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工科论文 :淤地坝建设对改善黄土高原区域环境的影响[1]

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/03/28 19:57:20 工学论文
工科论文 :淤地坝建设对改善黄土高原区域环境的影响[1]工学论文
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摘要:淤地坝是治理黄土高原水土流失的主要措施之一,可以改变微地貌,增加良田面积,有效拦截泥沙,防止沟道侵蚀,减少水土流失,能有效拦蓄洪水,减少灾害,提高水资源的利用率,有利于区域植被的恢复改善生态环境。还可以坝代路,便利交通。

关键词:淤地坝建设 区域环境 黄土高原

一、黄土高原区域环境特征

黄土高原是我国乃至世界上水土流失最严重的地区,在内外侵蚀营力作用下,形成黄土高原沟壑纵横、峁梁密布、支离破碎、地形起伏剧烈的地貌特征,沟壑密度可以达到3.47~5.10km/km2。据不完全统计,仅陕北地区长度在1km以上的沟道就达近3万条。该区以干旱、半干旱气候为主,气候干燥,四季分明,降雨集中,且多以暴雨形式出现。由于恶劣的自然环境,再加上剧烈的人类活动,使得天然植被遭到破坏,造成严重的水土流失,自然灾害频繁,人民生活贫困。

淤地坝不仅具有防洪、拦泥、增产、淤地等功效,而且在改善农村生态环境等方面的作用也非常显著。

二、淤地坝建设对区域环境的影响

淤地坝修建于沟道中,大型淤地坝坝高在30m以上,小型坝也在5m以上,淤地坝的建设,改变了原沟道自然条件。据无定河普查资料,黄土丘陵区小流域面积在3~5km2的沟道自然比降一般为3.5%左右,而淤地坝建成后的沟道比降为0.8%。淤地坝不但稳定了沟床,防止了沟蚀的发展,而且在沟道中形成山间小平原,有利于实现机械化和水利化,有利于农业生产。

1.改良土壤,增加良田面积

该区剧烈的水土流失,不仅严重地阻碍了当地农业生产的发展,而且使耕地面积逐年减少,成为影响区域环境的重要因素。淤地坝一般修筑于干沟和支毛沟,支毛沟多为荒沟,增地作用明显,土壤水肥条件较好。据统计,淤地坝土壤的含氮量是坡地的1.2倍,磷是坡地的4倍,钾是坡地的5.2倍,有机肥是坡地的1.25倍,土壤含水量是坡地的2.5倍。

2.有效拦泥、防止沟道侵蚀减少水土流失

淤地坝不仅可以拦截大量的泥沙,而且可有效防止沟道侵蚀。据调查,骨干坝单坝平均拦泥300万t/座,大型坝平均拦泥148.8万t/座,中型坝平均拦泥32.1万t/座,小型坝单坝平均拦泥3.2万t/座。据调查,在黄河下游河床清淤1m3泥沙需投资10元以上,而上中游的淤地坝每拦蓄1m3泥沙,所需投资还不到1元。据陕西省水土保持局测算,该省3万多座淤地坝50多年累计拦蓄泥沙51亿t,这些泥沙如果按1/4沉积下游河床,以每吨清淤费10元计算,就可为下游节省清淤费用近130亿元。因此,在黄土高原地区大规模开展淤地坝建设是一项一举多得的重大举措。在黄土丘陵区,地貌单元可以分为沟间地和沟谷地两类,沟缘线以上为沟间地,以下为沟谷地,据黄河水利委员会绥德水保站观测分析,沟间地和沟谷地面积分别占总面积的56.5%和43.4%,而沟谷地径流量占总径流量的59.3%~83.5%,平均为64.7%;泥沙量占总输沙量的57.9%~69.5%,平均为61.3%,可见沟谷地的侵蚀程度较高。淤地坝的建设可有效地防止沟谷侵蚀,由于抬高了侵蚀基准,可以防止沟底下切,沟岸扩张,减少了重力侵蚀的发展,从而控制了淤地坝上游的沟道侵蚀,同时由于淤地坝的滞洪作用,对坝下洪水也有一定的减蚀作用。

3.拦蓄洪水 减少灾害

淤地坝可以拦截上游的洪水,有效削减洪峰流量,减轻洪水灾害。以小流域为单元,梯级建设淤地坝,层层拦蓄,具有较强的削峰、滞洪功能和上拦下保的作用,能有效地防止洪水泥沙对下游造成的危害。如2002年7月4~5日,陕西子长县发生大暴雨,降雨量317.3mm,占当年平均降水总量的61.6%,子长水文站实测洪峰流量4670m3/s,为500年一遇的特大洪水,只有2座骨干工程由于多年淤积,滞洪库容难以抵御洪峰而溃决,而2000年建成的苗家沟骨干工程及放水设备完好无损,拦泥近20万m3,真正实现了泥不出沟,同时减轻了下游坝库的洪水压力。

子长县史家畔乡丹头坝系,流域面积65.1km2,水土流失面积64.5km2,主沟长16.2km有长0.5km以上的沟道169条。多年平均侵蚀模数17000t/km2·a。至2002年,流域内共有淤地坝70座,其中骨干工程3座,大型坝6座,中型坝30座,小型坝31座,总库容2300万m3已种坝地146hm2。从支毛沟到干沟,由骨干坝与大中小型淤地坝组合而成的坝群体系已形成一个滞、排、淤、种相互配合的有机整体,并已具有以坝系群体抵御特大洪水的能力。

1989年7月21日,内蒙古准格尔旗黄甫川流域普降特大暴雨,12座治沟骨干工程削洪量达89.7%,还保护了下游260hm2坝地和340hm2川、台、滩地的安全,减灾工学论文