中国筑坝淤地已有三四百年历史,中国陕西北部和山西西部等黄土丘陵区仍保留有100~400年前的坝地,至今仍用于种植。淤地坝多修筑在中国水土流失严重的黄土高原,与治坡措施结合形成完整的防护体系,以陕、晋、甘、内蒙古等省(区)最多。
淤地坝
横筑于沟道的控制性滞洪、拦泥、淤地的坝工建筑物。
- 英文名称
- check dam for farmland
- 所属学科
- 水利工程
淤地坝是小流域沟道治理中的一项重要工程措施,可防止沟床下切、沟岸扩张,以及沟谷的重力侵蚀;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;能为改变山区广种薄收习惯、为陡坡退耕还林还草、改单一农业经营为农林牧副渔全面发展创造条件。
按所采用建筑材料的不同,淤地坝可分为土坝、石坝、土石混合坝等;按坝的用途不同,可分为缓洪骨干坝、拦泥生产坝等;按施工方法不同,可分为夯碾坝、水坠坝、定向爆破坝等。淤地坝的工程等别、建筑物级别见表。
工程等别 | 工程规模 | 库容/(×104m3) | 淤积年限 | 永久性 | 临时性建筑物 | ||
主要建筑物 | 次要建筑物 | ||||||
Ⅰ | 大型淤地坝 | 1型 | 100~500 | 20~30 | 1 | 3 | 4 |
2型 | 50~100 | 10~20 | 2 | 3 | 4 | ||
Ⅱ | 中型淤地坝 | 10~50 | 5~10 | 3 | 4 | 4 | |
Ⅲ | 小型淤地坝 | <10 | 5 | 4 | 4 | — |
淤地坝包括普通淤地坝和骨干坝两种。一般控制集流面积较小的中、小型生产坝由坝体、溢洪道(或放水建筑物)组成;控制集流面积较大的骨干坝由坝体、溢洪道和放水建筑物组成。
坝体是横拦于沟道的挡水拦泥建筑物,用以拦蓄洪水,淤积泥沙,抬高淤积面。主要坝型为均质土坝,也有少量土石混合坝、黏土心墙坝和砌石拱坝等。
溢洪道是用于排泄洪水的建筑物。当淤地坝洪水位超过设计高度时,就由溢洪道排出,以保证坝体的安全和坝地的正常生产。永久性溢洪道宜采用宽顶堰陡坡式,由引水渠、渐变段、宽顶堰、陡坡段、消力池组成。临时性溢洪道多采用明渠式。
放水建筑物多用竖井式和卧管式。沟道长流水、库内清水等通过放水设备排泄到下游。反滤排水设备是为排除坝内地下水,防止坝地盐碱化,增加坝坡稳定性而设置的。
根据各个坝的使用性质、滞洪能力和生产需求,合理规划坝系。一般要求坝系内以中、小型坝为基础,以大型坝为骨干。坝系规划需要考虑:①坝系布设。有两种:对于无长流水的沟道,多采用拦洪淤地的方式;对于有长流水的沟道,多采用以蓄水灌溉生产为主的方式。②建坝次序。集流区大的沟道,由上而下修坝,由支沟到干沟逐渐形成坝系。集流区小的沟道,由下而上修坝,下游淤成坝地后,逐渐向上游建坝。③建坝密度。流域建坝密度应根据降雨情况、沟道比降、沟壑密度和建坝淤地条件,按梯级开发利用原则,因地制宜的规划确定。据各地经验,在沟壑密度5~7千米/千米2,沟道比降2%~3%,适宜建坝的黄土丘陵沟壑区,每平方千米可建坝3~5座;在沟壑密度3~5千米/千米2,适宜建坝的残垣沟壑区,每平方千米建坝2~4座;沟道比较大的土石山区,每平方千米建坝5~8座比较适宜。④坝址选择。坝址在地形上要求河谷狭窄、坝轴线短,库区宽阔容量大,沟底比较平缓;坝址附近应有宜于开挖溢洪道的地形和地质条件;坝址地质构造稳定,两岸无疏松的坍土、滑坡体,断面完整,岸坡不大于60°。⑤骨干坝布设。在布设坝系的骨干坝时,统筹考虑交通、前期蓄水养鱼的要求,要保护和利用清水资源,并要防止坝地盐碱化。
淤地坝可以一次建成或分期加高建成。根据实践经验,淤积土为轻中粉质壤土时,分期加高的坝高可达30~40米,坝体仍很稳定。一次加高的高度不宜太高,一般3~7米为宜。加高坝体时,要注意新加坝体与淤积面、岸坡的结合及淤积土的承载能力,防止新填坝体的滑动。
条目图册
扩展阅读
- 王礼先.水土保持工程学.北京:中国林业出版社,2000.
- 高季章,曹文洪,汪小刚.新时期淤地坝规划设计中的若干技术问题探讨.中国水利水电科学研究院学报,2001,1(1):11-18.
- 高云飞,郭玉涛,刘晓燕,等.陕北黄河中游淤地坝拦沙功能失效的判断标准.地理学报,2014,69(1):73-79.