豫西山丘區幾種集流壩的開發形式與運用方式

陳維杰

（河南省汝陽縣前坪水庫項目工作組，471200，汝陽）

豫西山丘區地處秦嶺山系向東延伸之余脈，大致范圍北界黃河，南至伏牛山嶺，西到省界，東接嵩山（豫中），總面積約2.68萬km2，其中土石山地貌類型占15960 km2，黃土地貌類型占6770 km2，河流川地占 4070km2，土石山區和黃土區是水土流失的主要策源地，也是水資源匱乏的干旱頻發區，治理當地水土流失、開發當地水資源是亟待解決的突出問題。

以小流域為單元開展水土保持工程建設是治理水土流失、開發干旱半干旱山丘區水資源的有效途徑。由于地表水更方便人們飲用、農田灌溉等生活生產取用，所以以谷坊堰壩為主的小流域溝道治理措施在半干旱的豫西山丘區得到廣泛推廣，其中具有一定蓄水規模（一般單壩庫容1000m3以上）的集流壩則更受當地群眾歡迎。集流壩在豫西山丘區具有十分廣闊的發展前景。

一、適宜的開發利用形式

1.攔溝壩

攔溝壩是集流壩的主要開發形式，其功效近期以攔（蓄）水為主，中后期以攔（蓄）泥沙為主，綜合效能十分顯著。據對汝陽縣兩座庫容分別為1萬m3和6000m3的攔溝壩實測功效分析，在次降雨78～96mm情況下削峰效益達到42%～45%，減沙效益達到76%～85%。

修筑攔溝壩的技術一般比較簡單，可根據表1分類優選壩型及《集雨節灌技術》有關集流壩設計內容進行規劃修建。

2.截潛流壩

在黃土丘陵區，年內降雨分配極不均勻，暴雨集中，常常是洪水形成快，峰值高，挾沙量大，在這種自然條件下修建攔溝壩很難解決淤積問題。但豫西一帶的丘陵溝壑區多系近代河流沖積形成的潛水區，溝道含水層厚度較大但埋深較淺，巖性多為中粗砂和卵礫石，透水性比新淤壩地(淤積物多為黏土、壤土和細砂等)大得多，因此適宜在這類地區的丘陵地帶河流上推行建造河床地面以下的截潛流壩。

據汝陽縣上店鎮1996年在砂礫質淤積河床上建成的4座截潛流工程(截水墻有漿砌石和黏土兩種類型)的運行特性看，這種類型的集水工程具有以下明顯優點：①位于河床以下，不影響溝河行洪。②與攔溝壩相比，淤積少，使用壽命長。③與淤地壩、攔沙壩相比，水源充沛，補給頻率高。④經砂層過濾，水質得以凈化，不僅可用于大田灌溉，還可用于農村飲水和工副業生產用水，更適合于噴滴灌用水。⑤不易被大自然和人為破壞，平時不需要專人看護。⑥適宜就地取材，易于在山區的中小河流上建造推廣。

3.人字閘

人字閘是一種半固定式蓄水閘門，屬輕型的小型擋水壩，適應范圍比較廣泛。據汝陽縣、欒川縣等地在山區河道及溝谷上的建閘經驗，這種集水壩的結構特點是：閘前水深H=1.5～3 m， 撐桿傾角 θ=60°～65°，撐、壓跨度 R=0.75 H，撐、壓桿結點高度h=0.84 H。人字閘壩的優點是：①閘板為活動式，可裝可卸。蓄水期裝板蓄水灌溉，汛期卸板泄洪沖淤。②與攔溝壩相比可利用洪水沖淤來擴大蓄水容積，從而延長使用壽命。③造價適中，一般每米壩長投資2000元左右，按庫容折算約為5～8元/m3。④適宜山區小泉小水的攔蓄，與水渠、提灌站、流動泵站配套使用十分方便。⑤適宜小面積地塊使用，一般二三十畝地塊建一處小型人字閘工程再配套自流渠（管）或流動泵站進行灌溉效果極佳。⑥運行管理方便，不蓄水時可以將面板拆裝運走，而人字架為固定式，不需設專人看管。⑦可以梯級開發，有利于水資源的充分利用。⑧蓄水后形成狹長的湖面，有利于美化、凈化環境，改善流域小氣候。

二、運用方式的選擇

根據配套工程設施的類型及布局特點，可將集流壩的運用方式劃分成以下四種：

1.壩—壩連環型

即建設集流壩系工程。集流壩系工程的組合形式一般是從溝道上游至下游、從支毛溝至干溝依次布設谷坊和集流壩，集流壩的布設特點一般是位于上游的容量相對較小，下游的容量相對較大。集流壩系的運用方式大致有兩種：一種是清洪分治、排洪蓄清、蓄排結合的方式，如人字閘、截潛流以及設置專用排洪通道的攔溝壩，這種方式的效益目標是以供水為主；再一種是上壩攔沙落淤、下壩滯洪蓄清，這種方式的效益目標是近期以調水削峰為主，長遠以攔沙淤地為主。

2.壩—窖組合型

即先由集流壩將上游坡面來水蓄積起來，然后通過渠(或管)道輸送到水窖，再由水窖轉送至用水地點。當用于灌溉時，這種形式則適用于集流場與灌區相距較遠，需把水窖建在灌區內的工作方式。汝陽縣十八盤鄉干里村高莊組在溝道內建一總蓄水量為6000m3的集流壩工程，然后埋管1200～1800m送水至田間地頭，建了4個水窖，每窖控制耕地面積 10～12 畝（0.67～0.8 hm2），從而解決了抗旱問題。

表1 不同壩型特點及適用范圍

3.壩—池組合型

工作原理同壩—窖組合型。

4.壩—池—窖組合型

即先由集流壩將雨水送至蓄水池，然后再轉送至水窖供用戶使用。

三、小 結

降水經坡面的地表徑流及土內滲流而匯入溝道后，將形成小流域洪水對溝床產生水力侵蝕。為防止和減輕這種侵蝕，同時最有效地開發利用小流域洪水資源，使其能夠變害為利，修建集流壩是一種兼得的選擇。修建集流壩應當因地制宜，形式多樣，同時注重統籌布局，聯合運用，盡可能地發揮群體綜合效益。

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