豫西山丘區(qū)幾種集流壩的開發(fā)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(qū)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(qū)和黃土區(qū)是水土流失的主要策源地，也是水資源匱乏的干旱頻發(fā)區(qū)，治理當?shù)厮亮魇А㈤_發(fā)當?shù)厮Y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(shè)是治理水土流失、開發(fā)干旱半干旱山丘區(qū)水資源的有效途徑。由于地表水更方便人們飲用、農(nóng)田灌溉等生活生產(chǎn)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(qū)得到廣泛推廣，其中具有一定蓄水規(guī)模（一般單壩庫容1000m3以上）的集流壩則更受當?shù)厝罕姎g迎。集流壩在豫西山丘區(qū)具有十分廣闊的發(fā)展前景。

一、適宜的開發(fā)利用形式

1.攔溝壩

攔溝壩是集流壩的主要開發(fā)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(jù)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(shù)一般比較簡單，可根據(jù)表1分類優(yōu)選壩型及《集雨節(jié)灌技術(shù)》有關(guān)集流壩設(shè)計內(nèi)容進行規(guī)劃修建。

2.截潛流壩

在黃土丘陵區(qū)，年內(nèi)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(qū)多系近代河流沖積形成的潛水區(qū)，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(qū)的丘陵地帶河流上推行建造河床地面以下的截潛流壩。

據(jù)汝陽縣上店鎮(zhèn)1996年在砂礫質(zhì)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(yōu)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(jīng)砂層過濾，水質(zhì)得以凈化，不僅可用于大田灌溉，還可用于農(nóng)村飲水和工副業(yè)生產(chǎn)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(qū)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(yīng)范圍比較廣泛。據(jù)汝陽縣、欒川縣等地在山區(qū)河道及溝谷上的建閘經(jīng)驗，這種集水壩的結(jié)構(gòu)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(jié)點高度h=0.84 H。人字閘壩的優(yōu)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(qū)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(shè)專人看管。⑦可以梯級開發(fā)，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(huán)境，改善流域小氣候。

二、運用方式的選擇

根據(jù)配套工程設(shè)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(huán)型

即建設(shè)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(shè)谷坊和集流壩，集流壩的布設(shè)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(jié)合的方式，如人字閘、截潛流以及設(shè)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(diào)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(zhuǎn)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(qū)相距較遠，需把水窖建在灌區(qū)內(nèi)的工作方式。汝陽縣十八盤鄉(xiāng)干里村高莊組在溝道內(nèi)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(zhuǎn)送至水窖供用戶使用。

三、小 結(jié)

降水經(jīng)坡面的地表徑流及土內(nèi)滲流而匯入溝道后，將形成小流域洪水對溝床產(chǎn)生水力侵蝕。為防止和減輕這種侵蝕，同時最有效地開發(fā)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(yīng)當因地制宜，形式多樣，同時注重統(tǒng)籌布局，聯(lián)合運用，盡可能地發(fā)揮群體綜合效益。

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