浅析淤地坝工程效益

淤地坝工程在防止或减少水土流失的同时,其效益也是多方面的.本文结合宜川县淤地坝工程建设的实践,对淤地坝工程的蓄水保土效益、经济效益、生态效益和社会效益进行了全面分析.     

黄土高原沟谷型滑坡整治研究——以延安市子长县阎家沟滑坡为例

以延安市子长县阎家沟滑坡为例,分析了沟谷型滑坡的发育特征和复活机理,认为沟谷型黄土滑坡再次产生失稳破坏的根本原因是水流不断冲刷侵蚀滑坡体,使滑坡前缘产生新的临空面,提出了基于"侧挡+排水"的整治措施,实现了低成本的沟谷型黄土滑坡的整治。     

黄河中游侵蚀量及趋势预测

本文研究了黄河中游黄土的侵蚀形态类型区划分指标与原则,将黄河中游划分出4个Ⅰ级区20个亚区,约556个类型区图斑。利用黄河中游155个“闷葫芦”淤地坝沉积泥沙资料和相关侵蚀因子建立了侵蚀变权模型,用该模型计算了每个图斑的侵蚀量。同时还研究了侵蚀因子变化趋势,再利用侵蚀变数模型预测了下世纪中叶黄河中游的侵蚀量。     

昔日水土流失之地今日山清水秀之乡

“沟里坝连坝，山上林草旺，家家有牛羊，户户有余粮”，如今在黄土高原地区像这样的富裕村庄已经涌现出一大批，昔日的水土流失之地正变成山清水秀之乡。这得益于黄河上中游地区水土流失综合防治取得的新进展，特别是与黄土高原地区水土保持淤地坝试点工程建设的顺利推进密不可分。     

陕北环境地质条件脆弱区黄土滑坡的勘察与治理

陕北环境地质条件脆弱区某330kV变电站在大面积挖填方施工过程中,填方区内出现了多条拉张与剪切裂缝,工程被迫停工,需查明原因。通过大范围工程地质测绘、钻探、井探、槽探与多种方法的抗剪强度试验以及稳定性分析计算,查明该场地选在了一个稳定性程度不高、滑面呈直线形的大型古滑体上,滑面为黄土与砂泥岩接触面,滑面倾角与滑动方向同单斜构造的岩层产状(300°～310°∠8°～12°),场地前缘出露的砂泥岩非原状基岩而为滑坡堆积物。堆积物的存在阻断了坡体降水的排泄通道,致使滑面以上形成大范围的软弱土层,且工程施工时的大面积挖填方破坏了古滑坡的原有力学平衡,导致局部复活,形成了3个不稳的工程滑坡。得出了在环境地质条件脆弱区进行工程建设时应重视选址勘察,单斜构造上滑面呈直线形的黄土与砂泥岩接触面滑坡稳定性计算采用饱和残剪的抗剪强度参数(c=6.6kPa,φ=5.6°)是可行的,对剪出口在沟谷中的黄土滑坡采用既能增加耕地又能改善当地生态环境的淤地坝与局部支挡等综合治理方案有广阔的前景。     

陕北黄河中游淤地坝拦沙功能失效的判断标准

利用2011 年第一次全国水利普查中4157 座骨干坝数据、1989 年陕北淤地坝调查中1640座中小坝数据,分别计算了1950-2011 年期间骨干坝、1956-1989 年期间中小坝的逐年平均淤积比例,得到截至2011 年,1980 年前修建骨干坝的平均淤积比例基本稳定,平均值为0.77,1980 年后开始逐渐下降;截至1989 年,1980 年前修建中小坝的平均淤积比例基本稳定,平均值为0.88,1980 年后开始逐渐下降的变化趋势,确定平均淤积比例0.77、0.88 分别为骨干坝、中小坝拦沙能力失效的判断标准。利用陕北淤地坝调查数据计算得到的骨干坝拦沙功能失效判断一致;在无定河、延河流域,水文站输沙数据的变化趋势与淤地坝是否拦沙显著相关。最后从淤地坝工程结构的角度,剖析了排水排沙位置的改变是判断标准形成的原因。     

径流还原计算中淤地坝拦蓄水量还原计算方法

黄土高原地区淤地坝分布密集,对天然产汇流过程扰动较大,给径流还原或水资源评价带来了极大的影响。因此,研究淤地坝影响下的径流还原计算方法对区域水资源评价或径流设计有重要意义。以黑木头川流域为研究对象,分别采用还原系数法和径流系数法计算了殿市水文站控制产汇流区的淤地坝逐年拦蓄水量,并将两种方法的结果进行对比,论证了还原系数法的适用性。还原系数法的计算结果表明:1971~2007年殿市水文站产流区内的淤地坝平均年拦蓄水量为86.21×104m3,与径流系数法计算所得到的拦蓄水量基本一致,相对误差仅为1.36%。同时,研究发现单位控制面积分摊后的拦蓄水量在年际变化上并不显著,基本维持在某一区间内。研究结果表明还原系数法不仅可用于洪水还原,也可较为准确地计算淤地坝影响区的淤地坝拦蓄变量。作为河川径流还原计算方法或淤地坝影响的黄土高原地区水资源评价研究的计算方法之一,可与径流系数法进行交叉验证,进而获得比较准确的淤地坝拦蓄水量。且由于淤地坝年拦水量空间分摊后,单位控制面积的拦水量基本稳定,故在淤地坝上游无明显人类活动的情况下,可据此初估已知或近似区域淤地坝控制流域面积条件下的淤地坝年拦蓄水量,为黄土高原地区今后开展水资源评价和径流预报提供一条简单的途径。     

陕西榆林地区无定河流域淤地坝遥感解译

淤地坝是黄土高原水土流失防治的主要措施之一,明确淤地坝的分布、规模等重要参数信息对流域水土保持研究具有重要意义。利用遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）技术,结合陕北地区无定河流域高分二号卫星影像、野外踏勘及资料收集到的研究区淤地坝情况,对其进行预处理获取矢量数据,通过对比分析,得到淤地坝解译标志。针对榆林地区无定河流域淤地坝进行遥感解译,利用遥感及GIS软件实现淤地坝数目、淤地坝位置、水面面积、控制面积等主要信息的提取,获取淤地坝在定边、靖边、米脂、绥德、横山、榆阳、子洲和清涧8个县（区）分布状况。结果显示：研究区共解译出疑似淤地坝图斑1257个,其中榆阳区60个,横山区85个,定边县65个,靖边县19个,米脂县470个,子州县99个,绥德县316个,清涧县143个。由此发现,淤地坝主要分布于无定河下游区域的绥德、米脂、子洲和清涧4县的沟道内,且沟道内多存在耕地或水域。将淤地坝分布情况与地形、年均降雨量、农业种植面积和地质灾害等进行比较分析,显示其分布状况与这些因素相关联,表现为沟壑纵横的区域淤地坝较多,农业种植面积较少的区域淤地坝较多,年均降雨量和耕种面积比值较大区域淤地坝较多。由此,总结其分布规律,为未来淤地坝的维护和修建提供重要支持。     

影响淤地坝建设的地理要素——以黄河中游多沙粗沙区为例

采用定性分析和定量计算、微观机理研究和宏观分析相结合的方法,对影响淤地坝建设的地理要素进行筛选,重点分析了沟壑密度、土壤侵蚀模数、农业人口密度对小流域淤地坝建设,主要是对淤地坝空间布局的影响;以黄河中游多沙粗沙区为研究对象,根据研究区域45个县(旗、市)的沟壑密度、土壤侵蚀模数、农业人口密度和淤地坝密度的基础数据,从地理学角度系统分析它们和研究区域淤地坝密度的关系,研究影响该区域淤地坝建设及布局的主要地理要素。结果表明,在黄河中游多沙粗沙区,影响淤地坝建设最主要的地理要素是农业人口密度,即人类活动的剧烈程度和淤地坝密度之间存在着直接的关系,分析结果为黄河中游多沙粗沙区淤地坝建设提供了科学依据。     

无定河流域产沙量变化的淤地坝效应分析

无定河流域1971~1989年的年均流量、悬移质含沙量及输沙率比1954~1970年的明显变小,而月均水沙过程曲线也发生了明显变化。上述水沙过程的变化受到1970年以来人类活动的强烈影响,而淤地坝建设是主因。为探讨淤地坝的减沙效应,提出淤地坝有效减沙面积这一概念,并拟合了动态变化的淤地坝有效减沙面积与年份之间的关系,发现该关系曲线与无定河流域各年代产沙量的变化情况相符。自1990年以来无定河流域淤地坝有效减沙面积呈明显递减趋势,导致了自上世纪90年代以来该流域的产沙量出现增大现象。为了抑制该流域的产沙量,势必需要加大淤地坝建设的力度。如果想使该流域的产沙量逐渐减少,则至少要使流域内年淤地坝有效减沙面积逐年增加。