摘要：水土流失在黄土高原是一个比较严重且普遍的现象，治理水土流失和沟道成为黄土高原水土保持工作的重要内容。淤地坝作为治理沟道的重要措施，其安全运行具有重要的现实意义。基于此，文章围绕淤地坝安全运行保障技术进行阐述和分析，旨在更好保障淤地坝功能的发挥。
关键词：淤地坝；水土保持；沟道治理；保障技术
淤地坝作为黄土高原治理水土流失的重要工程措施，在拦蓄径流泥沙、调峰消能和利用水沙资源等方面发挥了积极作用。据统计，经过50多年的建设，黄土高原地区已经建成淤地坝10万余座，淤地面积达38万hm2。然而，随着淤地坝运行时间的增加，部分淤地坝存在滞洪库容不足的现象，加之初期设计有缺陷、施工质量不高、管理措施不到位等多方面因素影响，在遇到连续强降雨导致发生极端洪水事件时，会严重增加淤地坝的安全运行风险。因此，如何实现淤地坝工程的安全运行成为亟待解决的问题。
淤地坝系安全运行保障技术主要是通过辨识淤地坝系病险类型及风险动态特征，建立病险淤地坝的快速诊断方法，提出淤地坝降等报废和除险加固办法；阐明环境变化条件下淤地坝运行特征和库坝转换关系，研究有利于蓄洪与泄洪的淤地坝系级联新型设计，促进坝系上下联合运用，提出淤地坝系的安全运行措施。该技术主要有三个方面，分别为淤地坝系风险诊断技术、安全运行技术和坝系优化布局配置技术。
一、淤地坝系风险诊断技术
淤地坝系风险诊断技术主要是通过层次分析确定影响坝系安全运行的各影响因素如滞洪库容、剩余库容、坝高等因子的权重，筛选对坝系安全运行影响较大的因子，建立小流域坝系安全性评价指标体系，对小流域坝系稳定性和安全性进行综合评价和诊断的一种技术体系，该体系由安全影响因素分析、病险坝诊断和稳定性评价3方面组成。研究表明，黄土高原地区影响淤地坝系安全的因素主要归纳为4类：淤地坝投入运行时间较长（滞洪库容不足、泄水建筑物损坏），淤地坝系设计不合理（串联淤地坝较多），淤地坝建设质量较低（淤地坝设计标准较低、拦泥库容较小），缺乏管护措施。在遇到不同重现期超标洪水的情况下，有发生坝体溃决的风险，对下游居民的生命财产安全造成威胁。而无论淤地坝系是处于初建阶段、改（扩）建阶段、调整阶段还是相对稳定阶段，引起淤地坝水毁的主要原因均是暴雨洪水。
二、淤地坝系安全运行技术
淤地坝安全运行技术主要包括除险加固、降等销号和新型设计3个方面，通过对病险坝的修复和消除、增加流域中符合新型设计理念的淤地坝数量，使得流域坝系处于安全系数达标的状态，这是保障流域淤地坝系安全运行的基础。
虽然淤地坝系的大规模建设可以较大程度地保障淤地坝的安全运行，但是由于淤地坝建设过程中，坝体数量较多、资金投入有限及管理不当，多数淤地坝只有大坝和放水建筑物“两大件”，泄洪设施不完善，并且坝体选址不科学、淤积年限过长、坝体出现裂缝等均会导致病险淤地坝产生。在遭遇极端降水条件下，会对下游区域产生风险、造成灾害，并且随着国家对防灾抗灾减灾和安全生产的要求越来越高，需要对这些存在安全隐患的病险淤地坝进行除险加固和降等销号。目前淤地坝的除险加固措施主要有：①对于下游有村庄等重要设施的淤地坝，其主要加固措施为增设溢洪道或泄洪涵洞，提高工程的防洪标准；②对于已达到或超过设计淤积高程的淤地坝工程，主要措施为加高；③对于由于放水建筑物损毁不能运行的工程，常规方法是拆除已毁坏的混凝土，夯实地基后重新浇筑混凝土；④坝体有裂缝的工程，应首先通过裂缝开挖、灌白灰水等方式查找形成裂缝的原因并探明裂缝深度，然后分段开挖进行灌浆处理，通过灌浆使裂缝两侧土体与泥浆形成一个整体，能确保坝体的稳定。其中，增设溢洪道是淤地坝除险加固的主要建设内容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而对于通过风险评价技术评估得到存在问题并且修复存在较大困难的淤地坝，则采用降等销号的措施，以保证流域整体坝系的功能发挥和安全稳定运行。淤地坝进行新型设计则是在综合考虑流域的布坝密度、坝系配置比例、骨干坝控制面积、坝系建设时序、坝系稳定阶段等优化布局与配置的基础上，以淤地坝在流域中所发挥的功能来决定淤地坝的设计。其不仅考虑到单坝的坝址和坝高，还要考虑上游坝体对下游的拦水拦沙效应。通过对坝系中不同级别类型的坝库群的综合利用，达到抵御大暴雨洪水，保证坝系的整体安全并尽可能多地拦蓄泥沙的目的，从而优选出最适合、具有坝系连锁效应的新型淤地坝设计方案。
三、淤地坝系布局配置技术
在黄土高原生态建设过程中，植被覆盖度明显增加，区域水文情势会发生明显变化，导致不同阶段的生态建设需求存在差异，部分流域坝系的建设规模、空间布局、建坝时序等重大决策也应随之发生调整，单坝的设计和建设标准有所不同。如在延河流域原有坝系基础上对其重新进行了规划，在减少了一定数量的淤地坝后，延河流域的生态建设和人均耕地需求仍能得到保障。因此，探寻不同情势下的坝系优化布局配置技术，可有效提高淤地坝安全运行效果、促进坝系效益发挥、减少资金投入。淤地坝系布局配置技术主要包括坝系安全布局技术、坝系配置模式技术和坝系运行管理技术。
坝系安全布局技术主要是通过小流域单元控制理论和高精度的DEM，划分坝系单元，分析沟道特点，确定骨干坝、中小型淤地坝的布设位置，获取相关施工参数，从安全效应、防洪效应和资金投入等方面综合评价淤地坝空间布局，提出坝系安全布局技术。如基于坝系安全布局技术，结合张家沟流域的沟道特点和侵蚀特征，比选得到了该流域骨干坝布局的适宜数量。而坝系配置模式技术则是针对不同级别的淤地坝的合理配置技术体系，可实现骨干坝与中小型淤地坝之间、干支沟淤地坝之间的相互配合、联合运作，进而达到分节分片控制，节节拦蓄的目的，能充分发挥坝系蓄洪、拦沙、淤地、生产等综合功能和效益。
坝系运行管理技术作为淤地坝安全运行的有力保障，关键在于探究淤地坝产权制度改革和运行管理模式，逐步建立起适应市场经济规律、责权相统一的运行管护机。淤地坝运行过程中的问题多数是因为后期管护不到位，造成安全隐患加剧，而通过有效的淤地坝系运行管理机制，可以延长淤地坝的使用年限，有利于坝系工程更好地发挥生态、经济和社会功能。一般而言，不同级别的淤地坝运行管理模式存在差异，如在坝系联合运用管理过程中应遵循“上坝拦洪，下坝种地”“支沟拦洪，干沟种地”“旧坝加高加固，改变运行方式”的运行管理模式。通过深翻、开挖沟壕、排水治碱、种植耐碱作物等措施改良土壤。推行淤地坝产权制度改革，依照“谁受益、谁管护”的基本原则，实行岗位责任制，将淤地坝管理落实到每个责任人，定期对淤地坝坝体、溢洪道、放水设施进行维护。加强淤地坝工程建设的质量审批和验收标准，以保障工程质量。设立淤地坝管理基金，为淤地坝管理和维修提供资金保证。如在韭园沟流域已经形成了3种经济效果显著的坝系管理模式，分别为：①由群众参股的股份合作制；②将淤地坝以市场价的形式租赁给群众，并在规定年限内还清租金的租赁经营模式；③将坝地抵押给群众以换取维修泄洪设施的资金抵押承包制。
淤地坝安全运行保障技术是通过风险诊断技术发现问题，通过坝系安全运行技术解决问题，以坝系布局配置技术保障淤地坝系后期的安全运行，是一种科学、系统、可行的坝系安全运行与管理的综合调控技术理论体系，对黄土高原淤地坝系的建设具有重要的指导意义。
参考文献：
[1]郑晓风.秦州区淤地坝安全运用工程建设做法与经验[J].水土保持应用技术，2019（04）
[2]路东敏，朱首军，林成行，巴明坤，赵宇.土壤固化剂在陕北淤地坝渗透破坏治理中的应用[J].水电能源科学，2019，37（06）
[3]韩向楠，谢世友，高云飞.近年无定河流域淤地坝拦沙作用研究[J].人民黄河，2018，40（11）
论文作者:王佳媛,贵宁
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/9
标签：技术论文; 黄土高原论文; 流域论文; 布局论文; 沟道论文; 措施论文; 库容论文; 《基层建设》2019年第20期论文;