第一章 淤地坝管理概论
第一节 淤地坝概述
一、淤地坝的定义
淤地坝是指在水土流失区沟道中所修建的具有缓洪、拦泥、淤地功能的控制性水土保持工程。一般由坝体、放水建筑物、溢洪道三部分组成。
坝体是淤地坝的主体工程,根据筑坝材料的不同,可分为土坝、石坝、土石混合坝等;根据筑坝方法不同,又可分为碾压坝、水坠 (水力冲填)坝、浆砌石坝和定向爆破坝等。
放水建筑物通常由涵洞 (管)和卧管 (或竖井)组成,其主要作用是腾空库容及解决灌溉和人畜用水。
溢洪道是保证淤地坝安全度汛的设施,用来排放设计标准内淤地坝拦蓄不完的洪水。为减少土方工程量,节约资金,溢洪道尽可能在有条件 (地形适合、基岩或粘土地基)的地点布设;当地形条件不允许开挖溢洪道时,也可以采用增大库容,全拦全蓄的办法,但为了保证设计洪水不漫顶、不垮坝,要对设计方案进行充分论证分析,留足设计标准库容,同时必须修筑放水建筑物以排放洪水,保证坝体安全和坝地生产。
二、淤地坝的分类
根据淤地坝的坝高、库容、淤地面积等技术指标,一般分为大、中、小型三类。大型淤地坝:单坝集水面积3~5km2,坝高25m以上,总库容50~500万m3,淤地面积7hm2以上,具有上拦下保作用;中型淤地坝:单坝集水面积1~3km2,坝高15~25m,总库容10~50万m3,淤地面积2~7hm2;小型淤地坝:单坝集水面积1km2以下,一般坝高5~15m,总库容1~10万m3,淤地面积0.2~2hm2。
根据小流域沟道的地形和自然条件,通过科学合理的论证和规划,在干沟、支沟及毛沟内分别布设大小不同、类型各异的若干座治沟骨干坝、淤地坝工程及小型蓄水塘坝等,共同组成一个有机的沟道整治工程系统,这就是小流域坝系。利用和发挥这个系统的缓洪、淤地、蓄水作用,为社会提供良好的水资源和土地资源,使防洪、拦泥、生产相结合,干支流、上下游坝系相协调,相互配合、联合运作,实现对流域洪水泥沙的全面控制和合理利用,充分利用水沙资源,变害为利,并通过与各种坡面工程和植被措施及封禁措施的有机配合,使土壤侵蚀大大减轻,坝系达到相对稳定,流域内生态环境向良性循环转变。
三、淤地坝的作用
淤地坝属沟道工程,是水土保持三大治理措施之一。淤地坝工程是小流域综合治理,控制水土流失,减少入黄泥沙的控制性工程,是黄土高原水土保持生态建设的关键性措施之一。其作用主要有以下几点:
(1)能有效拦蓄坡面下泄的洪水泥沙,削减洪峰,调节洪水径流,减少洪水灾害,保护下游农田、城镇、村庄、道路、工矿和群众生命财产安全;
(2)稳定和抬高侵蚀基点,防止沟底下切,制止沟岸坍塌和沟头前进,稳定沟坡,固定沟床,控制水土流失。
(3)改善农业生产条件,增加基本农田,提高粮食产量,促进农村产业结构调整,增加农民收入,提高农民群众生活水平,使黄土高原地区有限的水资源得到充分利用。
(4)合理调整土地利用结构,促进陡坡退耕还林还草,改善当地生态环境。
(5)坝路结合,便利丘陵山区的道路交通,改善当地群众的生产生活条件。
四、淤地坝的效益
黄土高原地区的淤地坝建设有着悠久的历史,它是黄土高原地区人民在长期的生产生活过程中摸索和总结出的一种行之有效的生产手段和水土保持治理措施。有记载的修建,可追溯到400多年前的明代隆庆三年 (公元1569年),后在清代和民国时期也有修建淤地坝。真正成为黄土高原地区农民群众生产生活中一项重要手段,得到大规模的发展普及,则是在1949年新中国成立后,特别是20世纪70年代后期至改革开放以来的整个时期。
多年生产实践证明,淤地坝具有拦泥蓄水、淤地造田、改善农业生产条件、发展地方经济、促进区域经济发展等多种功效。淤地坝建设对于调节洪水径流,减轻水患灾害,拦蓄沟道泥沙,起着至关重要的作用。淤积形成的坝地是黄土高原地区基本农田的重要部分,由于水肥条件好,产量高,受到了广大农民群众的广泛欢迎,在有条件的地方大量发展坝地,可以从根本上解决农民粮食问题,促进黄土高原地区的退耕还林还草建设,改善生态环境。据黄土高原7省 (区)实际调查显示,坝地粮食产量是一般梯田的2~3倍,是坡耕地的6~10倍。坝地多年平均亩产量300kg,高的可达700~800kg以上。目前,黄土高原地区已建成各种类型淤地坝11万多座,取得了明显的生态效益。据资料分析,20世纪70年代以来,黄河上中游各种水利水保措施每年减少入黄泥沙3亿t左右,其中坝库工程减沙占到2/3。
淤地坝建设促进了农村经济的发展和农民收入的增加,为农村产业结构调整创造了有利条件,使过去单一的粮食生产经济结构,逐步转变为农、林、牧、副、渔各业并举,多种经营,共同发展。经过多年治理,黄土高原地区已涌现出一大批 “沟里坝连坝、山上林草旺、家家有牛羊、户户有余粮”的致富典型村庄,电视、电话、摩托车等高档电器也开始进入了先行富裕起来的农民家中。例如:陕西省榆阳区刘占峁村,原有15座坝,50hm2坝地,人均0.15hm2,一般年份坝地产量占到总产量的70%以上,坝地产粮每年人均超千斤,成为名副其实的 “粮仓”;内蒙古清水河县范四窑流域,从开展以小流域为单元的治沟打坝以来,带动了其他各业生产,2001年人均纯收入达到1970元,甘肃省定西县是全国著名的干旱贫困县,该县花岔流域,多年靠窖水和几十里外人担畜驮解决农村用水。通过坝系建设,不仅彻底解决了水荒问题,而且每年还向流域外调水50多万立方米,发展灌溉面积133hm2;该县回道沟流域利用打成的8座大型淤地坝发展水浇地33hm2,建成温室10个,蔬菜大棚4个,还建起了年加工马铃薯1万kg的加工厂,增加了农民收益,提高了农民生活水平。
五、淤地坝建设可持续性发展
可持续发展强调环境与经济的协调发展,追求人与自然的和谐相处,其核心思想是健康的经济发展应建立在生态持续能力、社会公正和人积极参与自身发展决策的基础上。它所追求的目标是:既要使人类各种需求得到满足,经济得到充分发展,又要保护生态环境,不对子孙后代的生存和发展构成危害。它特别关注的是各种经济活动的生态合理性,强调对环境有利的经济活动应予鼓励,对环境不利的经济活动应予摒弃。
当今世界,人们在追求经济增长的同时,从人类的生存环境、生活质量和长远利益出发,将社会、人口、环境、资源提上重要议事日程,不仅确认人类自身的发展权利,而且强调人与自然的协调发展,从而建立了一种新的文化观念和文明观念。淤地坝建设可持续发展的含义有以下几层:
(1)可持续发展尤其突出强调的是发展,把消除贫困当作是实现可持续的一项不可缺少的条件。加快淤地坝建设,是黄土高原消除贫困的重要措施,为解决生态危机提供必要的物质基础。
(2)可持续发展认为经济发展与环境保护相互联系,不可分割,并强调把环境保护作为发展进程的一个重要组成部分,作为衡量发展质量、发展水平和发展程度的客观标准之一。淤地坝建设着重自然资源的合理利用,变害为利。
(3)可持续发展呼吁人们改变传统的生产方式和消费方式,要求人们在生产时尽量地少投入、多产出,在消费时要尽可能地多利用、少污染,甚至不污染。淤地坝建设改变传统的生产方式,提高土地生产率,同时依靠科技进步和提高劳动者素质来促进经济增长。
(4)可持续发展要求人们必须彻底改变对自然界的传统观念,建立起新的道德和价值标准,不再把自然界看作是被人类随意盘剥和利用的对象,而视为人类生命的源泉和价值的源泉。水土保持是我国的基本国策,既是促进黄土高原地区农民脱贫致富、促进区域经济发展、改善生态环境的社会公益事业,也是保持水土资源,改善生态环境,提高土地持续生产力,增加环境容量,造福子孙后代,实现可持续发展的基础,完全符合可持续发展的概念和要求。