單壩面積侵蝕控制管理論文

時間:2022-07-02 09:10:00

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單壩面積侵蝕控制管理論文

《水土保持治溝骨干工程暫行技術(shù)規(guī)范》(SD175—86)(以下簡稱《暫行規(guī)范》)自1986年頒布執(zhí)行以來,在指導(dǎo)骨干工程建設(shè)和管理上發(fā)揮了重要作用,提高了工程勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理水平,使工程建設(shè)走上了科學(xué)化和規(guī)范化的軌道。工程建設(shè)由試點進入了全面發(fā)展階段,布局范圍也從原來陜西、山西、內(nèi)蒙古和甘肅4省(自治區(qū)),擴大到黃河流域的青海、寧夏、甘肅、陜西、山西、內(nèi)蒙古、河南、山東等8?。ㄗ灾螀^(qū));建設(shè)規(guī)模由初期的每年十幾座,發(fā)展到每年300多座。隨著建設(shè)范圍和規(guī)模的擴大,一些新情況和新問題也隨之暴露出來,特別是《暫行規(guī)范》(1.3—a款)中規(guī)定的骨干工程單壩控制流域面積一般為3~5km2,沒有考慮不同侵蝕強度分級的區(qū)分,使其在劇烈侵蝕區(qū)建設(shè)的工程規(guī)模較大,防洪安全存在隱患,同時,工程投資大,施工技術(shù)比較復(fù)雜,管理運行技術(shù)要求高;而在強度侵蝕區(qū)建設(shè)的工程規(guī)模又較小,符合條件的壩址不易尋找,雖安全,但經(jīng)濟性又較差。根據(jù)實際需要,本次修訂,考慮黃河流域水土流失的實際情況,適應(yīng)黃土高原溝道地形條件和目前本地區(qū)生產(chǎn)力發(fā)展水平,總結(jié)骨干工程15年來的建設(shè)實踐和有關(guān)研究成果,結(jié)合對已建1369座骨干工程的統(tǒng)計分析,提出了對骨干工程單壩控制流域面積按侵蝕強度分級進行區(qū)分。

一、15年骨干工程建設(shè)實踐

截至2000年底,黃河流域已興建骨干工程1369座,絕大部分分布在侵蝕模數(shù)大于5000t/km2·a的強度侵蝕區(qū)內(nèi)。根據(jù)對劇烈侵蝕區(qū)的黃甫川、窟野河、縣川河等流域的244座骨干工程,極強度侵蝕區(qū)的無定河、三川河、北洛河等流域的243座骨干工程,強度侵蝕區(qū)的湟水、渭河、渾河等流域的381座骨干工程單壩控制流域面積統(tǒng)計分析,強度侵蝕區(qū)單壩控制流域面積4.6~8.1km2,平均6.2km2;極強度侵蝕區(qū)單壩控制流域面積4.7~5km2,平均4.9km2;劇烈侵蝕區(qū)單壩控制流域面積2.9~3.6km2,平均3.3km2。對骨干工程單壩控制流域面積按侵蝕強度分級進行區(qū)分,正是吸收了這一實踐成果。

二、適應(yīng)黃土高原溝道地形條件,充分利用建壩資源

黃土高原地形破碎,溝壑縱橫,坡陡溝深,溝壑密度一般為1~7km/km2,切割深度100~300m;地面坡度大部分在15°以上,大于25°的在23%以上,其中黃土丘陵溝壑區(qū)一、二副區(qū)達58%。同時,劇烈侵蝕區(qū)由于水土流失嚴重,各級溝道正處在發(fā)育階段,各種壩控規(guī)模的壩址較易選擇;強度侵蝕區(qū),溝道發(fā)育相對穩(wěn)定,較小規(guī)模的壩址不易尋找。據(jù)調(diào)查,黃河中游的河口鎮(zhèn)至龍門區(qū)間,溝長0.5~30km的溝道有8萬多條,其中溝長0.5~3km的溝道約7.3萬條;3~5km的溝道4500條;5~10km的溝道2300條;10~20km的溝道720條;20~30km的溝道35條。這些溝道一般都有建壩條件,大部分溝道還沒有建成壩系,可以大規(guī)模進行溝道工程建設(shè)。

三、控制工程規(guī)模和投資,確保防洪安全

1.控制工程規(guī)模,確保防洪安全

骨干工程總庫容由攔泥庫容和滯洪庫容兩部分組成,而攔泥庫容是由侵蝕模數(shù)、淤積年限和壩控流域面積確定的。在一定區(qū)域范圍內(nèi),侵蝕模數(shù)和一定設(shè)計標準的洪量模數(shù)是確定的,淤積年限可依據(jù)工程實際進行調(diào)整,所以壩控流域面積是確定工程規(guī)模的關(guān)鍵因素。

劇烈侵蝕區(qū),侵蝕模數(shù)一般都在15000t/km2·a以上,最高可達30000t/km2·a,分布在陜西、山西等省的窟野河、孤山川、縣川河等支流,屬黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)。產(chǎn)沙集中是該類型區(qū)最突出的特征,3.67萬km2的劇烈侵蝕區(qū),年輸沙量達5.6億t,其中50%左右是0.05mm的粗泥沙。一座控制流域面積3km2的骨干工程,按五等工程設(shè)計,侵蝕模數(shù)取15000t/km2·a時,攔泥庫容為33.8萬~67.7萬m3,總庫容可達54.8萬~93.2萬m3;若考慮30000t/km2·a的侵蝕模數(shù),攔泥庫容為67.7萬~135.3萬m3,總庫容可達88.7萬~160.8萬m3。

強度侵蝕區(qū),侵蝕模數(shù)一般在5000~8000t/km2·a,分布在青海、甘肅、寧夏、陜西、山西、內(nèi)蒙古等省區(qū)的湟水、祖厲河、涇河、汾河、渾河等支流,屬黃土高原溝壑區(qū)和黃土丘陵溝壑區(qū)第二、四、五副區(qū)。一座控制流域面積8km2的骨干工程,按五等工程設(shè)計,侵蝕模數(shù)取5000t/km2·a,攔泥庫容30.1萬~60.2萬m3,總庫容為98.1萬~148.2萬m3。若考慮8000t/km2·a的侵蝕模數(shù),攔泥庫容為48.1萬~96.2萬m3,總庫容可達116.1萬~184.2萬m3。

上述分析是按最不利組合來考慮的,即壩控流域面積、侵蝕模數(shù)、淤積年限和設(shè)計標準按規(guī)范的極值同時遭遇的小概率事件的工程規(guī)模,即使這樣,總庫容也在200萬m3以內(nèi),符合規(guī)范修訂后對工程規(guī)模的要求。同時,避免了不同區(qū)域工程規(guī)模差別較大,造成防洪安全隱患。

控制面積較大的骨干工程,一般多興建在干溝,淹沒村莊、道路、溝臺地,加之干溝洪水威脅大,“連鎖垮壩”問題較多,安全防洪保收問題較為突出。如,1977年7月4~6日的陜北大暴雨,造成1萬多座淤地壩毀損。

2.控制工程投資,減少地方和群眾經(jīng)濟負擔

工程控制面積越大(特別是在劇烈侵蝕區(qū)),工程規(guī)模也越大,壩體工程量和放水工程量勢必增大;同時,有的工程加大控制流域面積,還需要增設(shè)溢洪道等泄洪工程,增加大量的石方和混凝土工程量,投資也隨之大幅度增加。根據(jù)目前的定額水平,一座庫容在50萬~150萬m3的骨干工程需投資50萬~80萬元,但國家目前采取補助性政策,每座壩僅補助30萬~40萬元,約50%的投資需要地方匹配和群眾投勞共同完成,但是,黃土高原地區(qū)各級財政都比較困難,往往由于配套資金不到位,直接影響著工程建設(shè)的進度和質(zhì)量。在國家現(xiàn)有投資水平下,若不控制規(guī)模和投資,勢必加大地方和群眾負擔。

四、適應(yīng)目前施工技術(shù)和管理水平

骨干工程分布在黃土高原的千溝萬壑,點多面廣,交通不便,不宜組織專業(yè)公司進行大規(guī)模的機械化施工。目前庫容50萬~150萬m3的骨干工程施工,多為組織當?shù)厝罕娺M行人工挖土、拖拉機和手推車運土、機械碾壓的人機結(jié)合方式,或?qū)嵭兴畨嬇c碾壓相結(jié)合。這一施工技術(shù)普遍為廣大群眾所掌握,同時也比較適應(yīng)骨干工程的投資水平和本地區(qū)生產(chǎn)力水平。

工程規(guī)模越大,對管理工作的要求就越高。重建輕管、管理粗放,是當前骨干工程運行中的一大突出問題。要使骨干工程充分發(fā)揮效益,還必須加強后期管理工作。