單壩面積侵蝕控制管理論文
時(shí)間:2022-07-02 09:10:00
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《水土保持治溝骨干工程暫行技術(shù)規(guī)范》(SD175—86)(以下簡(jiǎn)稱《暫行規(guī)范》)自1986年頒布執(zhí)行以來(lái),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(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、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(diǎn)進(jìn)入了全面發(fā)展階段,布局范圍也從原來(lái)陜西、山西、內(nèi)蒙古和甘肅4?。ㄗ灾螀^(qū)),擴(kuò)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(kuò)大,一些新情況和新問(wèn)題也隨之暴露出來(lái),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(méi)有考慮不同侵蝕強(qiáng)度分級(jí)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(shí),工程投資大,施工技術(shù)比較復(fù)雜,管理運(yùn)行技術(shù)要求高;而在強(qiáng)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(jì)性又較差。根據(jù)實(shí)際需要,本次修訂,考慮黃河流域水土流失的實(shí)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(lái)的建設(shè)實(shí)踐和有關(guān)研究成果,結(jié)合對(duì)已建1369座骨干工程的統(tǒng)計(jì)分析,提出了對(duì)骨干工程單壩控制流域面積按侵蝕強(qiáng)度分級(jí)進(jìn)行區(qū)分。
一、15年骨干工程建設(shè)實(shí)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(qiáng)度侵蝕區(qū)內(nèi)。根據(jù)對(duì)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(qiáng)度侵蝕區(qū)的無(wú)定河、三川河、北洛河等流域的243座骨干工程,強(qiáng)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(jì)分析,強(qiáng)度侵蝕區(qū)單壩控制流域面積4.6~8.1km2,平均6.2km2;極強(qiáng)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(duì)骨干工程單壩控制流域面積按侵蝕強(qiáng)度分級(jí)進(jìn)行區(qū)分,正是吸收了這一實(shí)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(dá)58%。同時(shí),劇烈侵蝕區(qū)由于水土流失嚴(yán)重,各級(jí)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(qiáng)度侵蝕區(qū),溝道發(fā)育相對(duì)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(zhǎng)0.5~30km的溝道有8萬(wàn)多條,其中溝長(zhǎng)0.5~3km的溝道約7.3萬(wàn)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(méi)有建成壩系,可以大規(guī)模進(jìn)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(kù)容由攔泥庫(kù)容和滯洪庫(kù)容兩部分組成,而攔泥庫(kù)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪量模數(shù)是確定的,淤積年限可依據(jù)工程實(shí)際進(jìn)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(dá)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(wàn)km2的劇烈侵蝕區(qū),年輸沙量達(dá)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(jì),侵蝕模數(shù)取15000t/km2·a時(shí),攔泥庫(kù)容為33.8萬(wàn)~67.7萬(wàn)m3,總庫(kù)容可達(dá)54.8萬(wàn)~93.2萬(wàn)m3;若考慮30000t/km2·a的侵蝕模數(shù),攔泥庫(kù)容為67.7萬(wàn)~135.3萬(wàn)m3,總庫(kù)容可達(dá)88.7萬(wàn)~160.8萬(wàn)m3。
強(qiáng)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(jì),侵蝕模數(shù)取5000t/km2·a,攔泥庫(kù)容30.1萬(wàn)~60.2萬(wàn)m3,總庫(kù)容為98.1萬(wàn)~148.2萬(wàn)m3。若考慮8000t/km2·a的侵蝕模數(shù),攔泥庫(kù)容為48.1萬(wàn)~96.2萬(wàn)m3,總庫(kù)容可達(dá)116.1萬(wàn)~184.2萬(wàn)m3。
上述分析是按最不利組合來(lái)考慮的,即壩控流域面積、侵蝕模數(shù)、淤積年限和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按規(guī)范的極值同時(shí)遭遇的小概率事件的工程規(guī)模,即使這樣,總庫(kù)容也在200萬(wàn)m3以內(nèi),符合規(guī)范修訂后對(duì)工程規(guī)模的要求。同時(shí),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(méi)村莊、道路、溝臺(tái)地,加之干溝洪水威脅大,“連鎖垮壩”問(wèn)題較多,安全防洪保收問(wèn)題較為突出。如,1977年7月4~6日的陜北大暴雨,造成1萬(wàn)多座淤地壩毀損。
2.控制工程投資,減少地方和群眾經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)
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(shì)必增大;同時(shí),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(kù)容在50萬(wàn)~150萬(wàn)m3的骨干工程需投資50萬(wàn)~80萬(wàn)元,但國(guó)家目前采取補(bǔ)助性政策,每座壩僅補(bǔ)助30萬(wàn)~40萬(wàn)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(jí)財(cái)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(jìn)度和質(zhì)量。在國(guó)家現(xiàn)有投資水平下,若不控制規(guī)模和投資,勢(shì)必加大地方和群眾負(fù)擔(dān)。
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(wàn)壑,點(diǎn)多面廣,交通不便,不宜組織專業(yè)公司進(jìn)行大規(guī)模的機(jī)械化施工。目前庫(kù)容50萬(wàn)~150萬(wàn)m3的骨干工程施工,多為組織當(dāng)?shù)厝罕娺M(jìn)行人工挖土、拖拉機(jī)和手推車運(yùn)土、機(jī)械碾壓的人機(jī)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(shí)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(duì)管理工作的要求就越高。重建輕管、管理粗放,是當(dāng)前骨干工程運(yùn)行中的一大突出問(wèn)題。要使骨干工程充分發(fā)揮效益,還必須加強(qiáng)后期管理工作。