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窟野河流域溝道壩系建設布局及前景分析的論文

時(shí)間:2021-06-13 16:45:18 論文 我要投稿

窟野河流域溝道壩系建設布局及前景分析的論文

  摘要:流域水沙分析和溝道特征調查表明,窟野河流域共有大小溝道595條,其中3~10km2最適宜建骨干壩的小流域占64.5%。黃土丘陵區溝道密度和地面坡度大,侵蝕模數高,水資源缺乏,建設基本農田條件差,而建壩可以蓄洪、攔泥、淤地、控制水土流失,為發(fā)展壩地農業(yè)創(chuàng )造條件。砂質(zhì)區溝道密度小,水資源較豐富,溝間地大而平坦,區內煤田多,人口增長(cháng)快,用水量大,溝道治理擬建設以蓄水為主的中小型水庫和骨干壩。礫質(zhì)區溝道寬而平,且多數有少量伏水,宜發(fā)展水地。

窟野河流域溝道壩系建設布局及前景分析的論文

  關(guān)鍵詞:窟野河 壩系 黃丘區 砂質(zhì)區 礫質(zhì)區

  窟野河流域為黃河中游河—龍區間右岸一級支流,是黃土高原與毛烏素沙地的過(guò)渡區。流域以其復雜的地貌組合,劇烈的水土流失,頻繁的干旱、暴雨、沙塵暴和大量的粗泥沙入黃而著(zhù)稱(chēng),世界著(zhù)名的神府東勝特大煤田貫穿流域中部,使該區成為我國跨世紀的“晉陜蒙能源重化工基地”建設的中心。開(kāi)發(fā)建設的加快、人口的劇增和掠奪式的經(jīng)營(yíng),導致水土流失的進(jìn)一步加劇,加強以水土保持為主的生態(tài)環(huán)境建設,促進(jìn)資源開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護的協(xié)調發(fā)展,是流域實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)的根本和切入點(diǎn)。

  一、流域概況

  窟野河流域發(fā)源于鄂爾多斯高原東勝梁,流經(jīng)內蒙古鄂爾多斯市東勝、伊金霍洛旗、準格爾旗和陜西榆林市的府谷、神木等5縣(旗、市),于神木縣境內入黃河,全長(cháng)241.5km,流域面積8706km2。

  流域地質(zhì)構造屬東勝臺凸與陜北臺凹過(guò)渡區,地貌組成大致以長(cháng)城為界,東南部為黃土丘陵溝壑區,東北部為礫石、巖屑組成的礫質(zhì)丘陵區,西北部為風(fēng)沙土覆蓋的砂質(zhì)丘陵區,各類(lèi)型區植被稀疏,土地沙漠化和潛在沙漠化非常嚴重。

  二、降雨、徑流、泥沙特征

  流域氣候干旱,多年平均降水量386mm,6~9月降水量占年降水量的78.7%,年際變化大。受地理位置和西風(fēng)帶、西太平洋副熱帶高壓兩大系統的影響,窟野河流域為黃河中游最大的暴雨中心之一,出現大于100mm日點(diǎn)暴雨的頻次為0.35次/a。

  流域多年平均徑流量為6.46億m3,年內變化大,季節性強,每年60%以上時(shí)間流量小于10m3/s(甚至斷流),多突發(fā)性暴雨洪水,溫家川站實(shí)測最大洪峰流量1400m3/s。

  流域為黃河多沙粗沙區,實(shí)測平均輸沙量1.061億t,占河龍區間同期來(lái)沙量的13.8%,實(shí)測平均含沙量為140kg/m3。各區間實(shí)測來(lái)沙量和實(shí)測最大洪水含沙量見(jiàn)表1。

  三、水土流失特征

  窟野河流域的水土流失面積為8245km2,占總面積的95%。因地質(zhì)條件迥異,流域內三大類(lèi)型區水土流失類(lèi)型及特點(diǎn)不同。黃土丘陵區水蝕為主,溝壑重力侵蝕異;钴S,多年平均侵蝕模數3.43萬(wàn)t/km2·a,局部地區超過(guò)4萬(wàn)t/km2·a,為劇烈侵蝕區;砂質(zhì)丘陵區,流動(dòng)、半固定沙丘廣布,冬、春、秋三季風(fēng)期,突發(fā)性沙塵暴頻繁,夏季伴有水力侵蝕,侵蝕模數為1.5萬(wàn)t/km2·a,為劇烈風(fēng)水兩相復合侵蝕區;礫質(zhì)丘陵區土層薄,砒砂巖出露,易風(fēng)化,非汛期風(fēng)蝕嚴重,汛期水蝕為主,平均侵蝕模數為1.0萬(wàn)t/km2·a,為極強度風(fēng)水兩相復合侵蝕區。

  四、溝道特征

  窟野河流域的溝壑密度平均為3.3km/km2,其中黃丘區4.5km/km2,砂質(zhì)區和礫質(zhì)區均為1.7km/km2。據“三條河”(窟野河、禿尾河、黃甫川)規劃調查,全流域有大小溝道595條,其中3~10km2最適宜建骨干壩的小流域占64.5%,流域面積小于2km2易興建淤地壩的支毛溝更多。這些溝道溝底平緩,縱比降多為0.01~0.04,溝底較寬,中下游(陜西轄區)溝寬多為幾米至幾十米,中上游(內蒙古轄區)一般為幾十米至數百米,在這些溝道建壩庫容大,效益顯著(zhù)。

  五、工程布局

  根據流域地質(zhì)、地貌及水土流失特點(diǎn),三大地貌類(lèi)型區差異較大,按國民經(jīng)濟發(fā)展需要和除害興利的原則,溝道治理的工程設施、布設方法及規模大小各有特點(diǎn)。

 。保S土丘陵區

  溝道密度和地面坡度大,侵蝕模數高達2萬(wàn)~4萬(wàn)t/km2;水資源缺乏,支、毛溝多是干溝,面積較大、有常流水的溝道稍遇干旱也斷流;溝道兩岸階地少,溝間地雖較平緩,但距溝道水源高差多在100m以上,提灌成本高,建設基本農田的條件極差。建壩蓄洪、攔泥、淤地、控制水土流失,發(fā)展基本農田,是促進(jìn)坡地退耕還林還草的有效途徑。

  溝道措施布設分三部分:一是圍繞支溝,在流域面積小于2km2的支毛溝內建設以攔泥淤地、發(fā)展基本農田為主的中小型淤地壩。二是在流域面積大于2km2的溝道,為保證下游水、壩地的安全,興建集蓄水、攔泥、防洪、淤地于一體的骨干壩。這是治溝工程的主體和核心,數量多、作用大。同時(shí)為更有效地控制水土流失,在有條件的、骨干壩難以控制的'大支溝的干流興建大型攔泥壩。三是在有水源的溝道布設一些小水庫、小池塘,蓄積長(cháng)流水,為小塊水地灌溉及生活用水提供水源。

 。玻百|(zhì)丘陵區

  溝道密度小,多數溝道有長(cháng)流水,水資源較豐富;地表風(fēng)沙土覆蓋,溝間地面積相對大而平坦,但質(zhì)地差、利用率低;多為煤田開(kāi)發(fā)區,人口增長(cháng)快,企業(yè)#39;);">企業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水量增長(cháng)快。如何把現有的水蓄積起來(lái)并更加有效地利用,顯得非常重要。

  這里的溝道治理,主要在流域面積較大的支溝干流中游,修建以蓄水為主的中小型水庫或骨干壩,用以防洪蓄水,保護下游工礦生產(chǎn)安全并為工礦和居民生活以及下游灌溉提供水源;同時(shí),在上游,特別是風(fēng)沙土覆蓋較少、水土流失嚴重的地方,修建骨干壩和淤地壩,用以分攔洪水泥沙、發(fā)展壩地、延長(cháng)下游壩庫的利用年限并保障運行安全。

 。常[質(zhì)丘陵區

  降水少,地表多為礫石,質(zhì)地差,植被少,遇暴雨極易產(chǎn)生徑流。溝道寬而平,且多數有少量伏水,有發(fā)展水地的條件。

  溝道治理應大力推行準格爾旗川掌溝的治理經(jīng)驗。在較大的溝道內,分段建攔洪壩,用以蓄水、防洪、攔泥;在攔洪壩的下游興建小水庫、小池塘,蓄積長(cháng)流水,即所謂“一壩一塘”;在水庫、池塘的下游治河造地發(fā)展水地;在攔洪壩上游的支毛溝內,建設以骨干壩為主體的壩群,保證干流攔洪壩和水地的安全生產(chǎn),淤地壩種植植物或造林。

  從以上總體布局可看出,三個(gè)類(lèi)型區都需興建骨干壩和淤地壩,但重心和目的各異。黃土丘陵區突出攔泥淤地,砂質(zhì)區突出蓄水,礫質(zhì)區突出治河造地。當地多年實(shí)踐證明,這種把減少入黃泥沙與發(fā)展當地生產(chǎn)結合起來(lái),“三大效益”共同發(fā)揮的布設形式,是合理可行的。

  六、工程規模

 。保畨沃焚Y源

  根據工程總體布局框架,與當地技術(shù)人員一起,逐條流域逐壩進(jìn)行分析研究,我們對全流域建壩資源進(jìn)行了詳細摸底。摸底結果:骨干壩可建1000座,其中礫質(zhì)區300座,砂質(zhì)區381座,黃丘區319座。布壩密度:礫質(zhì)區8.2km2/座,砂質(zhì)區7.3km2/座,黃丘區密度最大為5.7km2/座。同時(shí)為更好地控制水土流失,在骨干壩未能控制的下游支溝的干溝,還可修建規模較大、庫容超過(guò)500萬(wàn)m3的大型攔泥庫65座;在支毛溝修建淤地壩4600座。

 。玻螠瞎こ淘O計標準及主要技術(shù)指標的確定

  各類(lèi)型區治溝工程的設計標準,按部頒《水土保持治溝骨干工程暫行技術(shù)規范sd175-86》規定,擬定如表2。

  壩高和工程量,根據庫容大小參照鄰近已建壩或原設計壩高與庫容關(guān)系曲線(xiàn)以及工程量推算,少數無(wú)鄰近壩資料的,根據選擇的典型壩在萬(wàn)分之一地形圖上量算后推算;淤地面積根據壩高和攔泥量關(guān)系,每公頃壩地面積需泥量0.6萬(wàn)~1.5萬(wàn)m3確定。工程技術(shù)指標詳見(jiàn)表3、4。

  七、建壩次序及效益分析

  建壩次序主要依據流域內資金籌措能力、勞力、機械設備狀況等,按先易后難的原則和生態(tài)建設的總體規劃統籌安排。因坡面治理需要時(shí)間,措施見(jiàn)效還需要時(shí)間,而在坡面措施未見(jiàn)效之前,加強溝道治理不僅可有效攔截泥沙,而且可加速壩地的形成,為坡地退耕還林還草,促進(jìn)農林牧生產(chǎn)結構改善和經(jīng)濟的全面發(fā)展創(chuàng )造條件。

 。玻埃埃薄玻埃保澳昶陂g,是溝道壩庫建設的重點(diǎn),根據流域內各縣技術(shù)力量、施工機具等實(shí)際情況,擬新建骨干壩685座,其中黃丘區242座,砂質(zhì)區210座,礫質(zhì)區233座;新建中小型淤地壩1728座,其中黃丘區450座,砂質(zhì)區579座,礫質(zhì)區699座。

  到2010年底,骨干壩和大型攔泥壩總數達到789座,控制面積為3388.9km2,占流域總面積的42%;總庫容11.7億m3,可淤地8359hm2。淤地壩總數達到3270座,總庫容3.4億m3,可淤地4873hm2。骨干壩和淤地壩控制面積內可淤壩地13232hm2,人均約0.07hm2。壩地面積為控制面積的1/25,基本達到相對穩定。

  新建骨干壩(包括大型攔泥庫)庫容大,運用時(shí)間為20年,大部分在壩地利用前10~15年的時(shí)間可利用庫容蓄水,少部分水源充足、灌溉效益好的可蓄水利用20年。經(jīng)計算分析,前期可蓄水2.4億m3,這對于農業(yè)灌溉、農村飲水和重化工基地建設用水非常重要。

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