黄土高原地区小流域坝系相对稳定研究进展与建议

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1、黄土高原地区小流域坝系相对稳定研究进展与建议

2、第1...　［关键词］小流域；淤地坝；坝系相对稳定；黄土高原［摘要］“九五”期间开展的黄土丘陵沟壑区小流域坝系相对稳定研究，提出了新的坝系相对稳定概念和形成条件，建立了坝系相对稳定网络规划模型，采用非线性规划模型和系统仿真模型对韭园沟流域坝系进行实体规划，对坝系防洪标准进行了研究，提出了淤地坝减蚀量计算方法等，在研究内容与方法上均取得了新的进展。建议加强高新技术的应用和基础研究，为建立坝系相对稳定理论提供技术支持。淤地坝是黄土高原地区防治水土流失、充分利用水沙资源、变害为利、变荒沟为良田的重要工程措施，其地位和作用是其他任何一项水土保持措施

3、都难以替代的。深入研究小流域坝系相对稳定并建立实体样板，对今后的坝系建设、水土资源综合开发利用、促进退耕还林还草、减少入黄泥沙，具有重要的实践意义和应用前景。1坝系相对稳定研究的发展20世纪60年代初，人们受天然聚湫对洪水泥沙全拦全蓄、不满不溢现象的启发，提出了淤地坝相对平衡的概念，即当坝体达到一定高度、坝地面积与坝控流域面积的比例达到一定数值之后，淤地坝对洪水泥沙将能长期控制而不影响坝地作物生长，洪水泥沙在坝内被消化利用，达到产水产沙与用水用沙的相对平衡。随着淤地坝的发展，目前不少小流域沟道已形成坝系，由单坝相对平衡逐步发展成为坝系相对平衡。为从概念上区别于单坝相对平衡，现在多采用“

4、坝系相对稳定”一词。1986年，各地在认真总结筑坝淤地经验教训的基础上，为提高防洪标准，经国家计委批准立项，开始在黄河中游多沙粗沙区建设的治沟骨干工程，由于有正规的设计，库容比较大(一般大于50万ｍ3)，不仅有拦泥库容，而且有防洪库容，能够起到“上拦下保”的控制作用，充分发挥拦泥、淤地、防洪、保收等综合效益，在多次暴雨袭击下，未发生垮坝现象。在晋西、陕北一些小流域形成的坝系，已接近相对稳定。“八五”期间，国家将“多沙粗沙区沟道流域淤地坝坝系相对稳定研究”课题列入攻关计划，由黄河水利委员会牵头，通过典型流域坝系的调查分析，提出了沟道坝系相对稳定的含义，对坝系相对稳定的条件、标准及定量方法

5、等进行了较为深入的研究，取得了很好的研究成果。但是如何具体实现坝系相对稳定，坝系相对稳定究竟需要多长时间才能实现，如何能使其在建设投资、坝地可持续利用、效益分析以及运行管理等方面都能得到较好的回答，其技术手段、实施方法如何，需要开展更深入的研究。“九五”期间，“黄土丘陵沟壑区小流域坝系相对稳定及水土资源开发利用研究”课题被列入黄委会水保科研基金项目和水利部科技计划项目，使坝系相对稳定研究进一步深入。2“九五”期间坝系相对稳定研究取得的新进展“九五”期间，课题组以“八五”攻关课题研究成果为基础，以系统工程、系统动力学理论为指导思想，把坝系相对稳定形成过程、成立条件、优化规划布局、水土资源

6、开发利用、运用管理模式研究与小流域坝系样板建设紧密联系起来，进行了系统研究。2．1取得了充分、翔实的基础资料首次对黄土丘陵沟壑区16条小流域沟道坝系形成过程资料，分陕西北部、山西西部、内蒙古中西部3片，按坝系形成阶段进行了全面系统分析，将现有资料与实地考察、试验观测等方法取得的资料相互印证，补充完善，使第一手资料充分可靠。2．2在研究内容与方法上的新进展一是采用概念开发、机理研究的手段，补充、完善了坝系相对稳定的含义，提出了新的坝系相对稳定概念和坝系相对稳定形成的条件；首次通过控制理论的方法，建立了坝系相对稳定网络规划模型，在规划阶段将坝系单坝组成、各坝的建设时间、坝间关系明确地表示出

7、来，预先确定各坝的修建时差，明确关键坝库提前和推后建坝对后续坝修建和整个坝系建设产生的影响，作为坝系形成过程控制的理论依据。二是采用非线性规划模型与系统仿真模型相结合的方法，对韭园沟流域坝系进行了实体规划，为小流域坝系规划提供了借鉴；与过去的研究相比，增加了溢洪道因子，即考虑了水沙在坝系中的合理调配，使规划结果更加接近实际；首次对坝系防洪标准问题进行了研究，提出坝系相对稳定的防洪标准主要取决于在坝系中起控制作用的骨干工程的设计标准，坝系中骨干坝取相同设计标准是一种经济、安全的设计理念，此时对坝系的防洪标准研究可以转化为对坝系中骨干坝的防洪标准研究，并提出了韭园沟流域坝系防洪标准为100年

8、一遇。三是通过对淤地坝减蚀机理的研究和试验观测，界定了淤地坝的减蚀范围，提出了淤地坝的直接减蚀量计算方法和间接减蚀量计算方法。四是按照系统原则、人本原则、责任原则和效益原则，采用对比法和调查统计法，确定了坝系持续发展运用管理模式及其评价指标。五是根据坝系相对稳定优化规划布局研究成果，提出了3条流域的坝系相对稳定规划。