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淤地坝

在水土流失严重地区,横筑于沟道、用以拦泥淤地的坝工建筑物。主要目的是滞洪、拦泥、淤成坝地、建设基本农田,发展农业生产。淤地坝与美国、日本等国的留淤坝和拦沙坝相近,但拦沙坝等以防洪拦沙为主,并非淤地种植。中国筑坝淤地约有三四百年历史,陕西省北部和山西省西部等地黄土丘陵区,有100~400年的坝地,至今还在利用种植。1949年以后,为了发展农业生产及治理开发黄河的需要,淤地坝大规模地发展起来。

水土流失严重地区,横筑于沟道、用以拦泥淤地的坝工建筑物。主要目的是滞洪、拦泥、淤成坝地、建设基本农田,发展农业生产。淤地坝与美国、日本等国的留淤坝和拦沙坝相近,但拦沙坝等以防洪拦沙为主,并非淤地种植。

中国筑坝淤地约有三四百年历史,陕西省北部和山西省西部等地黄土丘陵区,有100~400年的坝地,至今还在利用种植。1949年以后,为了发展农业生产及治理开发黄河的需要,淤地坝大规模地发展起来。由于黄土高原地区沟道多、筑坝土料丰富,特别在20世纪70年代,水坠坝施工技术推广以来,淤地坝发展更快,效果显著。

在中国淤地坝多修筑在水土流失最严重的黄土高原,以陕、晋、内蒙等省(区)为最多。截止1982年,已建成14万多座,淤地270余万亩。在黄土丘陵沟壑区的干支、毛沟内,坝高一般5~50米,单坝淤地面积从几亩到几百亩,多的可达千亩以上。

淤地坝是小流域沟道治理中的一项重要工程措施,它可以控制沟床下切、沟岸扩张及沟谷的重力侵蚀;能调节径流,合理利用水沙资源,变荒沟为良田,减轻下游水库淤积;并为改变山区广种薄收习惯,为退耕陡坡还林还草,改变单一农业经营为农林牧副渔全面发展创造条件。从拦泥效果看,坝高在30米以下淤地坝,每亩坝地平均拦泥3000~4000吨,高的可达9000吨。以陕北无定河流域为例,截止到1981年底,共筑淤地坝9000多座,淤成坝地约20万亩,30年来,共拦泥15.8亿吨,占流域总产沙量的21%。20世纪70年代平均每年拦泥1.2亿吨,占流域年产沙量的44%。坝地湿润,土壤肥沃,抗旱能力强。一般亩产达150~300公斤,比坡地增产3~10倍,遇上旱年,增产更为突出。有些沟道已筑坝成群,形成坝系和连片的川台地,拦泥增产均较显著,成为当地基本农田的重要组成部分(见图)。

淤地坝坝系布置示意图

工程结构 主要根据集流面积大小、库容多少情况确定。一般大、中型坝由坝体、泄水洞和溢洪道三部分组成,小型坝由坝体、溢洪道或泄水洞两部分组成。坝体主要为黄土均质坝,也有少量土石混合坝、塑性心墙坝和砌石拱坝。泄水洞的主要形式为无压涵洞和分级卧管,少数也采用压力管道竖井等建筑;工程材料主要为料、块石,少数采用预制钢筋混凝土管等,溢洪道主要为开敞式,根据不同地基条件,可采用陡坡、多级跌水等形式,也有利用天然石坝使洪水自由跌落。还有一些坝,为了节省溢洪道开挖量,采取过水土坝(坝面砌护溢流)及侧槽式溢洪道等。

淤地坝的等级规模,主要根据沟道等级、集流区的产沙产流和治理情况,以及经济效益和实践经验等确定。设计洪水标准,参照国家和当地淤地坝标准确定。在常流水沟道内的淤地坝,前期蓄水和滞洪拦洪时间较长,应设反滤体;无常流水的沟道,一般修的坝较小,滞洪拦洪时间短,可不设反滤体。

淤地坝可以一次设计,一次或分期施工建成。在淤土上加高坝体省工经济。用轻或中粉质壤土为原料,加高的高度可以达30~40米。在粘性较大的淤积土上加高坝体,应十分注意坝体的整体抗滑稳定和分析计算允许加高的高度。在施工时,注意岸坡、淤土与高坝体的接合处理及淤积土层的成层状况和有无软夹层等,以防加高坝体的滑动。

坝系规划 在一个小流域内修建许多坝,根据各坝的使用性质、滞洪能力等不同,按照生产上的要求,规划成为合理的坝系。一般要求坝系内以中、小型为基础,以大型为骨干。防洪、灌溉、拦泥淤地和生产的单坝各有侧重,有机结合,以充分利用水沙资源,发挥单坝和坝系群体的控制作用。坝系规划,需要考虑以下问题:在小流域综合规划的基础上,全面做好上下游、干支沟的坝系规划。如集流区大,修的坝多,可以将坝群划分为若干个小坝系,分别组合,相互配合。如图。每个小坝系一般控制流域面积2~4平方公里。坝系布设有两种方式:①以拦洪淤地为主,当沟道无常流水时,主要考虑拦洪淤地和防洪,保证安全生产。②以蓄水灌溉为主,沟道有常流水时,要考虑拦洪淤地和小水库的防洪、蓄清排浑,引水灌溉。集流区大的,由上而下修坝,由支沟到干沟逐渐形成坝系;集流区小的由下而上修坝,下游淤成坝后,逐渐向上游建坝,形成坝系。

淤地坝应进行洪水调节。上游无控制性骨干工程,只有一些较小的淤地坝,滞洪库容很小,在下游建坝时,可不考虑上游的滞洪作用,按单坝计算调洪;如上游有控制性骨干工程,并有一定滞洪能力的淤地坝,设计下游工程时,应考虑区间洪水加上游坝库泄洪量进行调洪。除有较大泄流冲沙底洞的水库要进行详细调洪计算外,一般可采用下式计算:

淤地坝

式中 qm溢洪道最大泄流量(米3/秒);Qm为设计洪峰流量(米3/秒);Wm为最大滞洪库容(万立方米);∑Q为设计洪水总量(万立方米)。

施工方法 土坝填筑,多采用碾压法和水坠法。水坠法筑坝的主要特点是工效高、投资省,每个工日可完成冲填土方量8~14立方米,比碾压法筑坝提高工效3~6倍,节省投资60%以上。冲填的泥浆脱水固结后,坝体质量均匀密实,基本可以达到设计要求。水坠法筑坝施工技术简便,易于掌握。淤地坝建成并淤成地以后,要做好坝地及坝系的防洪、排涝、除碱、灌溉、科学种田和工程的管理养护工作,以提高坝地的利用率和保收率,保证坝地的安全运用。