云南山區(qū)小流域溝道壩系建設

羅紅映

(麗江市水土保持委員會辦公室,云南麗江 674100)

云南山區(qū)小流域溝道壩系建設

羅紅映

(麗江市水土保持委員會辦公室,云南麗江 674100)

山區(qū)小流域;溝道壩系;建設;云南

因其特殊的地形地貌及水文氣象特征,近年來云南山區(qū)小流域溝道水土流失及滑坡、泥石流等自然災害逐年加劇,損失了珍貴的土地資源,直接影響到社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。為保護山區(qū)小流域河流入江口和進入平壩地帶的優(yōu)良土地,云南在部分溝道興建了一些壩系,取得了較為明顯的成效。介紹了云南山區(qū)小流域溝道壩系建設的規(guī)劃步驟、作用成效,提出了壩系發(fā)展的建議。

云南山區(qū)小流域溝道具有特殊的地形地貌及水文氣象特征,包括山高坡陡、單點暴雨集中、集雨面積小、匯流時間短以及水流速度快、攜帶泥沙多、沖刷力強、危害性極大等。近幾十年來,在人為因素和自然因素的共同作用下,山區(qū)小流域的水土流失及滑坡、泥石流等自然災害逐年加劇,致使河岸坍塌、河床淤塞、河道排洪能力降低,形成小雨小災、大雨大災,甚至無災不成年的惡性循環(huán),嚴重時會損壞農田、耕地,沖毀城鎮(zhèn)、村莊、公路,造成群眾生命財產損失和資源環(huán)境破壞。各類自然資源尤其是土地資源,一旦破壞將很難恢復,不僅會使農民失去賴以生存的土地,而且會影響社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。為保護山區(qū)小流域河流入江口和進入平壩地帶的肥沃土地,近年來在地方黨委、政府的關心支持和干部群眾的積極努力下,在云南省的部分山區(qū)小流域溝道興建了一些壩系,取得了較為明顯的水土保持效益。

1 山區(qū)小流域溝道壩系規(guī)劃步驟

1.1 掌握溝道的基本特征

山區(qū)小流域溝道水文條件、水利要素情況復雜,通常表現(xiàn)為:流域面積小、流程短、匯流快,汛期洪水陡漲陡落,枯水期流量小甚至出現(xiàn)斷流;河岸或河堤承受高水位壓力的時間不長,一旦遇到洪水,水流速度快、攜帶推移質和懸移質多、沖刷破壞力強;部分溝道在一次洪水后河槽就基本填滿,二次洪水時受災面積就會迅速擴大。因此,在溝道壩系規(guī)劃中要因地制宜,綜合調查上下游、左右岸,甚至整個流域的相互關系,統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合整治,采取上堵下排,修建壩系、堤防、護岸等工程。上堵就是在溝道上游修建一定的壩系工程,以攔截泥沙;下排就是疏導河道,清除阻水障礙,使河道暢通,同時在關鍵河段修建堤防護岸工程,約束水流,保護岸坡。在規(guī)劃中還應注意溝道的生態(tài)平衡,遵循自然規(guī)律,不宜過多地改變溝道的自然特性,盡量保護天然河道。尤其是河道截彎改直及擴寬河道堵口規(guī)劃時要特別慎重。溝道截彎改直后,既改變了洪水流向,增大了河道比降以及水流流速,又加劇了水流對河岸及河床的沖刷,使原有的河岸垮塌更為嚴重,導致規(guī)劃前功盡棄。因此,在山區(qū)小流域溝道壩系建設中必須認真調查研究,結合水能、水文計算成果,客觀分析溝道下泄流量和災害經濟損失,采取多方案比較,合理布置壩系密度和各壩體斷面尺寸,以達到最佳建設效果。

1.2 壩高的確定

山區(qū)小流域溝道壩系中的單壩壩高主要根據(jù)保護對象以及上游來沙量、壩體等級等來確定。但是,山區(qū)小流域溝道水文資料一般都很短缺,有的甚至沒有水文資料,只能采用經驗公式進行設計洪水計算,形成的計算結果精度差、與實際情況不符。實踐中,應進行實地洪水調查并結合經驗公式計算確定。山區(qū)小流域溝道壩系建設的目的一般是以保護耕地為主,可根據(jù)溝道的特性以及山區(qū)社會經濟狀況和耕地效益情況確定防洪標準,但標準不宜太高,一般按 10年或 20年一遇標準設計較合適,這樣可避免造成人力、財力、物力的浪費。

1.3 壩系建設的規(guī)劃原則

壩系建設的規(guī)劃原則:一是壩系建設必須以小流域綜合治理規(guī)劃為基礎,上下游統(tǒng)籌考慮,治溝與治坡相結合,形成完整的小流域綜合防護體系。二是在溝谷治理中將攔沙壩與谷坊、塘壩等工程配合、聯(lián)合運用,壩系密度與單壩壩高有關,應根據(jù)溝底比降、溝道形狀以及壩間川臺相接的原則確定,避免下壩壩高超過上壩壩基。三是在溝道內進行壩系規(guī)劃時,應充分考慮防洪安全,根據(jù)《防洪標準》(GB 50201— 94)中保護城市、農村及耕地面積確定治理河段的防洪標準。

1.4 壩址選擇

一是壩址應選在支毛溝交匯和溝道拐彎的下游,避免與山坡上的沖溝相遇,從毛溝到支溝,從上游到下游,節(jié)節(jié)修筑,形成有效的防護體系;二是壩址應選擇在溝底平緩、肚大、口窄以及溝底和兩岸基礎堅硬的地方,以利于壩體與兩岸結合,這樣攔蓄泥沙和緩洪作用較大、工程效益明顯、安全系數(shù)較高;三是應選在跌水上游,避免湍急的水流沖毀壩體;四是選在施工條件較好,有足夠筑壩土石料的地方;五是選在對壩系下游及附近村鎮(zhèn)、工礦、交通安全影響較小的地方。

2 壩系建設的作用分析

山區(qū)小流域溝道壩系的作用與黃河流域淤地壩的攔泥保土作用相似,在云南山區(qū)小流域溝道修建壩系對山區(qū)保土蓄水、提高土地生產力有著極為重要的作用。

2.1 攔沙保土,有效減少泥沙下泄

山區(qū)小流域的顯著特點是大小河流縱橫,山高谷深,植被破壞區(qū)域水土流失嚴重。修建于溝道中的壩系從源頭上封堵了向下游輸送泥沙的通道,在泥沙的匯集和流失通道處形成一道人工屏障,不但能夠攔蓄從坡面匯入溝道的泥沙,而且能夠固定溝床,抬高侵蝕基準面,穩(wěn)定溝坡,制止溝岸擴張、溝底下切和溝頭前進,減輕溝道侵蝕。

據(jù)有關資料,山區(qū)小流域溝道壩系中的攔沙壩、谷坊、塘堰等工程,每座大的工程每年可攔蓄泥沙 1萬 t以上,一般的為幾千噸,小的也有幾百噸,可見壩系是攔沙保土的關鍵措施。

2.2 淤地造田,提高糧食產量

壩系建成后可實現(xiàn)泥沙就地攔截,經過一段時間后可淤成壩地,再適當布置排洪溝和進行簡單的覆土整地,就可用于耕作。壩地地平、墑好、肥多、土松,易于耕作,且抗旱能力強,增產作用與經濟效益顯著。山區(qū)群眾間就廣泛流傳著“打壩如修倉,攔泥如儲糧”的說法。

2.3 促進水資源利用,解決農民生活生產用水問題

壩系建設通過有效滯洪及攔蓄泥沙,將高含沙洪水一部分轉化為地下水,另一部分轉化為清水排放到下游溝道,既涵養(yǎng)了水源,又增加了河流中的長流水,對汛期洪水起到了調節(jié)作用,使水資源得到了合理利用。壩系運行前期作為水源工程,將部分谷坊和攔沙壩作為小水庫(塘)使用,能夠有效蓄積和利用地表徑流,提高水資源利用率,對解決水資源缺乏地區(qū)的農民生活和農業(yè)生產用水發(fā)揮著重要的作用。

2.4 增加農民收入,發(fā)展農村經濟

壩地良好的水肥條件為發(fā)展優(yōu)質高效農業(yè)和調整產業(yè)結構奠定了基礎,使過去單一的糧食生產經濟結構逐漸轉變?yōu)檗r林牧副漁各業(yè)并舉的多種經營,增加了農民收入,發(fā)展了農村經濟。古城區(qū)光樂河小流域過去一直是“靠天種莊園,雨大沖良田,天旱難種田,生活犯熬煎”,自從開展治溝打壩后,帶動了各業(yè)生產,電視、電話、摩托車等現(xiàn)代化用品逐漸進入了普通百姓家,2008年人均純收入 2 970元。山區(qū)群眾能否脫貧致富直接影響到我國全面建設小康社會總目標能否如期實現(xiàn),加快山區(qū)小流域溝道壩系建設對于促進地方經濟發(fā)展、加快群眾脫貧致富、全面建設小康社會具有重要的現(xiàn)實意義。

2.5 促進退耕還林,改善生態(tài)環(huán)境

山區(qū)小流域溝道壩系建設不僅增加了水肥條件較好的基本農田,使農民由過去的廣種薄收改為少種高產多收,優(yōu)化了土地利用結構,解除了群眾的后顧之憂,而且與國家退耕政策相配合,保證現(xiàn)有坡耕地“退得下、穩(wěn)得住、不反彈”,為植被恢復創(chuàng)造了條件,保護了秀美山川。

2.6 利于區(qū)域防洪減災,保護溝道下游生產安全

以小流域為單元,通過壩系建設,大、中、小結合,谷坊、攔沙壩、塘堰、滾水壩層層攔截,具有較強的削峰、滯洪能力和上攔下保作用,能有效地防止上游溝道的洪水泥沙對下游地區(qū)造成威脅。以永勝“8?4”特大洪澇災害為例,2004年 8月 4日凌晨 2時 40分,永勝縣橋頭河上游普降暴雨,10 h降雨量達 169 mm,橋頭河洪峰流量達 289m3/s。由于洪水太大,羊坪鄉(xiāng)境內多處發(fā)生山體滑坡,洪水攜帶泥石流沖至橋頭河形成洪積扇堵塞河道,沖毀三川壩農田 142 hm2,減產糧食 4 328 t,造成了嚴重的經濟損失。但是,同屬“8?4”特大洪澇災害受災區(qū)域的鹽塘河小流域,經過 2004年初的小流域綜合治理,修建的谷坊、攔沙壩等在災害發(fā)生時攔蓄了大部分徑流泥沙,保護了溝道兩岸的農田,也減輕了下游地區(qū)的災害損失。

2.7 以壩代橋,改善交通條件

山區(qū)小流域溝壑縱橫、地面支離破碎、道路條件極差,“咫尺對面可聊天,握手相遇小半天”的現(xiàn)象普遍存在,交通條件差成了影響群眾脫貧致富、制約經濟發(fā)展的重要因素。通過山區(qū)小流域溝道壩系建設,壩路結合,部分土石壩壩頂可作為連接深溝兩岸的橋梁,形成局部區(qū)域內的道路骨架,方便了群眾的生產生活,促進了物資、文化交流和商品經濟的發(fā)展。

3 小流域壩系建設的發(fā)展建議

3.1 實行國家政策扶持

為了使山區(qū)小流域溝道壩系建設有計劃、有重點、分步驟地實施,應根據(jù)山區(qū)環(huán)境的特點,編制山區(qū)小流域溝道壩系建設規(guī)劃,爭取得到國家批準,作為一項重點基礎工程和生態(tài)工程納入基本建設計劃,依法立項實施。

3.2 加強對壩系建設目標和規(guī)模的論證

目前,在許多小流域溝道壩系建設規(guī)劃中,只是根據(jù)特定小流域的侵蝕模數(shù)和洪量模數(shù)以及規(guī)范要求的淤積年限、防洪標準和一般控制面積等確定了攔沙目標,進而確定山區(qū)小流域溝道壩系密度和單壩庫容等,把小流域的侵蝕模數(shù)看成一個常量,沒有考慮溝道壩系建成后對小流域地貌演化過程和侵蝕環(huán)境的影響,這樣極有可能因建設規(guī)模過大而造成工程投資浪費。

3.3 落實壩系工程及壩地的責權利

借鑒黃河流域淤地壩工程產權制度改革的成功經驗,調動廣大群眾建壩、管壩的積極性和自覺性。以國家投資為主的溝道壩系和主要治溝工程,建成后落實管護責任主體,淤成壩地歸集體所有,壩地的使用可采取拍賣、租賃承包等形式,落實管護責任,并逐步實現(xiàn)以壩養(yǎng)壩的良性循環(huán)。對于其中自籌資金投資建設的壩系工程及淤成的壩地,實行誰投資、誰管護、誰受益的原則,以促進山區(qū)小流域溝道壩系工程建設的健康發(fā)展和工程效益的持續(xù)發(fā)揮。

S157

C

1000-0941(2011)02-0018-02

羅紅映(1976— ),男,云南永勝縣人,工程師,學士,主要從事水土保持規(guī)劃、設計、建設管理等工作。

2011-01-15

(責任編輯 李楊楊)