李跟彩

（甘谷縣水土保持站，甘肅甘谷 741200）

0 引言

水土流失嚴(yán)重是當(dāng)下自然生態(tài)環(huán)境面臨的重要威脅，不僅會直接破壞生態(tài)環(huán)境，更會對人類的生活、耕作、飲水等造成不利影響。黃土高原地區(qū)高度重視水土流失現(xiàn)象的治理，其中建設(shè)與管理淤地壩正是極為常見而重要的手段。就目前來看，大量淤地壩工程項(xiàng)目的建設(shè)能否發(fā)揮相應(yīng)的作用，關(guān)鍵在于淤地壩建設(shè)的質(zhì)量與效果能否達(dá)到預(yù)期。

1 淤地壩及其水土保持作用

淤地壩是為了攔泥淤地而修建的壩工建筑物。黃土高原地區(qū)存在較為嚴(yán)重的水土流失以及泥淤地現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地方農(nóng)業(yè)發(fā)展，也會造成較為嚴(yán)重的用水不足問題以及生態(tài)環(huán)境破壞問題。為了改善泥淤地范圍不斷擴(kuò)大、水土流失愈發(fā)嚴(yán)重的問題，早在20世紀(jì)50年代政府部門就積極帶領(lǐng)地方群眾探索淤地壩建設(shè)策略與方法，通過大量淤地壩將泥淤攔阻成壩地，起到了多方面的積極作用。

1.1 攔蓄入黃河泥沙

黃河中游地區(qū)的大量溝壑中的泥沙會流入黃河，這也是黃河水看起來十分渾濁的重要原因。通過修建和管理淤地壩的方式，能很好地從源頭上對泥沙進(jìn)入黃河的通道進(jìn)行封堵，有效減少流入黃河的泥沙量。這不僅能從源頭上為黃河治理提供支持，更能為黃土高原地區(qū)水土流失問題的解決創(chuàng)造有利條件。

1.2 擴(kuò)大耕地面積

黃土高原地區(qū)可用的農(nóng)業(yè)土地有限，而通過建設(shè)淤地壩形成的壩地能在一定程度上擴(kuò)大耕地面積。淤地壩所淤積的泥土來自上游小流域坡面上流失掉的表土層，其中蘊(yùn)含著極為豐富的有機(jī)質(zhì)與水分，是十分適合農(nóng)業(yè)種植耕作的土壤。淤地壩淤積形成的壩地作為農(nóng)業(yè)耕作地塊具有良好的抗旱增產(chǎn)性能，穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)效果明顯。

1.3 防洪減災(zāi)

淤地壩的修建與運(yùn)行，能通過小流域的方式實(shí)現(xiàn)梯級建設(shè)，同時(shí)會配套相應(yīng)的治溝骨干工程，能起到良好的削峰、滯洪功能，從而起到防洪減災(zāi)作用。

1.4 涵養(yǎng)水源

人畜飲水問題一直是黃土高原地區(qū)的重要問題。修建和運(yùn)行淤地壩工程，不僅能通過滯洪的方式將部分洪水轉(zhuǎn)化為地下水或者排放到下游河道，還能在前期運(yùn)行時(shí)作為水源工程，從而起到涵養(yǎng)水源、滿足人畜飲水需求、改善流域內(nèi)水荒現(xiàn)象的作用。

1.5 調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)

淤地壩的建設(shè)與運(yùn)行能起到較為良好的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)作用，逐步改善黃土高原地區(qū)水土流失嚴(yán)重的問題，擴(kuò)大可用耕地面積，協(xié)調(diào)農(nóng)林牧用地矛盾的同時(shí)增加植被覆蓋范圍。

2 水土保持中淤地壩建設(shè)管理的常見問題分析

2.1 壩系規(guī)劃布局不合理

淤地壩的建設(shè)并非單一工程，而是涉及大量項(xiàng)目。只有根據(jù)地方實(shí)際情況，合理規(guī)劃壩系布局，協(xié)調(diào)不同壩體之間的職能作用與關(guān)系，才能從宏觀層面保障淤地壩建設(shè)管理的有效性。但是目前部分地區(qū)對淤地壩的建設(shè)缺乏良好的宏觀規(guī)劃，并沒有從整體上對流域治理進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，對壩間距、壩體功能之間的協(xié)調(diào)不到位，導(dǎo)致整體的流域治理、水土保持效果達(dá)不到預(yù)期，同時(shí)單個(gè)壩體的運(yùn)行效果也會受到影響。

2.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有待提升

當(dāng)前，不少淤地壩的建設(shè)都存在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低的情況。淤地壩的設(shè)計(jì)往往是以10 年一遇暴雨洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)，相較于水庫50年一遇洪水設(shè)計(jì)明顯標(biāo)準(zhǔn)要低得多，而且不少中小型淤地壩在設(shè)計(jì)階段對溢洪道考慮不足，導(dǎo)致洪水漫頂垮壩的概率有所增加，對淤地壩的運(yùn)行管理而言有著巨大風(fēng)險(xiǎn)與威脅。而且部分地區(qū)的淤地壩建設(shè)時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)缺乏規(guī)范的校核標(biāo)準(zhǔn)甚至不需要進(jìn)行校核，更進(jìn)一步加劇了淤地壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低的問題。另外，防洪骨干工程的缺失也是部分淤地壩設(shè)計(jì)存在的問題，并沒有根據(jù)實(shí)際需求合理設(shè)計(jì)攔洪庫容，導(dǎo)致淤地壩在運(yùn)行過程中可能會被沖毀。

2.3 施工質(zhì)量偏低

施工質(zhì)量不高是部分淤地壩工程建設(shè)存在的問題，尤其是部分早期建設(shè)的壩體這一問題更為嚴(yán)重。在施工組織管理水平不高、施工人員隊(duì)伍整體素養(yǎng)偏低、施工過程中沒有完全按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作、施工監(jiān)管不到位等因素的影響下，部分淤地壩的建設(shè)質(zhì)量難以令人滿意，再加上早期淤地壩建設(shè)管理相關(guān)規(guī)范不夠完善，導(dǎo)致質(zhì)量偏低的淤地壩工程在運(yùn)行使用過程中存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 壩體維護(hù)管理水平低

淤地壩在長期運(yùn)行使用的過程中需要得到良好而有效的維護(hù)管理，才能減少病害、防止安全事故發(fā)生，確保淤地壩的職能作用得到充分發(fā)揮。但是目前淤地壩維護(hù)管理水平并不高，主要表現(xiàn)為日常管理經(jīng)費(fèi)欠缺、缺乏高素質(zhì)的專業(yè)維護(hù)管理隊(duì)伍、維護(hù)管理制度不夠完善、日常檢修維護(hù)工作落實(shí)不到位等，導(dǎo)致壩系工程病險(xiǎn)嚴(yán)重。

3 水土保持中提高淤地壩建設(shè)管理質(zhì)量的要點(diǎn)

3.1 全面加強(qiáng)壩系規(guī)劃布局

淤地壩的建設(shè)需要從宏觀、全局角度切入，對區(qū)域地質(zhì)條件、農(nóng)業(yè)耕作條件等進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而加強(qiáng)壩系規(guī)劃布局，確保淤地壩工程項(xiàng)目的建設(shè)完全符合地方水土保持、流域治理要求，同時(shí)確保淤地壩工程本身的合理性與有效性。新建淤地壩以及攔沙工程時(shí)，需要做好全面規(guī)劃，明確小流域壩系規(guī)劃的重要地位，根據(jù)小流域地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展情況以及基礎(chǔ)條件變化情況，合理選定淤地壩建壩地址。嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)選定淤地壩選址條件，確保壩址必須具備布設(shè)“三大件”的工程條件，同時(shí)在規(guī)定允許范圍內(nèi)盡可能延長設(shè)計(jì)淤積年限，從設(shè)計(jì)階段保障顯影的攔泥淤地效益。根據(jù)地方水文氣象條件進(jìn)行水文計(jì)算，結(jié)合地勢、地質(zhì)條件，能為淤地壩系的規(guī)劃布局提供重要依據(jù)。收集整合地方水文站的降雨資料以及洪水泥沙資料、水文手冊、梯田林草對設(shè)計(jì)洪水的影響等重要資料，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水文計(jì)算，在不考慮上游小型壩、谷坊等影響的情況下得到設(shè)計(jì)洪水的洪峰模數(shù)、洪量模數(shù)、輸沙模數(shù)等。其中，設(shè)計(jì)洪峰流量的計(jì)算需要根據(jù)實(shí)際情況合理應(yīng)用推理公式法、檢查洪水法等，基于24 h暴雨量對變差系數(shù)、離差系數(shù)、模比系數(shù)等加以確定，通過合理的方法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。設(shè)計(jì)洪量的計(jì)算需要以24 h設(shè)計(jì)雨量為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)資料進(jìn)行頻次剖析計(jì)算或直接根據(jù)洪量徑流系數(shù)加以計(jì)算即可。洪水過程線的計(jì)算一般可采取概化三角形方法，通過推導(dǎo)的方式求得小流域環(huán)境下的對應(yīng)結(jié)果。輸沙量的計(jì)算需要根據(jù)輸沙模數(shù)、侵害模數(shù)等對懸移質(zhì)和推移質(zhì)進(jìn)行分別計(jì)算。另外還需要從全局層面對壩系中各單壩的建設(shè)時(shí)序進(jìn)行合理調(diào)整，綜合考量包括建成速度、工程預(yù)算、工程綜合效益等在內(nèi)的各項(xiàng)因素，通過合理的時(shí)序進(jìn)一步提升壩系規(guī)劃與建設(shè)的質(zhì)量及效率。

3.2 規(guī)范和踐行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

對淤地壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范和踐行，能從設(shè)計(jì)層面為淤地壩建設(shè)質(zhì)量以及運(yùn)行水平奠定必要根基，有效解決因設(shè)計(jì)不符合標(biāo)準(zhǔn)或者設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低而導(dǎo)致的各種問題。在確定淤地壩建設(shè)位置后，需要對相應(yīng)的工程形式、樞紐布設(shè)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，制定具體的修筑方案。

3.2.1 明確庫容

對淤地壩的攔泥庫容與滯洪庫容進(jìn)行分別計(jì)算。其中攔泥庫容的計(jì)算與確定需要基于相關(guān)規(guī)范和公式，滯洪庫容的計(jì)算與確定則需要采取調(diào)洪演算方式，并且應(yīng)當(dāng)對溢洪道入口底高程、斷面尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與校核。

3.2.2 明確壩高與壩體斷面尺寸

考慮攔泥壩高、滯洪壩高以及安全超高等因素，對淤地壩的壩高進(jìn)行確定。而在確定壩高后，則可進(jìn)一步對壩體斷面尺寸進(jìn)行計(jì)算。其中壩頂寬度需要根據(jù)壩高以及是否有交通要求加以確定。如果有交通要求需要按照相關(guān)規(guī)定確定具體的壩頂寬，如果沒有交通要求，則需根據(jù)壩體類型以及壩高確定對應(yīng)的壩頂寬。對壩高超過30 m與壩高未超過30 m兩種情況的水墜壩，分別將壩頂寬設(shè)置為5 m與4 m；對壩高為10～20 m、20～30 m、30～40 m的碾壓壩，需分別將對應(yīng)的壩頂寬設(shè)置為2～3 m、3～4 m、4～5 m。坡率的確定同樣與壩高息息相關(guān)。針對水墜壩，其坡高分別為10～20 m、20～30 m、30～40 m時(shí)，對應(yīng)坡率分別為2.00～2.50、2.25～2.75、2.50～3.00；針對碾壓壩，其坡高分別為10～20 m、20～30 m、30～40 m時(shí)，對應(yīng)坡率分別為上游1.50和下游1.25、上游2.00和下游1.50、上游2.50和下游2.00。壩底寬的確定需要綜合考慮壩頂寬、坡率、壩高、馬道等因素，其計(jì)算方法為頂寬和上下游坡率之和與壩高的乘積和馬道數(shù)與馬道寬度的乘積相加之和。

3.2.3 放水工程設(shè)計(jì)

淤地壩工程往往需包含放水涵管，從而根據(jù)實(shí)際需要對洪水進(jìn)行排放處理。放水涵管通常包含三大部分，其一為引水設(shè)備，即將淤地壩的水引入涵管并排放的設(shè)備；其二為壩底涵管，設(shè)置在壩底的涵管能將引水設(shè)備引來的洪水排送到指定位置；其三為出口段，該部分能將涵管中的水排出。設(shè)計(jì)淤地壩時(shí)需要對放水涵管的長度、涵管高程、出入口地點(diǎn)、管軸線與壩軸線關(guān)系等加以確定，以便后續(xù)施工能按照相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行操作。對放水涵管的設(shè)計(jì)流量進(jìn)行計(jì)算，通常按照3日排空10年一遇的一次洪水總量作為標(biāo)準(zhǔn)，至于放水孔的流量計(jì)算則需在此基礎(chǔ)上加大20%～30%流量。

3.2.4 設(shè)計(jì)溢洪道

溢洪道是淤地壩的重要建筑物，其造價(jià)往往較高，需要在設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)設(shè)計(jì)。溢洪道設(shè)計(jì)需要對具體的位置、形式、出入口連接形式等加以確定，同時(shí)要對其入口段、斜坡段、消力池的水力進(jìn)行分別計(jì)算，而且計(jì)算后需要進(jìn)行校核。

3.3 全面加強(qiáng)施工管理

為了保障淤地壩施工質(zhì)量，必須以提高施工人員隊(duì)伍整體素養(yǎng)為基礎(chǔ)，合理編制施工方案，加強(qiáng)施工管理和監(jiān)督，確保各個(gè)施工流程均能按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)。

3.3.1 施工前準(zhǔn)備

施工前相關(guān)部門與人員需要對設(shè)計(jì)圖紙加以熟悉，做好現(xiàn)場勘驗(yàn)工作，并制定施工組織計(jì)劃，確保路、電、水、通信等暢通，根據(jù)需要準(zhǔn)備好施工機(jī)械與物資，對施工場地與料場進(jìn)行提前布置，明確監(jiān)理工程師、施工技術(shù)人員等的職責(zé)。

3.3.2 施工放樣

正式施工前需進(jìn)行施工放樣，按照先整體后局部、先控制后細(xì)部的順序進(jìn)行操作，合理布設(shè)施工控制網(wǎng)點(diǎn)，對設(shè)計(jì)控制樁的位置以及高程加以確定，將壩體軸線設(shè)置為主導(dǎo)控制線，對各建筑物的斷面、坡比、高程等進(jìn)行測放。

3.3.3 地基處理

對地基進(jìn)行處理，能為淤地壩工程的高質(zhì)量、高效率施工奠定良好根基。針對溝底淤泥層地基、溝底有堆積物地基、溝岸黃土臺地較厚的地基、巖石不透水地基、黃土或粘土地基、有泉水和滲水地基等，應(yīng)當(dāng)采取不同的方式進(jìn)行有效處理，確保地基穩(wěn)固可靠。

3.3.4 清基與削坡

對壩基范圍內(nèi)的基礎(chǔ)進(jìn)行清理，通常需要清理0.5 m以上，而且清基后應(yīng)進(jìn)行回填處理。如果土壩與兩岸山坡有所結(jié)合，需要進(jìn)行削坡處理，確保削坡后的土質(zhì)岸坡的坡度不超過1∶1，碾壓壩的坡度不超過1∶1.5，巖石岸坡的坡度不超過1∶0.5。

3.3.5 壩體填筑

壩體填筑是淤地壩施工的重點(diǎn)部分，需要先對壩基與岸坡的結(jié)合槽進(jìn)行回填處理，通過分層回填并夯實(shí)的方式確?；靥钯|(zhì)量。然后可進(jìn)行施工布局，將生活區(qū)、料場、加工場等進(jìn)行合理布局，同時(shí)修建好相應(yīng)的道路。對壩體進(jìn)行全斷面水平填筑，只有必要時(shí)才采取前后段或左右段分段施工的方式。壩體水平填筑過程中需將接頭表土清除掉，確保結(jié)合部坡度不超過1∶3，填筑時(shí)夯實(shí)以防止出現(xiàn)軟弱通道，對施工接縫進(jìn)行認(rèn)真處理。壩體填筑時(shí)需要對涂料含水量進(jìn)行嚴(yán)格控制，根據(jù)不同土料自身特性控制含水量即可，譬如沙壤土含水量最好為9%～15%，其他土壤含水量最好為16%～20%。之后需要進(jìn)行鋪土與碾壓，完成壩體填筑施工。壩體填筑過程中需對擺脫邊坡進(jìn)行嚴(yán)格控制，通過預(yù)留沉降高度等方式確保壩坡比符合設(shè)計(jì)要求。

3.3.6 放水工程與溢洪道施工

對引水工程與溢洪道進(jìn)行施工通常使用鋼筋混凝土，須確保鋼筋、混凝土的特性符合施工要求，通過實(shí)驗(yàn)的方式確定混凝土配合比與水灰比。施工過程中拌和混凝土需要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)格控制配料，根據(jù)現(xiàn)場條件采取機(jī)械拌和或人工拌和方式。對鋼筋進(jìn)行調(diào)直、去銹、焊接、綁扎等加工處理，設(shè)置好相應(yīng)的模板后，便可進(jìn)行混凝土澆筑處理。澆筑混凝土后需做好相應(yīng)養(yǎng)護(hù)工作，降低混凝土開裂等問題的發(fā)生概率。

3.4 做好壩體運(yùn)行維護(hù)管理工作

全面做好壩體運(yùn)行維護(hù)管理工作，是淤地壩建設(shè)管理的重要部分，直接關(guān)系到淤地壩的作用與效果能否得到充分發(fā)揮。在淤地壩系規(guī)劃階段，就需要對相應(yīng)的淤地壩建設(shè)與管護(hù)職責(zé)加以明確。制定相應(yīng)的管護(hù)制度和方案，投入足夠資金支持管護(hù)工作開展，加強(qiáng)管護(hù)人員隊(duì)伍培養(yǎng)和管理，嚴(yán)格按照規(guī)范定期對淤地壩進(jìn)行檢查和維護(hù)，盡可能保障壩體長期處于良好運(yùn)行狀態(tài)并發(fā)揮其作用。

4 結(jié)語

綜上可知，新時(shí)期淤地壩建設(shè)與管護(hù)變得越來越重要，直接關(guān)系到水土流失治理、農(nóng)業(yè)發(fā)展乃至社會和諧。地方政府在積極建設(shè)淤地壩工程項(xiàng)目的過程中，一定要以提高工程建設(shè)質(zhì)量、發(fā)揮淤地壩職能作用為要點(diǎn)，根據(jù)水土保持工作的需要加強(qiáng)淤地壩建設(shè)管理，全方位推進(jìn)水土流失治理進(jìn)程。