陜西黃土高原地區(qū)淤地壩蓄水問題探討

呂薛鋒,王 程

（陜西省水土保持勘測規(guī)劃研究所（陜西省水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心）,陜西 西安 710199）

1 引言

淤地壩是黃土高原地區(qū)防治水土流失最有效的措施。淤地壩攔泥淤地,變害為利,既可以增加耕地面積,又能提高農(nóng)業(yè)抗旱能力,是勞動人民智慧的結(jié)晶。陜西省目前共建成淤地壩3.39 萬座,占全國數(shù)量的一半以上,位居全國第一[1]。在長期的水土保持工程管理實踐中,淤地壩能否蓄水成為討論的焦點,尤其是陜北黃土丘陵溝壑區(qū),常年受到干旱缺雨的影響,水資源十分缺乏。能否將淤地壩當成小型水庫蓄水使用,蓄水后怎么管理？這些問題都值得進行探討。

2 淤地壩與?。?）型水庫的區(qū)別與聯(lián)系

2.1 兩者定義

淤地壩：一般認為最早的淤地壩是由山體滑塌自然形成的,人們稱之為天然聚湫?，F(xiàn)在定義為在多泥沙的溝道修建的以控制侵蝕、攔泥淤地、減少洪水和泥沙災害為主要目的的工程設施,庫容不大于500 萬m3,壩高不超過30 m[2]。

小（2）型水庫：《史記·夏本紀》記載大禹治水活動,“行山表木,定高山大川?！鬁世K,右規(guī)矩,載四時,以開九州,通九道,陂九澤,度九山。”這其中“陂九澤”,就是用堤壩工程把湖澤和低洼地方圍起來,這就是原始的水庫工程?，F(xiàn)在按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL 252-2017）》劃分,根據(jù)其工程規(guī)模、效益和在經(jīng)濟社會中的重要性,?。?）型水庫被劃分為五等建筑物,庫容大于或等于10 萬m3小于 100萬m3,壩高不高于30 m[3]。

2.2 組成結(jié)構(gòu)

淤地壩（指治溝骨干工程）由三大件組成,壩體、溢洪道、放水建筑物,水庫同樣由三大件組成,壩體、溢洪道、放水建筑物。溢洪道和放水建筑物功能基本上都一樣,只是水庫有長期引水的需求,淤地壩要求7 d內(nèi)放空壩內(nèi)蓄水,蓄渾排清。兩者從組成結(jié)構(gòu)上看,并無區(qū)別,但從具體細節(jié)構(gòu)造分析有所不同。淤地壩壩頂大多數(shù)未硬化,少數(shù)由現(xiàn)澆混凝土、磚鋪裝等進行硬化。水庫壩頂一般用現(xiàn)澆混凝土硬化,壩頂上游側(cè)設置防浪墻,墻頂一般高出壩頂1.2 m～1.5 m。防浪墻堅固不透水,用漿砌石或混凝土建造,其基礎牢固埋入壩內(nèi),并與大壩的防滲體緊密連接。水庫壩基處理需滿足滲透穩(wěn)定,控制滲流量、靜力和動力穩(wěn)定、允許沉降量和不均勻沉降量等,保證壩的安全運行。淤地壩的壩基處理相對水庫較為簡單,不涉及復雜的防滲處理。表1是選取同樣壩高10 m～20 m,對淤地壩、水庫壩體結(jié)構(gòu)對比。

表1 淤地壩、水庫壩體結(jié)構(gòu)對比

續(xù)表1

2.3 設計、施工要求

淤地壩、?。?）型水庫設計資質(zhì)均為水利水電工程設計丙級以上資質(zhì)。淤地壩、小（2）型水庫施工資質(zhì)要求,均為水利水電工程施工總承包叁級（含叁級）以上資質(zhì)。

淤地壩,一般黃土、類黃土都可作為碾壓筑壩土料,其有機質(zhì)含量不超過2%,水溶鹽成分不超過5%。壩體干容重按最優(yōu)含水率控制,不得低于1.55 t/m3。水墜壩,用水力沖擊土體,使之成為較高濃度的液態(tài)泥漿,輸入筑有人工碾壓邊梗的壩面沖填畦內(nèi),經(jīng)自重脫水固結(jié)而成的土壩[6]。水庫均質(zhì)壩,一般由具有粘性的壤土組成,壓實后的防滲體防滲系數(shù)不大于1×10-4cm/s,壓實度為95%～97%。黃土質(zhì)地屬于壤土,使用黃土類筑壩,破壞其原狀結(jié)構(gòu),壓實后不再具有濕陷性。淤地壩、水庫均質(zhì)壩體施工主要材料相同,施工方式基本相同,水庫對壩體壓實度、防滲要求更為嚴格。淤地壩壩高超過15 m時,應在下游坡每隔10 m左右設置一條馬道,馬道寬度1.0 m～1.5 m。水庫均質(zhì)壩沿上下游壩坡每隔10 m設置馬道,馬道設置在邊坡處,其寬度不小于1.5 m～2.0 m。

2.4 運行管理

淤地壩水毀情況71%都與壩體相關(guān)[7],小型水庫,水毀部位48%與壩體相關(guān)[8],可見壩體施工質(zhì)量決定著淤地壩、小型水庫的運行安全。

淤地壩管理較為粗放,壩頂亦可作為連通溝壑兩岸道路來使用,設計時也有此要求。甘肅省定西縣90%以上淤地壩成為交通道路的重要組成部分[9]。淤地壩壩頂作為道路使用時,按照道路標準要求進行設計。水庫一般不考慮壩頂用作道路,管理較為封閉。水庫有專職安全監(jiān)測部門,安全監(jiān)測的項目,主要包括壩面垂直位移和水平位移,滲流量及滲水的渾濁度,上、下游水位。淤地壩無此項監(jiān)測內(nèi)容,只有工程檢查觀測要求。淤地壩由地方水行政部門管理,水庫防汛由應急管理部門負責管理。

3 結(jié)論

淤地壩不宜長期蓄水,長期蓄水不符合規(guī)范要求。水利部關(guān)于進一步加強黃土高原地區(qū)淤地壩工程安全運用管理的意見水保[2019]109號,明確指出“汛期所有淤地壩工程必須空庫運行,嚴禁蓄水運用”。這就要求,在工程實踐中,汛期淤地壩不能蓄水,這是條紅線。若確實有需求的,改變其功能的,淤地壩（碾壓型式筑壩）,必須經(jīng)專家論證,提高工程建設和防洪標準,除險加固,增加安全監(jiān)測內(nèi)容,必須進行穩(wěn)定分析計算,安全評估后,嚴格履行報批和驗收程序,辦理淤地壩工程銷號手續(xù),方可允許蓄水。蓄水后按照小型水庫模式運行管理。運行管理中重視蓄水后對岸坡穩(wěn)定性的影響,避免產(chǎn)生大的塌岸、滑坡等,影響壩的運行安全。由于水墜壩和?。?）型水庫施工方式、施工材料有質(zhì)的區(qū)別,因此水墜壩不宜作為水庫蓄水使用。