众自发的力量来完成，必须由国家认定作为治理黄河、建设黄土高原、巩固退耕还林成果的重点开发项目，加大投资力度，组织力量进行建设。加大已建坝系的维修管护，提高坝地利用率由于维修管护不力，已建坝系的效益难以正常发挥，坝系配套不科学，造成已淤坝地不能防洪保收，盐碱化严重使得坝地利用率很低等，直接影响着农民群众投入的积极性。年月，笔者在陕北、晋西北

11、进行退耕还林中期评估调查时，就遇到不少这方面问题。有的村人均已有坝地，就是山上的地全部退耕还林了，坝地里产的粮食也够吃。问题是有的坝地盐碱化严重，不能种庄稼了，另外能种的部分坝地也经常受洪水的侵袭，不能保收。当地政府和群众希望帮助他们修建拦洪坝或者排洪渠，治理盐碱地。在各地调查时都遇到这样的问题，只是程度不同而已；还有的淤出一些坝地后，就只管眼前生产，不顾长期利益，高筑渠、畅排洪，影响坝地的不断淤积增加，不利于实现坝系的相对稳定和可持续利用。究其原因，主要是群众资金少，想建设但力不从心；再就是他们缺乏科学技术指导，不懂得怎样实施科学有效的防治。这应该引起各级领导的高度重视并采取相宜的措施帮助农

12、民解决困难。在坝系建设和管护方面增加科技含量，以提高坝地的保收率、利用率和坝系的整体效益。四、沟壑坝系建设应注意的几个问题坝系规模小流域坝系的规模主要指坝系的控制面积、工程数量、安全标准和工程等级等几个方面。控制规模用小流域面积和坝系的流域面积控制率反映，数量规模一般用坝系的布坝密度（单位面积内淤地坝的数量）表示，安全标准用坝系的防洪标准反映，工程等级则反映组成坝系的单坝工程规模。坝系规模的确定要考虑坝址条件、坝区淹没情况、流域内的自然条件、社会经济情况、水土流失特点等因素。目前小流域坝系应以左右的流域为基本规划单元进行布设。影响布坝密度的因素很多，主要有沟壑密度、沟道比降、沟长、侵蚀模数、坡

13、面治理程度、暴雨强度等。坝系结构小流域坝系的结构是指小流域坝系骨干坝、中小型淤地坝、小水库、塘坝等沟道工程的分层组合关系、数量配置比例和平面形状，主要与小流域内各级沟道的疏密程度和各级沟道的面积有关。根据对黄土高原不同侵蚀区淤地坝现状结构的分析，得出不同侵蚀区骨干坝单坝控制面积和骨干坝与中小型淤地坝的配置比例见表。沟道形状影响着坝系工程的数量和配置比例，“”形沟道狭窄，一般适合配置中小型坝，工程数量较多；“”形沟道宽阔，一般配置大中型坝，工程数量较少。对不同的坝系在功能设置上有不同的要求：防洪要求高的坝系，一般骨干坝防洪标准较高，因此中小型坝的比例较小；要求快速淤地、及早生产的坝系，一般需要工

14、程数量较多，因此中小型坝比例较大，即“小多成群”。坝系在结构上要充分考虑防洪、拦泥、生产、蓄水功能。坝系结构往往随坝系的发展而变化，初建阶段坝系按设计完成布局，形成的坝系结构，工程数量较多，中小型坝比例较大，在坝系发育过程中，通过适应性调整，工程总数量有所减少，大中型坝比例增大，到成熟阶段，坝系结构基本固定下来。         坝系布局小流域坝系的布局是以水沙淤积相对平衡为目标，最终实现流域内天然降水资源的充分、合理利用，具有整体性、层次性和关联性。整体性：坝系防治体系包括骨干坝、中小型淤地坝、小水库、小塘坝、谷

15、坊和其他小型拦蓄工程，它们虽然在坝系中的分工和作用不同，但作为一个整体，共同构筑了沟道防护体系。层次性：坝系防治体系根据其功能和作用可归结为两个层次，一是防洪体系，二是生产体系。防洪体系是坝系的骨架，是维系坝系安全运行的必要措施；防洪体系主要由承担坝系防洪任务的骨干坝和小水库组成，设计标准较高、工程规模较大是它们的主要特征，也是坝系规划的主要研究对象。生产体系是坝系的主体，是确保坝系可持续发展的必要内容；生产体系主要由中小型淤地坝（也称为生产坝）和小型蓄水塘坝及附属建筑物组成。坝地、灌溉库容与养殖水面是坝系经济活动的基础条件，也是坝系建设的主要目的之一。关联性：坝系内各工程之间相互联系、相互转

16、换。坝系运行初期，坝地尚未形成，此时淤地坝实际上也发挥着拦截泥沙和调蓄洪水的作用，随着时间的推移，淤地坝库容逐渐被泥沙淤满，坝地逐渐形成，其防洪能力也逐渐丧失，淤地坝的功能转向了坝地生产。坝系中控制性骨干坝，建设初期兼顾有灌溉的功能，汛期防洪拦蓄洪水，汛后可利用库水发展灌溉。同时，坝系与坡面工程和流域内村庄、道路、工矿企业等重要建筑物也相互联系。小流域坡面治理程度低，坝系沟道工程淤积速度加快，洪水威胁就大；反之，坡面治理较好的小流域，坝系安全性就高。坝系的防洪安全直接影响流域内村庄和工矿企业，因此，坝系建设在做好沟道工程布局的同时，还要做好小流域坡面治理和居住在沟岸的村镇厂矿等防洪安全论证。骨

17、干坝的布局应遵循三均衡原则，即单坝区间控制面积基本均衡，对干支沟的沟道控制基本均衡，单坝淤地面积与区间控制面积的比值基本均衡。小流域坝系中受控于干沟坝系的支沟在其下游或沟口骨干坝的控制下形成一个相对独立的坝系单元，这一个相对完整的子坝系，在整个坝系中起到“承上启下，独当一面”的作用，发挥相对独立的单元防洪、拦泥和生产的功能，对干沟坝系起“上拦下保”作用。骨干坝在流域内分单元切块布局，中小型淤地坝按沟道级别分层布局。坝系从初建到实现相对稳定很难在一个阶段实现，一般要经过初建、发育、成熟和相对稳定个阶段的发展过程。在各个阶段，由于运行方式有所区别，坝系布局结构也不同。布坝密度一般为每平方公里座，骨

18、干坝与中小型坝的配置比例一般为。建坝时序在安排坝系建设进度计划时，为计算方便，通常采用多年平均洪量模数和侵蚀模数作为流域产流产沙的指标。而实际上，暴雨洪水具有的随机性，使得各单坝的淤满年限具有不确定性。若某座坝在淤积库容未满时便修建上游后续坝，势必影响该坝效益的发挥。而当淤满时间提前时，若不及时建设上游后续坝，则又会造成该坝过量淤积，威胁坝库安全。显然，笼统地给各单坝安排固定的布设时间往往不符合实际情况，当淤积条件发生变化时，就有必要对上游后续坝修建时间进行适时调整。同时，由于坝系是一个整体，其中任何一座坝的调整均可能对其他坝乃至整个坝系的建设造成连锁影响。因此，在对坝系中某座坝的建造时间进行

19、调整时，需要相应分析以下几个问题：淤地坝修建时间的调整是否会对后续坝乃至整个坝系建设产生影响，影响有多大；在不影响后续坝和坝系建设整体进程的前提下，该坝调整的余地有多大；如何调整、采取何种对策措施才可能减少调整带来的不利影响。坝系相对稳定坝系达到相对稳定后，随着坝地面积逐年淤积增加，即承受洪水的面积愈来愈大，在一定标准洪水量情况下，相对单位面积承受洪水的深度就愈来愈浅，各级沟道均已川台化，各个单坝均可防洪保收，洪水泥沙在坝地内已变成“引洪漫地”，坝体加高已变成养护性质的“护埂”，坝系结构持久稳定。另外坡面措施的层层拦蓄，来水来沙逐步减少，促进和保障了相对稳定坝系的快速形成。黄土高原已有多条基本相对稳定的坝系，达到多年洪水不出沟，被就地就近拦蓄利用。坝系相对稳定是