豫西山丘区几种集流坝的开发形式与运用方式

陈维杰

（河南省汝阳县前坪水库项目工作组，471200，汝阳）

豫西山丘区地处秦岭山系向东延伸之余脉，大致范围北界黄河，南至伏牛山岭，西到省界，东接嵩山（豫中），总面积约2.68万km2，其中土石山地貌类型占15960 km2，黄土地貌类型占6770 km2，河流川地占 4070km2，土石山区和黄土区是水土流失的主要策源地，也是水资源匮乏的干旱频发区，治理当地水土流失、开发当地水资源是亟待解决的突出问题。

以小流域为单元开展水土保持工程建设是治理水土流失、开发干旱半干旱山丘区水资源的有效途径。由于地表水更方便人们饮用、农田灌溉等生活生产取用，所以以谷坊堰坝为主的小流域沟道治理措施在半干旱的豫西山丘区得到广泛推广，其中具有一定蓄水规模（一般单坝库容1000m3以上）的集流坝则更受当地群众欢迎。集流坝在豫西山丘区具有十分广阔的发展前景。

一、适宜的开发利用形式

1.拦沟坝

拦沟坝是集流坝的主要开发形式，其功效近期以拦（蓄）水为主，中后期以拦（蓄）泥沙为主，综合效能十分显著。据对汝阳县两座库容分别为1万m3和6000m3的拦沟坝实测功效分析，在次降雨78～96mm情况下削峰效益达到42%～45%，减沙效益达到76%～85%。

修筑拦沟坝的技术一般比较简单，可根据表1分类优选坝型及《集雨节灌技术》有关集流坝设计内容进行规划修建。

2.截潜流坝

在黄土丘陵区，年内降雨分配极不均匀，暴雨集中，常常是洪水形成快，峰值高，挟沙量大，在这种自然条件下修建拦沟坝很难解决淤积问题。但豫西一带的丘陵沟壑区多系近代河流冲积形成的潜水区，沟道含水层厚度较大但埋深较浅，岩性多为中粗砂和卵砾石，透水性比新淤坝地(淤积物多为黏土、壤土和细砂等)大得多，因此适宜在这类地区的丘陵地带河流上推行建造河床地面以下的截潜流坝。

据汝阳县上店镇1996年在砂砾质淤积河床上建成的4座截潜流工程(截水墙有浆砌石和黏土两种类型)的运行特性看，这种类型的集水工程具有以下明显优点：①位于河床以下，不影响沟河行洪。②与拦沟坝相比，淤积少，使用寿命长。③与淤地坝、拦沙坝相比，水源充沛，补给频率高。④经砂层过滤，水质得以净化，不仅可用于大田灌溉，还可用于农村饮水和工副业生产用水，更适合于喷滴灌用水。⑤不易被大自然和人为破坏，平时不需要专人看护。⑥适宜就地取材，易于在山区的中小河流上建造推广。

3.人字闸

人字闸是一种半固定式蓄水闸门，属轻型的小型挡水坝，适应范围比较广泛。据汝阳县、栾川县等地在山区河道及沟谷上的建闸经验，这种集水坝的结构特点是：闸前水深H=1.5～3 m， 撑杆倾角 θ=60°～65°，撑、压跨度 R=0.75 H，撑、压杆结点高度h=0.84 H。人字闸坝的优点是：①闸板为活动式，可装可卸。蓄水期装板蓄水灌溉，汛期卸板泄洪冲淤。②与拦沟坝相比可利用洪水冲淤来扩大蓄水容积，从而延长使用寿命。③造价适中，一般每米坝长投资2000元左右，按库容折算约为5～8元/m3。④适宜山区小泉小水的拦蓄，与水渠、提灌站、流动泵站配套使用十分方便。⑤适宜小面积地块使用，一般二三十亩地块建一处小型人字闸工程再配套自流渠（管）或流动泵站进行灌溉效果极佳。⑥运行管理方便，不蓄水时可以将面板拆装运走，而人字架为固定式，不需设专人看管。⑦可以梯级开发，有利于水资源的充分利用。⑧蓄水后形成狭长的湖面，有利于美化、净化环境，改善流域小气候。

二、运用方式的选择

根据配套工程设施的类型及布局特点，可将集流坝的运用方式划分成以下四种：

1.坝—坝连环型

即建设集流坝系工程。集流坝系工程的组合形式一般是从沟道上游至下游、从支毛沟至干沟依次布设谷坊和集流坝，集流坝的布设特点一般是位于上游的容量相对较小，下游的容量相对较大。集流坝系的运用方式大致有两种：一种是清洪分治、排洪蓄清、蓄排结合的方式，如人字闸、截潜流以及设置专用排洪通道的拦沟坝，这种方式的效益目标是以供水为主；再一种是上坝拦沙落淤、下坝滞洪蓄清，这种方式的效益目标是近期以调水削峰为主，长远以拦沙淤地为主。

2.坝—窖组合型

即先由集流坝将上游坡面来水蓄积起来，然后通过渠(或管)道输送到水窖，再由水窖转送至用水地点。当用于灌溉时，这种形式则适用于集流场与灌区相距较远，需把水窖建在灌区内的工作方式。汝阳县十八盘乡干里村高庄组在沟道内建一总蓄水量为6000m3的集流坝工程，然后埋管1200～1800m送水至田间地头，建了4个水窖，每窖控制耕地面积 10～12 亩（0.67～0.8 hm2），从而解决了抗旱问题。

表1 不同坝型特点及适用范围

3.坝—池组合型

工作原理同坝—窖组合型。

4.坝—池—窖组合型

即先由集流坝将雨水送至蓄水池，然后再转送至水窖供用户使用。

三、小 结

降水经坡面的地表径流及土内渗流而汇入沟道后，将形成小流域洪水对沟床产生水力侵蚀。为防止和减轻这种侵蚀，同时最有效地开发利用小流域洪水资源，使其能够变害为利，修建集流坝是一种兼得的选择。修建集流坝应当因地制宜，形式多样，同时注重统筹布局，联合运用，尽可能地发挥群体综合效益。

[1]陈维杰.水土保持综合治理措施效益分析[J].水利经济，2006，24（2）.

[2]陈维杰.集雨节灌技术[M].郑州：黄河水利出版社，2003.

[3]徐向舟，张红武，欧阳晓红.黄土高原沟道坝系建设的理论与实践 [J].中国水利，2008（6）.

[4]王娉.山西省吕梁市坝系建设现状及对策[J].中国水利，2009（16）.

[5]王吉魁.石壁沟小流域治理中的人字闸坝建设问题[J].中国水利，2009（4）.

[6]贾翠霞.冯家岔流域水土保持的成效与做法[J].中国水利，2010（8）.